Historie der Abgasturboaufladung
Die Entwicklung des Turboladers von den Anfängen bis Heute
1885
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Die Geschichte der Aufladung ist fast so alt wie die der Verbrennungsmotoren. Bereits
Gottlieb Daimler (1885) und Rudolf Diesel (1896) versuchten durch Vorkompression
der dem Motor zugeführten Luft die Motorleistung zu erhöhen und den Kraftstoffverbrauch
zu verringern.
1905
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Bereits 1905 wurde von dem Schweizer Alfred Büchi (* 11. Juli 1879 ; † 27. Oktober 1959) der "Abgasturbolader" erfunden (CH 35 259 A).
In diesem Patent wird beschrieben, wie in einem Kolbenmotor durch die Energie der Abgase des Motors eine Erhöhung des
Kraftstoff-Luft-Gemisch-Durchsatzes und somit der Leistung erzielt werden kann.
Hierfür wird durch die kinetische Energie der Abgase über
einen Läufer (b) eine Turbine (g) angetrieben. Diese Turbine wirkt nun als Vorverdichter für das in die
Zylinder (a) über eine Kühleinrichtung (k) einströmende Kraftstoff-Luft-Gemisch.
1910
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Der erste aufgeladene Motor entstand 1910. Es war ein Zweitakt-Umlauf-Motor und wurde von Murray- Willat gebaut.
Durch die Aufladung ergab sich die Möglichkeit, bei Flugzeugmotoren die Leistungseinbußen infolge der
abnehmenden Luftdichte in größeren Höhen zu kompensieren.
1919
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1925
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Die erste erfolgreiche Anwendung der Abgasturboaufladung gelang dem
Schweizer Alfred Büchi (* 11. Juli 1879 ; † 27. Oktober 1959) im Jahre 1925, mit einer Leistungssteigerung von über 40
%. Von da an begann die schrittweise Einführung der Abgasturboaufladung.
1938
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Zunächst beschränkten sich die ersten kommerziell genutzten Turbolader auf Anwendungen
für sehr große Motoren, wie z.B. Schiffsmotoren. Auf Rädern begann der Einsatz von Turboladern
im Nutzfahrzeugsektor. So brachte die Schweizer Maschinenfabrik Saurer den ersten
abgasturboaufgeladenen Diesel- Nutzfahrzeugmotor im Jahre 1938 auf den Markt.
1962
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In den Jahren 1962/63 wurden in den USA im Chevrolet Corvair Monza und im Oldsmobile Jetfire
die ersten Serien- PKW´s mit Abgasturboaufladung ausgestattet. Auf Grund des hohen Verdichtungsverhältnisses
von 10.25:1 neigte der Motor sehr leicht zu Selbstzündungen (Klingeln), was Oldsmobile
dazu veranlasste eine Wassereinspritzung einzubauen.
Durch das Einspritzen von einem Wasser-Methylalkohol-Gemisch ("Turbo Rocket Fluid")
konnte das Klingeln vermieden werden. Da aber die meisten der Fahrer keine Lust hatten, regelmäßig den Vorratsbehälter der Wassereinspritzung
aufzufüllen, erlitten viele der Fahrzeuge Motor- und Turboladerschäden.
1973
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Angetrieben durch die Ölkrise im Jahr 1973 hat sich die kommerzielle Nutzung von Turboladern an
Dieselmotoren durchgesetzt. Anfängliche Investitionskosten für aufgeladene Motoren konnten sich
nun durch Kraftstoffersparnis amortisieren. Als zum Ende der 80er Jahre die Schadstoffgesetzgebung
verschärft wurde, setzte sich dieser Trend fort. Heute ist nahezu jeder Nutzfahrzeugmotor aufgeladen.
In den 70ern gewann der Turbomotor durch die Einführung des Turboladers in der Formel 1
eine hohe Popularität. Immerhin konnte man die Motorleistung auf ~1500 PS steigern, was
dem dreifachen der bisherigen Leistung entsprach. Die Siebziger waren auch der Start für
die Serienproduktion für aufgeladene Ottomotoren in Europa.
So brachte BMW als erster Hersteller in Deutschland 1973 den 2002 Turbo auf den Markt.
Hohe Motorleistung, aber auch hoher Kraftstoffverbrauch, gepaart mit einer nur geringen Zuverlässigkeit
bescherten dieser Ära ein schnelles Aus.
1978
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In Deutschland kam dann auch der Durchbruch der Abgasturboladeraufladung im Diesel-PKW Bereich mit dem
Serienstart des Mercedes Benz 300 SD im Jahre 1978 und 1981 im VW Golf Turbodiesel.
Durch die Abgasturboaufladung werden die Schwächen der Dieselmotoren, wie träger
Drehzahlaufbau und geringe Leistung, bei kleinem Hubraum beseitigt. Der Dieselmotor
wird durch die Turboaufladung für die PKW-Produktion immer interessanter.
1990
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Nach der Faszination Turbo in den ersten Jahren wandelt sich der Turbolader vom Kraftprotz zum
kleinen Helfer, dem wir es heute verdanken, dass der Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) verringert und die Umwelt geschont wird.
In den letzten Jahren kamen auch wieder verstärkt Ottomotoren mit Abgasturbo in Serie auf den Markt.
Auch hier überwiegen nun die Vorteile:
- hohe Leistung bei kleinem Hubraum (Downsizing)
- geringe Baugröße für enge Einbaubedingungen
- größeres Drehmoment bei geringen Drehzahlen
- geringere Geräuschentwicklung
- spezifisch günstiger Kraftstoffverbrauch
Hauptgrund für die Anwendung der Abgasturboaufladung ist heute die Verminderung des Verbrauches und der Schadstoffemissionen.