Moderne Motoren sind ohne Aufladung kaum denkbar. Die Leistungssteigerung der Verbrennungsmotoren durch eine erhöhte Luftzufuhr ermöglicht kleinere Motorauslegungen mit verbesserter Leistung. Die Fahrzeughersteller wählen dabei zwischen zwei Technologien: Abgasturbolader und Kompressor. Der hier vorgestellte Anbieter sieht einen wachsenden Trend hin zur mechanischen Motoraufladung, die sich vor allem auch für kleinere Aggregate eignet.
Der Autor Klaus Dehnert ist Director Sales & Marketing der Eaton Vehicle Group für die Region Europa, Mittlerer Osten und Afrika (EMEA), CH-Morges
Bei der Motoraufladung setzt Eaton auf den mechanischen Kompressor statt auf den Abgasturbolader. Während beim Turbolader das Abgas als Antrieb fungiert, werden beim Kompressor synchronisierte Rotoren über die Kurbelwelle vom Motor angetrieben. Diese fördern mit variablem Druckverhältnis Luft direkt in das Ansaugsystem des Motors und erhöhen so dessen hubraumspezifische Leistung. Eine Kompression der Luft findet dabei nicht statt, sodass der englische Begriff „Supercharger“ treffender ist als die deutsche Bezeichnung Kompressor. Aufgrund seines mechanischen Antriebs ist dieser im Gegensatz zum Turbolader unabhängig von Faktoren wie Druck oder Temperatur des Abgases und baut keinen Abgasgegendruck auf. Dadurch ist die Ladeluft permanent und unmittelbar verfügbar. Neben einer erhöhten Elastizität des Motors verbessert dies das Ansprechverhalten im niedrigen Drehzahlbereich erheblich.
Downsizing und Downspeeding
Fahrzeughersteller können daher ihre Motoren mit dem mechanischen Lader kleiner auslegen, gleichzeitig aber Leistung, Effizienz und Fahrverhalten beibehalten oder sogar verbessern. Damit realisiert der Kompressor den Trend der Automobilindustrie nach kontinuierlichem Motor-Downsizing. Dank der gesteigerten Leistung im niedrigen Drehzahlbereich unterstützt der Kompressor zusätzlich das sogenannte Downspeeding. Das heißt: Durch den Einbau einer längeren Übersetzung kann weiterer Kraftstoff eingespart werden. So lässt sich der Motor niedertourig fahren, ohne dass dieser an Spritzigkeit einbüßt.
Im Vergleich zum Abgasturbolader reduziert der Kompressor gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch und Emissionsausstoß – vor allem Partikelmasse und Stickoxide werden während der Beschleunigungsphase um bis zu 50 % reduziert. Damit hilft er den OEM bei der Einhaltung immer strikterer gesetzlicher Vorgaben und eignet sich gerade für kleinere Aggregate. Für Fahrzeughersteller ist bei der Wahl des Aufladungssystems auch der Montageaufwand entscheidend. Eaton integriert seinen Kompressor in ein vollständiges Air-Management-System (AMS), so kann der OEM ein fertig montiertes Modul einschließlich Drosselklappen, Sensoren, Bypass und Ladeluftkühlung mit minimalem Aufwand einbauen und anschließen. Dies reduziert im Vergleich zu Turbo- oder Twin-Turbo-Systemen die Anzahl an Einzelteilen und herzustellenden Verbindungen. Der Fertigungsaufwand und die Gesamtsystemkosten beim OEM werden damit gesenkt. Außerdem können bestehende Motorraum-Architekturen weitgehend beibehalten und die mechanischen Lader auch plattformübergreifend verwendet werden.
Weniger Emissionen bei Kaltstarts
Die mechanischen Lader von Eaton sind kompakt, wartungsfrei und können auf der Ansaugseite direkt am Motor montiert werden. Gemeinsam mit der geringen Bauraumgröße ermöglicht dies eine Verwendung in einer Vielzahl von Motorräumen. Beispielsweise kann der Kompressor auch bei Kaltstarts Emissionen reduzieren und eignet sich somit für den Verbund mit Start-Stopp-Systemen oder für Hybridfahrzeuge. Derzeit arbeitet Eaton an einem mechanischen Lader für Dieselmotoren – hier sind bislang meist Turbolader im Einsatz. Gerade bei den kälteren Abgastemperaturen der Selbstzünder ist die Effizienz von Abgasturboladern begrenzt. Im Vergleich dazu kann der Kompressor dieselbe Leistungsmenge liefern und gleichzeitig den Emissionsausstoß während der Beschleunigungsphasen reduzieren.
Eaton; Telefon: 07222 15 99 86 52;
E-Mail: klausdehnert@eaton.com
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