Auswirkung besserer Ladeluftkühler
Verfasst: 08 Dez 2011, 09:00
aus einem Nissan Forum....sehr interessant und plausibel
An diese Stelle möchte ich ein paar theoretische Grundlagen zur Ladeluftkühlung erläutern. Die Lade- luftkühlung ist zu einem unverzichtbarem System im Bereich der Turboladermotoren geworden. Durch die Verdichtung der Ansaugluft im Turbolader erwärmt sich die Frischluft mehr oder weniger stark. Bedingt durch diesen Umstand sinkt die Luftdichte und die Zylinder erhalten weniger Frischluftfüllung als der Ladedruck es vorsieht. Das Risiko des Klopfens bei Benzinmotoren nimmt zu. Dem entgegen wirkt die Ladeluftkühlung, indem sie die Luft durch einen Kühler leitet und abkühlt. Die Frischluftfüllung steigt und thermische Belastung des Motors nimmt ab. Betrachtet man hierbei die Thermodynamik der Turbomotoren, so bedeutet die Ladeluftkühlung eine Erweiterung des Gesamtprozesses welche zwei wichtige Funktionen erfüllt:
- Eine Erhöhung der Luftdichte bei gleichbleibendem Ladedruck
- Eine Temperaturabsenkung der Frischluft
Bezogen auf einen Motor mit Turbolader bedeutet dies, dass mit zunehmender Dichte eine höhere Leistung möglich ist. Die Leistungssteigerung des Motors ist in erster Linie proportional von der Dichtesteigerung abhängig. Eine Absenkung der Ladelufttemperatur um 10°C bewirkt eine Dichtesteigerung von ca. 3%. Dadurch erhöht sich die Leistung um etwa den gleichen Betrag. Wird zum Beispiel die Ladeluft um 50°C abgekühlt entsteht eine Leistungssteigerung von rund 15%. Eine weiterer Vorteil ist, dass die Anfangstemperatur des Kreisprozesses herabgesetzt wird und geringere Abgastemperaturen entstehen. Abschließend lässt sich sagen, dass die Ladeluftkühlung Einfluss auf verschiedene wichtige Kenngrößen des Turbomotors hat. Eine effektivere Ladeluftkühlung beeinflußt folgende Punkte positiv:
- Leistung - höher
- Drehmoment - höher
- Ladedruck - geringer
- Verdichterleistung - geringer
- Oktanzahlbedarf - geringer
- Verdichtung - höher
- Zündwinkel - früher
- Verbrauch - geringer
- Standfestigkeit - höher
Bei der Betrachtung der Liste lässt sich natürlich feststellen, dass sich nicht alle Werte summierend verbessern lassen sondern nur alternativ. Dabei kommt es darauf an was man mit der Ladeluftkühlung bewirken möchte. Wer in erste Linie an einer Leistungssteigerung interessiert ist, kann durch eine bessere Ladeluftkühlung bei gleichbleibenden oder gar höherem Ladedruck eine beträchtliche Mehrleistung erzielen. Wie hoch diese jedoch ausfällt hängt stark von den motorspezifischen Eigenschaften und Gegebenheiten ab. Ein weiterer Effekt ist, dass durch die wirksamere Ladeluftkühlung die gleiche Motorleistung mit einem geringeren Ladedruck erreichbar ist.