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Turbo vs. kompressor beim diesel...

hi jungs ich habe mal ne frage.

es gibt ja kompressoraufladung und turbo.

nun heißt es ja, dass der kompressor schon im standgas nen ladedruck von ca. 0,8 bar erzeugt aber nur bis ca. 4000u/min aktiv ist und sich dann abkoppelt.

der turbo kommt ja erst ab ner gewissen drehzahl. bei meinem diesel liegt dies irgendwo bei grob 1700 u/min bis ganz grob 3500 bis 3800 u/min.

wäre es da für dieselfahrzeuge nicht besser wenn sie dann mit einem kompressor betrieben werden, oder warum werden dieselfahrzeuge von turbos befeuert???

is das bauartbedingt nicht möglich mit kompressor? oder ist der kompressor wesentlich teurer  im einbau bzw. beim einem tausch?

was ist anfälliger? kompressor oder turbo ?? was bei einem turbo alles schief laufen kann, meine ich zu wissen. was sind häufige ursachen bei kompressoren das sie kaputt gehen?  was ist im endeffekt langlebiger???

mfg badian



 

Kompressormotoren werden nach und nach komplett verschwinden im normalen Autobau. Sind zu unwirtschaftlich. Der Turbolader wird vom Abgas angetrieben, braucht also keinen extra Antrieb während der Kompressorumbau zB vom Riemen angetrieben werden muss, was wiederum bedeutet das Der Motor Energie dafür aufbringen muss. In der heutigen Zeit wo jeder eingesparte Liter Kraftstoff zählt ist das also Contraproduktiv ;-)

Du solltest schon etwas mehr Details zum Kompressor bringen (Hersteller, Modell , Üs ...) .
Nicht jeder Kompressor ist über eine Magnet- oder Fliehkraftkupplung ... angebunden (mir fällt hier eig. nur der Eaton bei einigen MB ein).
Ebenfalls läuft er nicht immer über einen Riemen.

Größtes Problem des Kompressors ist wohl die Maße, wobei es hier auch zig verschiedene Varianten gibt.
Auch am Diesel wurden schon Kompressoren verbaut (bestes Beispiel Mazda hatte da mal früher etwas im Programm).

Wegen der Haltbarkeit bzw. Problemen, auch hier haben unterschiedliche Kompressoren mehr mit manchen Probleme zu kämpfen wie andere.
Auch ein Turbolader bringt einen kleinen Verlust mit ein , es ist also nicht nur der Kompressor der vom Motor Leistung bezieht.

nimm es mir bitte nicht übel, falls Du Dich wirklich für das Thema Aufladung interessierst?!?
Beließ Dich zumindest mal über die Basics ...

Aktuell bringst du sämtliche facts, was die Leistungssteigerung von modernen Verbrennungsmaschinen betrifft, durcheinander ;)

Beim Diesel ist ein Kompressor eh nicht sinnvoll. Die Motoren haben eh schon einen großen Abgasdruck und da bietet sich der Turbo natürlich an. Der Ladedruck muss ziemlich hoch sein, weil die Motoren ohne Turbo Luftpumpen sind.

Solche Überlegungen betreffen wenn nur die Benziner. Kompressor stirbt aber auch da aus oben genannten Gründen aus. Wirkungsgrad blakäse.
Mal kurz aus meiner Sicht. Kompressor hört sich eklig an, aber kommt einem Sauger vom Feeling am nächsten, weil er die kürzesten "Ladezeiten" hat.
Ein Turbo hat einen Charakter der es nicht immer einfach macht dosiert zu fahren, aber ist für viel Mehrleistung ideal. Wie ruppig die Leistung sich entfaltet hängt dann halt an Faktoren wie Ladedruck, Turbogröße und Anzahl.

Ich greif da mal ein....

Den Vorteilen eines Kompressers stehen zuviele Nachteile gegenüber, so dass die die Entwicklung eher in die Richtung geht, dem Turbolader die Nachteile zu nehmen als den Kompressor weiter zu verfolgen. Aber wie so oft ist das alle eine Kostenfrage. Die Nachteile des Turboladers sind weniger der fehlende Druck von unten heraus, sondern seine Ansprechverzögerung. Das man abe auch das in den Griff bekommen kann, zeigt BMW bei mehreren Modellen. Grundsätzlich kennt man vier Ansätze dem Turbomotor von unten heraus und beim Gasgeben sofort mehr Dampf zu verpassen:

Variante 1: Paralellaufladung (N54B30)
Ein Turbolader, der den gesamten Leistungsbereich abdecken muss, muss damit automatisch auf die Maximalanforderung ausgelegt werden. Damit wird der Turbo relativ groß un je größer der Lader, desto träger ist er. Abhilfe: Statt eines großen Laders werden zwei kleine verwendet, die in der Summe die gleiche Leistung bringen, aber aufgrund der erheblich geringeren Läufermassen sehr viel schneller und bei niedrigerem Druck hochbeschlenigen.

Variante 2: Twinscroll (N55B35, N13B16, N20B20)
Es gibt zwei Möglichkeiten Ladedruck zu erzeugen: Bei der sogenannte Stauaufladung wird vor dem Lader ein Druck aufgebaut, der über den Lader entspannt wird. Es wird das Druckgefälle genutzt. Bei der Stoßaufladung wird die kinetische Energie des ausströmenden Abgases genutzt. Bei PKW-Motoren wurde bislang nur erstere Variante eingesetzt, weil die Stoßaufladung schwerer zu hanhaben ist und bestimmte bauliche Voraussetzungen hat. Mit dem Twin Power von BMW ist es gelungen, die Stoßaufladung zumindest zum Teil auch im PKW-Maßstab nutzen zu können.


Die folgenden Varianten machen nut beim Dieselmotor Sinn, weil er erheblich höhere Ladedrücke verträgt

Variante 3: Registeraufladung (N47D20TOP, N57D30TOP)
Auch hier werden zwei Turbolader unterschiedlicher Größe verwendet. Ein kleiner flinker und ein großer für den großen Volumenstrom. Bei niedriger Last läuft nur der kleine Turbo. Er erzeugt früh einen hohen Druck. Wird nun die Leistungsanforderung gesteigert, kommt der Große ins Spiel und dieser bläst seinen Ladedruck nicht in den Motor, sondern in den kleinen Turbo. Nur mit diesem Konstrukt der sequentiellen Aufladung können Ladedrücke von knapp 3 Bar erreicht werden. Bei hoher Leistung geht das allerdings nicht mehr - das würde den kleinen überfordern, weshalb dann beide Lader parallel arbeiten. Dieses Limit führte dann zum N57S.

Variante 4: Sequentiell-parallele Aufladung (N57S)
Es gibt nicht einen, sondern zwei kleine Lader - für je drei Zylinder einen. Diese aggieren im unteren Bereich. Der dritte Lader ist ein großer Lader, der auschließlich Vordruck für die beiden kleinen Lader liefert. Damit kann dieser Motor seinen Ladedruck von weit über 3 Bar bis in die hohen Drehzahlen halten. Zudem ist auch die Regelung erheblich einfacher als bei der Registeraufladung.

Beim Diesel habe ich zudem die Möglichkeit, den Turbo durch Nacheinspritzungen künstlich auf Drehzahl zu halten. Gemacht wird dies z.B. im Sportmodus bei den Motoren N47D20TOP, N57D30TOP und N57S. Wenn man also z.B. einen 535d fährt und in den Sportmodus schaltet, wird man nichts vermissen. Auch wenn die Fahrleistungen des 535d gar nicht so weit vom 530d entfernt liegen, so ist das Motorverhalten komplett anders. Der 535d zieht früher, spontaner und läßt oben herum nicht so schnell aus.

All diesen Konstruktion ist jedoch gemeinsam, dass sie teurer sind als ein Kompressor. Wenn der Preis also eine Rolle spielt, wird der Hersteller lieber zum Kompressor greifen. Eine interessante Alternative hat Audi mit seinem "elektrischen" Turbo geschaffen, der vor allem unten herum viel bringt und ebenfalls das Absinken des Ladedrucks wirksam verhindert.

Kompressoren machen nur dann Sinn, wenn sie abgekoppelt werden können. Sonst entstehen im Schubbetrieb zusätzliche Schleppmomente. Es gibt auch regelbare Kompressoren - aber auch die haben den Nachteil, das ein Teil der Leistung zu deren Antrieb benötigt wird - und das ist nicht wenig: Faustregel sind 10%.

Bei einem Diesel macht ein Kompressor keinen Sinn, weil ein Diesel von Haus aus mit höheren Ladedrücken unterwegs ist. Die Ladedrücke bei einem Benziner liegen zwischen 0,6 und 0,8 Bar - bei wenigen Modellen über 1 Bar. Beim Diesel sind es 1,5 Bar bis über 3 Bar beim N57S. Das macht den Kompressor erst recht unwirtschaftlich.

Bei richtiger Handhabung lebt ein Turbo erheblich länger als ein Kompressor.. Die meisten Turbodefekte gehen auf Tuning und unsachgemässe Handhabung zurück. Ein korrekt gehandhabter Turbo hat faktisch keinen Verschleis, im gegensatz zu einem Kompressor, bei dem die Dichtflächen stets mechanischen Kontakt haben. Berühmt geworden für derartige Probleme wurde vor 25 Jahren der VW Corrado, bei dem die Beliebtheit massiv schwand, als die ersten Fahrzeuge 60.000 bis 80.000 km auf der Uhr hatten. Das ist heute nicht mehr so - Mercedes hat z.B. recht langlebige Kompressoren, die aber eben nicht permanent mitlaufen.

Ein viel verbreiteter Irrtum ist es, dass der Turbo nur von Restenergien lebt. Das stimmt so nicht. Um einen Turbo sinnvoll betreiben zu können, wird das AV einen Tick früher aufgemacht, damit der Restdruck höher ist. Dieses fehlt dann bei der Expansion.

Eine weitere Aufladungsvariante ist irgendwie komplett in der Versenkung verschwunden: Der Comprexlader. Dieser ist die effektivste Variante, aber extrem empfindlich in seiner Auslegung.

Bearbeitet von: Saugnapf am 22.01.2015 um 19:03:37

@Saugnapf: Mal wieder ne sehr coole Zusammenstellung, danke!

Mich würde deine detaillierte Meinung zu Audis e-Turbo interessieren. Scheint ja sehr aufwendig zu sein (48V; hoher Strombedarf). Ist das Ding denn effizient? Denn das Teil zieht ja gar keine Energie aus dem Abgas, oder doch?
(Wenn du schreibst, dass der normale Turbo nicht seine ganze Energie aus dem Abgas bezieht, kommt dennoch ein Großteil davon aus dem Abgas, oder liege ich falsch?)

vielen dank für die detailreiche antwort...


mfg badian

 

@Saugnapf: Mal wieder ne sehr coole Zusammenstellung, danke!

Mich würde deine detaillierte Meinung zu Audis e-Turbo interessieren. Scheint ja sehr aufwendig zu sein (48V; hoher Strombedarf). Ist das Ding denn effizient? Denn das Teil zieht ja gar keine Energie aus dem Abgas, oder doch?
(Wenn du schreibst, dass der normale Turbo nicht seine ganze Energie aus dem Abgas bezieht, kommt dennoch ein Großteil davon aus dem Abgas, oder liege ich falsch?)

(Zitat von: hero182)

Alle Energie kommt beim Turbo aus dem Abgas - bei einem Motor ohne Turbo ist man jedoch bestrebt, den Abgasdruck bei Öffnen AV soweit wie möglich zu nutzen. Dann bleibt aber zuwenig für den Turbo übrig. Bei Turbomotoren verzichtet man auf einen Teil der Expansion zugunsten eines höheren Abgasdruckes.

Turbolader - egal ob mit Abgas oder Elektrisch - benötigen Antriebsenergien im Kilowattbereich. Das gilt auch für den kleinen Lader von Audi. Die 48 Volt sind nötig, weil bei 12 Volt sonst zu hohe Ströme fließen müssten. Der E-Turbo sitzt als Bypass hinter dem Ladeluftkühler und wird vor allem durch den Ladedruck gesteuert. Wenn der Fahrer Gas gibt und der Ladedruck zu niedrig sit, springt er in 250ms an und läuft auf vollen Touren, um auch von unten heraus und vor allem sofort Druck zu liefern.

Der Entwurf hat das gleiche Ziel wie die Registeraufladung bei BMW, ist nur erheblich einfacher umzusetzen und damit deutlich günstiger. Da die Einsatzzeiten sehr kurz sind (nur Überbrückung), ist die Ganze Sache sehr effizient. Angetrieben wird er rein elektrisch. Der größte Nachteil ist die Belastung des Bordnetzes. Der Strombedarf entspricht dem eine Anlassers - zum Teil höher.

Ich glaub mann kann jetzt aber nicht sagen das der Kompressor anfälliger ist, es ist eher selten der fall das Autos mit über 200tkm noch den ersten Turbo drin haben, klar gibts auch welche mit 350tkm und den ersten aber ist jetzt eher die aussnahme.

Die V8 Kompressor Motoren von Benz mit über 200tkm hingegen haben sogut wie immer den ersten Komp. drin und laufen immernoch sehr gut daher kann man jez nicht sagen das der kompressor nicht so haltbar ist wie nen turbo

Man sollte mal überlegen für was eine zusätzliche Aufladung gebraucht wird.
Zur Leistungssteigerung oder um neue Umweltanforderungen zu erfüllen.

Es gab mal einen Comprex-Diesel in einem Opel,der aber schnell wieder in der Versenkung verschwand.
Warscheinlich zu teuer oder anfällig.
Auch wenn der Kompressor "interessant" sein könnte, ist doch am Ende der Turbo günstiger für den Produzenten.

Der G-Lader von VAG ist ja auch sehr kurz am Markt gewesen weil die Garantiereparaturen wohl überhand genommen haben.
Der rotierende G förmige Verdichter hatte wohl erhebliche Schwierigkeiten mit der Abdichtung.
Auch der Kunde hat seinen Anteil an der Haltbarkeit solcher Zusatzgebläse.

P.S. Der elektrisch angetriebene Turbo muss erst einmal im realen Gebrauch seine Fähigkeiten beweisen.
Es könnte sein das der gar nicht über den Versuchsstatus herauskommt.
Weil im ankündigen sind ja alle immer groß,
wenn man an das "angedrohte" 48V Bordnetz denkt, was seit längerem herumgeistert.