Turboentladung ist ein neuartiger Ansatz, der die von einer Turbine rückgewinnbare Energie besser nutzen kannim Abgasstrom von Verbrennungsmotoren montiert. Die Rückgewinnung der Abblaseimpulsenergie isoliert von der Verdrängungsimpulsenergie ermöglicht die Entladung des Abgassystems, um die Pumparbeit des Motors zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch des Motors zu verbessern. Hierbei handelt es sich um einen neuartigen Ansatz zur Luftsystemoptimierung, der zuvor für Saugmotoren untersucht wurde. Um jedoch erfolgreich zu sein, sollte die Turboentladung auf Motoren mit Turbolader anwendbar sein, da Downsizing eine vielversprechende Richtung für zukünftige Antriebssysteme darstellt.
Einige Studien verwenden eindimensionale Gasdynamikmodelle, um die Auswirkungen der Turboentladung auf einen aufgeladenen Benzinmotor zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt insbesondere auf der Wechselwirkung mit dem Turboaufladungssystem liegt. Die Ergebnisse zeigen, dass das maximale Motordrehmoment bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen ansteigt, während das Drehmoment bei hohen Drehzahlen aufgrund von Einschränkungen bei der Motoratmung mit Auslassventilen mit niedrigem Hub leicht reduziert wird. Das Spitzendrehmoment des Motors als Funktion der Drehzahl war mit einem größeren Turbolader und Turboentladung vergleichbar mit dem des kleineren Turboladers ohne Turboentladung. In den meisten Teillastbereichen des Motorkennfelds waren Verbesserungen des Kraftstoffverbrauchs erkennbar, wobei die Spitzenwerte je nach Basisstrategie des Motorluftsystems zwischen 2 und 7 % schwankten. Die heiß eingefangene Restmasse wurde über einen großen Teil des Motorkennfelds kontinuierlich reduziert, mit Ausnahme von Hochleistungsbedingungen, bei denen der Effekt des Ventildruckabfalls dominierte. Es wird erwartet, dass dies eine Zündverstellung und weitere Vorteile beim Kraftstoffverbrauch ermöglicht.
Die Ergebnisse dieser Studie sind vielversprechend und zeigen, dass sich die Nutzung eines Teils der verfügbaren Abgasenergie zur Turboentladung anstelle der Turboaufladung positiv auf die Motorleistung sowohl im Teillast- als auch im Volllastbetrieb auswirken kann. Durch den Einsatz variabler Ventilbetätigungs- und Turbolader-Steuerungssysteme besteht noch erhebliches Potenzial für weitere Optimierungen.
Referenz
Ministerium für Handel und Industrie (DTI). Foresight Fahrzeugtechnologie-Roadmap: Technologie- und Forschungsrichtungen für zukünftige Straßenfahrzeuge, Version 3.0, 2008.https://connect.innovateuk.org/web/technology-roadmap/Zusammenfassung (abgerufen im August 2012).
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16. Mai 2022