Mit Regelung 1

Thermisch hoch belastete Wastegate-Klappe direkt ins Turbinengehäuse integriert
So, nun wird es Zeit, auf die wirklich unendlich weit verbreitete Regelung beim Turbolader zu kommen. Sie wird 'Wastegate' genannt, was frei übersetzt so viel wie 'Ausgang für nicht Benötigtes' bedeutet.
Diese Bezeichnung beschreibt die Funktion ziemlich zutreffend. Es kommt nämlich viel Abgas mit vielleicht hohem Druck am Turbinenrad an und davon wird ein Teil besser nicht gebraucht.
Wir setzen jetzt einen Betriebsbereich voraus, in dem der Motor mit maximal möglichem Druck betrieben wird und noch höherer sowohl für den Motor als vielleicht auch für den Turbolader schädlich wäre.
Was tun mit dem zu viel an Abgas/Druck? Klarer Fall, man öffnet ein Ventil und eine bestimmte Menge darf direkt in die Abgasanlage strömen. Das Prinzip eines Wastegates ist auch heute noch das am
meisten angewandte.
Wastegate begrenzt den maximal möglichen Ladedruck.
Allerdings steckt dahinter ein Regelmechanismus und der hat sich schon grundlegend geändert. Sie können sich vielleicht denken, wie der früher aussah. Da wurde einfach ein Höchstdruck festgelegt, mit
dem der Motor beaufschlagt werden durfte. Der wurde in eine Art Barometerdose (Bild unten) geleitet, die bei Überschreitung das Wastegate-Ventil öffnete. Es handelt sich auch hier schon um eine
Regelung, denn wenn zu viel Abgas durch den Bypass rauscht, sinkt der Ladedruck und das Ventil wird wieder geschlossen.

Ganz oben im Bild sehen Sie ein solches Ventil im abgasseitigen Teil eines Turboladers. Es kann über eine stangenförmige Verbindung entweder zu einer Druckdose mit Membrane und pneumatischer
Regelung oder einem elektrischen Stellmotor führen. Beide werden in einer gewissen Entfernung vom Ventil selbst angeordnet, weil die Hitzeentwicklung dort so groß sein kann, dass es sogar zu Rotglut
kommt. Das würden die Teile der Regelung nicht aushalten.
Moderne Turbolader werden also für einen ganz bestimmten, maximierten Ladedruck ausgelegt. Man versucht, sich in der Größe zu beschränken, nicht nur des Gehäuses, sondern besonders der
drehenden Teile wegen. Je leichter die sind, umso schneller ist ihr Wiederanlauf z.B. nach einer Schubphase. Da ist z.B. beim Benzinmotor die Drosselklappe geschlossen und das bremst natürlich die Drehzahl
von Verdichter- und Turbinenrad. Verzögertes Wiederanlaufen führt zu dem bekannten Turboloch.
Man unterscheidet interne (Bild ganz oben) und externe Wastgates. Letzere sind etwas weiter weg von der Turbine auf der Druckseite des Turboladers angeordnet. Auch sie lassen Druck zur Abgasanlage hin ab,
können aber dessen Grenze etwas präziser steuern. Wegen der fehlenden Beschränkung im Bauraum sind hier größere Ventile mit rascherer Wirkung möglich. Es soll sogar Kombinationen interner und externer
Wastegates geben.
Der Aktuator einer einfachen Wastegate-Steuerung (Barometerdose) besteht neben dem Gehäuse aus einer Membrane, die mit einer Stange zum Wastegate-Ventil verbunden ist. Der vom 'Saugrohr' abgegriffene
Ladedruck wirkt in Richtung 'Öffnen', eine Feder auf der anderen Seite in Richtung 'Schließen'. Ausser diesem einen Anschluss kann es noch einen zweiten geben, der zusammen mit der Feder gegen den
vorhandenen wirkt. Hierüber kann mit entsprechender Steuerung auf den Ladedruck Einfluss genommen werden.
Natürlich spannt sich mit der Möglichkeit der Ladedruckregelung ein weites Feld auf. Deutlich wird das an schon während des Zweiten Weltkriegs vorhandenen elektrischen Regelungen. Warum im Krieg? Weil es
z.B.
für Kampfflieger so brenzlige Situationen geben kann, dass es egal ist, ob dabei der Motor ruiniert wird. Später hat es Systeme der Beeinflussung des Ladedrucks vielfach auch in Rennwagen gegeben, bzw. gibt es
heute noch.
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