Motorenbau: Der Turbo ist dem Sauger sein Tod

27. März 2016, 10:16
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Da mögen die Leute noch so jammern über Kulturverlust: Das Schicksal der Saugermotoren scheint besiegelt, zumal der großvolumigen. Doch Turbo allein ist noch kein Garant für Sparsam- und Spritzigkeit, und bei drei Zylindern ist sowieso Schluss.

Wien – Auch wenn sie unter Puristen zuweilen noch immer hochgelobt werden, die Tage der Saugmotoren sind gezählt. Sogar in den unteren Preisklassen setzt sich wie beim Diesel auch im Bereich der Ottomotoren immer mehr die aufgeladene Variante durch. Das hat zwei Gründe: Der aufgeladene Motor bietet die Chance, mehr Leistung und wesentlich mehr Drehmoment aus deutlich kleineren Aggregaten hervorzuzaubern – und wenn man es geschickt macht, bei gleichzeitig geringerem Verbrauch und weitgehend sauberem Abgas.

Mehr Sauerstoff und mehr Sprit

Das Funktionsprinzip leuchtet ein: Beim Aufladen wird Luft in die Zylinder gepresst, wodurch mehr Sauerstoff zur Verbrennung zur Verfügung steht. Damit kann auch mehr Sprit verbrannt werden. Das erklärt nun zwar die höhere Leistung, aber noch nicht einen geringeren Verbrauch. Der Verbrauchsvorteil entsteht erst, wenn die vielen zusätzlichen Möglichkeiten der Motorsteuerung, die heute die Elektronik bietet, auch im Sinne der Sparsamkeit genützt werden.

Das gilt vor allem für den Abgasturbolader. Die Aufladung mittels Kompressor bietet hier wenig Spielraum, da dieser seine Antriebsenergie direkt von der Kurbelwelle bekommt und zuerst einmal sogar Energie verbraucht, noch bevor er sich beim Energiesparen wichtig machen kann. Der Abgasturbolader wird hingegen vom Abgasstrom angetrieben, also von Energie, die ansonsten mehr oder weniger geräusch- oder klangvoll verpuffen würde.

Hoher Verbrauch, viel Aufsehen

Seit rund vierzig Jahren gibt es Abgasturboaufladung im Serienautomobilbau, manche erinnern sich noch an BMW, an Saab, an Porsche. Diese Autos sorgten mit gleichermaßen atemberaubendem Schub wie hohem Verbrauch für einiges Aufsehen, vor allem war der plötzlich einsetzende Schub im Alltag eher unangenehm bis gefährlich. Aber warum sollte ein Motortypus, der ursprünglich höheren Verbrauch zur Folge hatte, heute zum Benzinsparen gut sein?

Der höhere Verbrauch lag nicht nur an der größeren Leistungsausbeute, sondern auch am schlechteren Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad ist nämlich stark abhängig von seinem Verdichtungsverhältnis, vereinfacht gesagt: je höher, desto besser (das erklärt im Wesentlichen auch den besseren Wirkungsgrad des Dieselmotors). Turbo-Benzinmotoren mussten früher mit geringer Verdichtung arbeiten, weil sich sonst das Benzin vorzeitig selbst entzündet hätte. Niedrige Grundverdichtung bedeutete niedrigen Wirkungsgrad, wann immer der Turbolader nicht seine volle Wirkung entfaltete, und das war in vielen Fahrsituationen der Fall.

Höherer Freiheitsgrad

Heute ist alles anders: Bessere Spritqualität und elektronische Motorsteuerung mit hochsensibler Klopfregelung erlauben auch bei Turbomotoren hohe Grundverdichtung für prinzipiell guten Wirkungsgrad. Dazu kommt noch, dass der aufgeladene Motor einen höheren Freiheitsgrad in der Steuerung des Verbrennungsablaufs bietet, sodass auch weniger Wärme und Bewegungsenergie durch den Auspuff verlorengehen.

Das heißt auch, mithilfe des höheren mechanischen Aufwands, den der Turbolader darstellt, lässt sich der Motor kompakter gestalten, was auch weniger Gewicht, weniger Wärmeverlust an den Zylindern und weniger Reibung in den Lagern bedeutet.

Um in möglichst vielen Fahrsituationen geringen Verbrauch, sauberes Abgas und Laufkultur zu gewährleisten, endet das Downsizing aber sinnvollerweise bei drei Zylindern, weniger werden wir künftig höchstens noch bei Notstromaggregaten finden (Range Extender für Elektroautos). (Rudolf Skarics, 27.3.2016)

  • Symptomatisch und stellvertretend für den Trend, klassische Sauger durch aufgeladene Motoren zu ersetzten, ist Porsches 3,0-Liter-Turbo-6-Zylinder-Boxer für den 911 Carrera.
    foto: porsche

    Symptomatisch und stellvertretend für den Trend, klassische Sauger durch aufgeladene Motoren zu ersetzten, ist Porsches 3,0-Liter-Turbo-6-Zylinder-Boxer für den 911 Carrera.

  • Der Small Block, ein klassischer US-V8-Sauger, ist seit 1955 im Einsatz und verkaufte sich bisher weit mehr als 100 Millionen Mal.
    foto: corvette

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