Wie funktioniert eigentlich ein Turbolader?

Mehr Leistung bei geringerem Verbrauch. Wie geht das?
Mehr Leistung durch mehr Luft.
Aus Hitze und Abgasen macht der Turbolader mehr Power. laroslav Neliubov / Shutterstock.com
jonas
Einleitung von Jonas Futschik, Redakteur bei PKW.de 29.08.2017

Wer in letzter Zeit einen Neuwagen gekauft hat, der wird wahrscheinlich einen Wagen mit Turbolader gekauft haben. Das Gerät sieht aus wie eine Schnecke in der Rüstung eines mittelalterlichen Ritters und sorgt, kurz gesagt, für mehr Vroooom! Enthusiasten wissen natürlich nicht nur, wie der Turbolader funktioniert, sie können ihn auch montieren, einstellen und seine Einzelteile aus dem Motorraum fischen, wenn doch mal etwas schiefgeht. Der durchschnittliche Autofahrer aber wird kaum eine Ahnung haben, wie das magische Gerät in seinem Auto funktioniert. PKW.de hat ein Team hochkarätiger Wissenschaftler eingeflogen, um das Rätsel ein für alle Mal zu lösen.

So sieht ein Turbolader von innen aus. Rechts strömt das Auspuffgas durch die Turbine, links wird Frischluft in den Motor gepresst. Die Stange in der Mitte verbindet beide Seiten. Durch die grünen Kanäle wird Schmieröl zu den Lagern gepresst. Shutterstock
So sieht ein Turbolader von innen aus. Rechts strömt das Auspuffgas durch die Turbine, links wird Frischluft in den Motor gepresst. Die Stange in der Mitte verbindet beide Seiten. Durch die grünen Kanäle wird Schmieröl zu den Lagern gepresst. Shutterstock

Der Auspuff treibt den Motor an

Moderne Verbrennungsmotoren können nur etwa 20 Prozent der Energie im Treibstoff auch in Bewegung umsetzen. Der Rest verpufft als Hitze zusammen mit dem Auspuffgas. Der Zweck des Turboladers ist, einen Teil dieser Energie nutzbar zu machen. Die heißen Auspuffgase, die normalerweise einfach in die Umwelt entweichen, werden dafür über eine Turbine geleitet. Die funktioniert ähnlich wie ein Windrad, wie es zur Stromerzeugung verwendet wird. Die Turbine treibt eine Welle an, die auf der anderen Seite mit einem Ventilator (Kompressor) verbunden ist. Dieser drückt Frischluft in den Motor. Je mehr Luft in den Motor gelangt, desto höher ist die Kompressionsrate des Luft-Treibstoff-Gemisches und desto effizienter kann der Motor arbeiten.

Der Turbolader ist nur etwas für Profis

So weit, so simpel. Allerdings ist es nicht damit getan, einfach einen Turbolader an den Motor zu tackern und zu glauben, der alte Toyota Corolla wäre ein Formel-1 Auto. Nicht jeder Motor kann dem extrem hohen Druck standhalten, den der Kompressor erzeugt. Nicht selten liest man von jungen Fahrern, die mit einem günstigen Turbo-Set aus Fernost versucht haben, ihr erstes Auto aufzumöbeln, nur um durch einen großen Knall daran erinnert zu werden, dass sie eben keine Mechaniker sind. Ein verstärkter Zylinderkopf ist genauso Pflicht wie ein Ladeluftkühler, der die komprimierte Luft kühl und damit dichter hält.

Mehr Leistung, weniger Verbrauch

Eigentlich wurde der Turbolader erfunden, um mehr Leistung aus großen Motoren zu holen. Mittlerweile setzen Autohersteller die Technologie aber auch ein, um bessere Verbrauchswerte zu erreichen. So werden teilweise Wirkungsgrade von mehr als 40% erreicht. Das Ergebnis sind Autos wie der Ford Fiesta ST, der mit 200 PS knapp unter 6 Liter verbraucht. Genauso wie der ältere Bruder ohne Turbolader, der allerdings mit 134 PS deutlich später durchs Ziel rollt.

Ist der Turbolader ein Risiko?

Leider bringt die Technologie auch einige entscheidende Nachteile mit sich. Jedes bewegliche Teil in einem Motor ist ein Teil, das potenziell kaputt gehen kann. Unter Volllast rotiert die Turbine in einem Turbolader mit bis zu 300.000 Umdrehungen pro Minute. Bei diesen Geschwindigkeiten wird das Teil so heiß, dass es rot glüht. Ein minimaler Produktionsfehler kann dazu führen, dass ein Turbinenblatt bricht und das Gehäuse durchschlägt. Auf seinem Weg durch den Motorraum kann das Fragment andere wichtige Teile zerstören und im schlimmsten Fall einen Totalschaden verursachen. Darum muss der Turbolader immer gut geölt sein und vor allem von einem Fachmann installiert werden. Dann kann die Turboschnecke das Autofahrerleben aber viel einfacher machen.


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