Anonim

Turbolader sind erst seit den siebziger Jahren in der Serienproduktion bei uns, aber Kompressoren haben eine lange und ehrenvolle Automobilgeschichte.

Sie wurden bei den Blower Bentleys eingesetzt, die vor 80 Jahren in Le Mans gewonnen wurden, und sind seitdem bei Hochleistungsmotoren, häufig größeren, aufgetreten.

Ein Schub für Schub

Aufgrund neuer und strengerer Emissions- und Kraftstoffverbrauchsgesetze werden beide Arten von Boost nun in viel größerer Zahl auftreten, da die Autohersteller versuchen, kleinere Motoren weitaus effizienter zu machen.

Insbesondere Ford hat seine neueste Turbomotorenreihe als EcoBoost gebrandmarkt, bei der sowohl Direkteinspritzung als auch Turboaufladung auf breiter Front von 1, 6-Liter-Vieren bis zu 3, 5-Liter-V-6-Motoren eingesetzt werden.

Bei einem kürzlichen Besuch bei Eaton, dem Automobilzulieferer, der mehr Kompressoren herstellt als jedes andere Unternehmen, argumentierten Führungskräfte, dass das Aufladen gegenüber Turbos zahlreiche Vorteile bietet.

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Eaton EVS Kompressor Rotor

Zwei Arten von Pumpen

Zunächst ein wenig technischer Hintergrund: Sowohl Turbos als auch Lader sind Pumpen, die Luft komprimieren und unter hohem Druck in den Ansaugkrümmer des Motors einspeisen. Dadurch kann mehr Kraftstoff eingespritzt werden, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch konstant zu halten, was bedeutet, dass der Motor mehr Leistung erzeugt.

Kompressoren sind jedoch mechanische Luftpumpen, die über Ketten, Riemen oder Zahnräder von der Kurbelwelle des Motors angetrieben werden. Turbolader hingegen sind kleine Turbinen, die durch den Druck der heißen Abgase angetrieben werden.

Parasitärer Verlust gegen Turboverzögerung

Jeder hat seine Vor- und Nachteile. Kompressoren arbeiten auch bei niedrigen Motordrehzahlen, verwenden jedoch die Motorleistung, was bedeutet, dass sie über den gesamten Drehzahlbereich des Motors einen parasitären Verlust verursachen.

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Testtag von Eaton Technologies, Marshall, Michigan, September 2010

Sie sind normalerweise auch kompakter als Turbos und können in einem V-Formationsmotor im V zwischen den Zylinderbänken sitzen.

Turbolader hingegen haben in der Vergangenheit am besten bei höheren Motordrehzahlen gearbeitet, wenn der Abgasstrom am stärksten ist, was zu dem als "Turboverzögerung" bekannten Phänomen führt, bei dem es zu einer kurzen Verzögerung kommt, bevor die Leistung abgegeben wird, während der Turbo hochspult auf seine Betriebsgeschwindigkeit.

Zwei Turbos erforderlich

Turbos werden normalerweise auch am Auspuffkrümmer aufgehängt, der sich bei allen bis auf wenige neue Motoren außerhalb der Zylinderbank befindet.

Für einen V-Formationsmotor bedeutet dies, dass ein Paar Turbos erforderlich ist - einer pro Bank. Jeder Außenturbo und die dazugehörigen Leitungen vergrößern das gesamte Motorpaket.

(Einige Hersteller, darunter GM und BMW, haben neue V-8-Motoren entwickelt, deren Krümmer außen umgedreht sind und deren Auslass im V ist. So kann ein einzelner Turbo zwischen den Ufern montiert werden. Dies ist eine clevere Anpassung, aber Auspuff Verteiler zwischen zwei Zylinderbänken können enorme Herausforderungen bei der Steuerung einer solchen Konzentration von Motorwärme darstellen.)

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Eaton R410 Kompressor

Hinzufügen von Audi zu Cadillac und Corvette

Eaton glaubt, dass Hersteller, die versuchen, kleinere Motoren effizienter arbeiten zu lassen, Vorteile nicht nur beim Verkleinern, sondern auch beim Verringern der Motordrehzahl finden, um die Reibungsverluste bei höheren Drehzahlen zu verringern.

Und hier, sagt Eaton, gewinnen Kompressoren. Das Unternehmen verweist auf Audi, das sowohl die Turboaufladung als auch die Aufladung für ein neues 3, 0-Liter-Hochleistungs-V6-Motorprogramm ausgiebig getestet hat.

Am Ende entschied Audi, dass ein Kompressor die beste Mischung aus sofortiger Leistung, langsamem Drehmoment und kompakter Verpackung gegen das benötigte Turbopaar bietet.

Der aufgeladene 3, 0-Liter-Motor wurde erstmals im Audi A6 2008 vorgestellt. In diesem Jahr wird der Motor in nicht weniger als acht Audi-Modellen eingebaut, darunter die Hochleistungsmodelle S4 und S5.

Durch das Aufladen wird der 3, 0-Liter-V-6 von 290 auf 430 PS gesteigert, und Audi ersetzt damit den V-8 mit 3, 6- und 4, 2-Liter-Hubraum. Der neue Motor bietet die gleiche Leistung wie der größere V-8 mit einer um 17 bis 24 Prozent höheren Kraftstoffeffizienz.

Hochleistungshybriden auch

Eine Anpassung des aufgeladenen Audi 3, 0-Liter-Motors ist auch für den Porsche Cayenne S Hybrid 2011 und den Volkswagen Touareg Hybrid 2011 vorgesehen, den ersten Hybrid jedes Herstellers. Ein Audi Q5 Hybrid wird voraussichtlich folgen.

In den Runden um die Teststrecke von Eaton in Marshall, Michigan, sorgte ein aufgeladener Audi A6 im laufenden Jahr für einen Drehmomentanstieg bei nahezu jeder Drehzahl. Die Motoreigenschaften wurden durch ein Automatikgetriebe erreicht, das den Motor weitgehend unter 4000 U / min laufen ließ.

Zum Vergleich war kein Vergleichs- oder nicht aufgeladenes Auto verfügbar, aber der grundlegende Punkt wurde deutlich.

Andere Hochleistungsautos, die Eaton-Kompressoren verwenden, sind die Chevrolet Corvette ZR-1; die Cadillac CTS-V Limousine, das Coupé und der Kombi; und die Jaguar XFR- und XJR-Limousinen sowie bestimmte Range Rover-Modelle.

Das Deck stapeln

Um Journalisten von der überlegenen Leistung des Kompressors bei niedrigen Geschwindigkeiten zu überzeugen, richtete Eaton auf einem Parkplatz eine Slalomstrecke ein und bot Fahrten in zwei identischen roten Chevrolet Cobalts an.

Jeder hatte den 2, 4-Liter-Ecotec-Motor, aber einer war mit einem Turbo ausgestattet, während der andere vom Eaton-Kompressor angetrieben wurde.

Das Deck wurde etwas gestapelt durch die Anforderung, dass der gesamte Slalomkurs im zweiten Gang absolviert werden muss. Dadurch wurde die Motordrehzahl so niedrig gehalten, dass beim Beschleunigen aus engen Kurven eine Turboverzögerung leicht erkennbar war.

Über rund ein Dutzend Runden verzeichneten wir im Turbo eine Bestzeit von 34, 0 Sekunden, im aufgeladenen Auto jedoch 33, 15 Sekunden - was beim Slalomfahren im zweiten Gang zugegebenermaßen weitaus ruhiger zu fahren war.

War der Test realistisch? Etwas; US-Fahrer schalten nicht unbedingt gern, obwohl Handbücher mittlerweile sowieso eine Seltenheit sind.

Um fair zu sein, wurde die Turboverzögerung bei der neuesten Ernte von Turbomotoren weitgehend beseitigt. Sie sind eher auf einen besseren Kraftstoffverbrauch als auf reine Leistung ausgerichtet.

Boosting Boom prognostiziert

Der Markt für Turbolader ist immer noch weitaus größer als der für Lader, was hauptsächlich auf den Einsatz von Turbos bei den meisten modernen Dieselmotoren zurückzuführen ist.

In Europa, wo mittlerweile rund 50 Prozent der Neuwagen mit Turbodieseln verkauft werden, beschränkt sich die Aufladung auf das obere Ende des Marktes - bei Audis, Jaguaren und Range Rovers.

Tatsächlich geht der Turbohersteller Honeywell davon aus, dass bis 2015 Turbos in 35 Millionen Autos pro Jahr eingesetzt werden, mehr als doppelt so viel wie 2009 mit 17 Millionen.

Turbo + Kompressor?!?!?

Dennoch gibt es auch für Lader Low-End-Anwendungen. Einer der technisch interessantesten Motoren der Welt ist der 1, 4-Liter-TSI "Twincharger" 4 von Volkswagen, der sowohl einen Kompressor als auch einen Turbo verwendet.

Wie bei Ford mit seiner EcoBoost-Linie war es das Ziel von VW, die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren und gleichzeitig Leistung, Drehmoment und Fahreigenschaften in einem Motor beizubehalten, der in großen Mengen für eine Vielzahl von Fahrzeugen hergestellt werden kann.

Der 1, 4-Liter-Vierzylinder leistet 168 PS, mehr als 100 PS pro Liter, ganz zu schweigen von 33 Meilen pro Gallone. Das ist das gleiche Drehmoment wie bei einem 2, 3-l-Motor bei 20 Prozent weniger Kraftstoff.

Bei niedrigen Drehzahlen (bis zu 2400 U / min) beschleunigt der Lader den Motor. Bei einer Beschleunigung von 2400 auf 3500 U / min bleibt der Lader eingeschaltet, während der Turbo hochspult.

Sobald sich der Turbo seinem maximalen Ladedruck von 2, 5 Atmosphären nähert, öffnet sich eine Bypassklappe, um die gesamte Ansaugluftzufuhr vom Lader zum Turbo umzuschalten. Zusammen liefern die beiden Pumpen ein konstant hohes Drehmoment von 1750 bis 4500 U / min.

Eaton stellte Flugkosten, Unterkunft und Verpflegung zur Verfügung, damit High Gear Media Ihnen diesen Bericht aus der ersten Person übermitteln kann.