Turbolader : Anfahren ohne Atempause

Turbo-Twins: Bei den beiden Oberklasse-Modellen S90 und V90 sollen ein elektrischer Kompressor und ein Drucklufttank dem Turbodiesel die Anfahrschwäche austreiben.
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Turbo-Twins: Bei den beiden Oberklasse-Modellen S90 und V90 sollen ein elektrischer Kompressor und ein Drucklufttank dem Turbodiesel die Anfahrschwäche austreiben.

Angesichts weiter verschärfter Abgasnormen scheint der Siegeszug des Turboladers kaum mehr aufzuhalten. Mit neuer Technik stopfen die Entwickler das berüchtigte Turboloch.

svz.de von
13. August 2016, 16:00 Uhr

Wer ein Auto mit Turbolader fährt, ist oft nicht ganz so spontan unterwegs wie mit einem Sauger. Zwar steigt die Leistung mit zunehmender Drehzahl oft überproportional. Doch beim Anfahren lässt sich der Lader dafür bisweilen um so mehr Zeit. Für diese Gedenksekunde hat sich der Begriff Turboloch eingebürgert.

Mussten sich darüber früher vor allem die Fahrer sportlicher Autos ärgern, sind davon heute viel mehr Autofahrer betroffen. Denn seit die Idee vom Downsizing grassiert und die PS-Branche unter immer strengeren CO2-Vorgaben stöhnt, gibt es Turbomotoren bis hinunter zu den Kleinwagen. Und mit ihnen eine mal mehr oder weniger stark ausgeprägte Anfahrschwäche. Aber nicht mehr lange, versprechen die Ingenieure. Sie bringen immer mehr Systeme, die das Turboloch stopfen können.

Dass es dieses verzögerte Ansprechverhalten gibt, liegt am Aufbau der Motoren, erklärt Prof. Stefan Pischinger von der RWTH Aachen: Das Turbinenrad des Laders wird mit dem Abgasstrom angetrieben. Solange der Motor noch wenig Abgas produziert, dreht der Lader langsam und macht weniger Druck. Deshalb dauert es ein paar Sekundenbruchteile, bis der Turbo so richtig auf Touren kommt. Außerdem drehen Turbo-Triebwerke in der Regel nicht ganz so hoch wie konventionelle Motoren und haben einen anderen Klang, was Puristen für weniger emotional halten, fasst Pischinger die Vorbehalte zusammen. Doch die Vorteile überwiegen: Denn mit dem Turbo steigt die Leistung, während der Verbrauch zumindest auf dem Prüfstand sinkt.

Außerdem haben die Entwickler Möglichkeiten gefunden, dem Turbo Beine zu machen. Die jüngste kommt von Mazda. Die Japaner, die dem Lader nach Angaben von Pressesprecher Jochen Münzinger bislang immer eine Absage erteilt haben, bauen nun zunächst in den USA in ihre großen Geländewagen CX-9 ihren ersten Turbo-Motor ein. Der 2,5 Liter große Vierzylinder ersetzt dem Hersteller zufolge einen V6-Sauger mit 3,7 Litern und nutzt einen einfachen Kunstgriff: Das Abgas wird bei niedrigen Drehzahlen durch kleinere Öffnungen zur Turbine geführt.„So, als würde man die Öffnung eines Gartenschlauches zum Teil mit dem Daumen verschließen, erreicht man durch den kleineren Auslass einen höheren Druck“, sagt ein Ingenieur.

Deshalb spreche der Turbo bei niedrigen Drehzahlen um bis zu 25 Prozent schneller an, das Turboloch sei kaum mehr spürbar, und der Motor arbeite insgesamt effizienter. Gegenüber dem V6-Motor sei der Vierzylinder so 20 Prozent stärker, aber auch 20 Prozent sparsamer.

Während Mazda den Benziner pusht, macht Volvo dem Turbodiesel Beine: In der Oberklasse-Familie S90 und V90 führen die Schweden einen Selbstzünder mit der so genannten PowerPulse-Technik ein. Dieses System speichert laut Pressesprecher Michael Schweitzer mit einem elektrische Kompressor Luft in einem Drucktank. Wird der beim Anfahren von der Motorelektronik geöffnet, strömt diese Druckluft gegen das Turbinenrad und beschleunigt den Verdichter. „Das Ergebnis ist ein spontaneres Fahrgefühl“, sagt Entwicklungschef Peter Mertens.

Ein ähnliches Ziel mit deutlich aufwendigerer Technik verfolgt Audi im Geländewagen SQ7. Dort haben die Bayern den 320 kW/435 PS starken V8-Diesel mit dem ersten elektrischen Verdichter in einem Serienauto kombiniert. Noch bevor die zwei konventionellen Turbos hochlaufen, bringt ein Elektromotor sein Turbinenrad binnen 250 Millisekunden auf 70 000 Touren, sagt Projektleiter Klaus Bugelnig. Um den elektrischen Verdichter so schnell auf so eine hohe Drehzahl zu bringen, braucht es deutlich mehr Energie, räumt Bugelnig ein. Deshalb muss für das System eigens ein Bordnetz mit 48 statt 12 Volt installiert werden.

Das macht die Technik so teuer, dass sie zunächst wohl nur in Oberklasse-Fahrzeugen zum Einsatz kommt - als nächstes im Bentley Bentayga und im der zweiten Generation des Porsche Panamera.

Porsche hat sich zuletzt aber auch intensiv mit dem Turbo beschäftigt - nicht umsonst haben die Schwaben in den letzten zwölf Monaten bei ihren Sportwagen fast alle Saugmotoren ausgemustert. Um Skeptiker zu beruhigen und die Spontaneität zu sichern, haben sie sich dafür zum Teil viele neue Detaillösungen einfallen lassen.

Im gerade vorgestellten 718 Cayman S mit 2,5 Litern Hubraum und 257 kW/350 PS zum Beispiel wird der Turbo vorgespannt, wenn man nur leicht aufs Gas tritt. So bleibe das aktuelle Antriebsmoment konstant, während Luftdurchsatz und Ladedruck steigen, erläutern die Ingenieure. Einen ähnlichen Effekt hat die Dynamic-Boost-Funktion am Ende der Beschleunigung.

Lupft man bei Vollgas nur kurz den Fuß, bleibt die Drosselklappe geöffnet, und es wird lediglich die Benzineinspritzung ausgesetzt. So baut sich der Ladedruck langsamer ab und ist beim nächsten Kickdown schneller wieder da.

Motoren-Professor Pischinger hält angesichts dieser Entwicklungen wenig vom sentimentalen Festhalten am Sauger und will vom Turboloch nichts mehr wissen. „Die Turbotechnik ermöglicht heute ein ähnlich gutes Ansprechverhalten wie freisaugende Motoren.“ Wer mit so einem neuen Turbo startet, der kann deshalb auch ohne Atempause anfahren.

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