Wettbewerb der Aufladungssysteme

München. Downsizing-Motoren liegen im Trend. Doch die Aufladung der hubraumreduzierten Motoren kann neben der weitverbreiteten Turbotechnik auch per Kompressor erfolgen. Für Turboverfechter ist die Sachlage klar: "Durch die Nutzung der Abgasenergie zeigt der Abgasturbolader gegenüber dem Kompressor Vorteile im Verbrauch“, erklärt Martin Knopf, Geschäftsführer bei Bosch Mahle Turbo Systems.

Er sieht im Turbolader die wichtigste Komponente, um Downsizing-Konzepte zu realisieren. "Vergleicht man einen 2,0-Liter-Sauger mit einem 1,2-Liter-Turbo-Direkteinspritzer, die über die gleiche Leistung verfügen, lassen sich Verbrauchsvorteile von bis zu 30 Prozent feststellen.“

Auch Arno Schwarz, verantwortlich für die Pkw-Turbolader-Entwicklung beim Zulieferer Borg-Warner, ist vom Turbo überzeugt: "Der Abgasturbolader spielt vor allem hinsichtlich Effizienz seine Vorteile mit besserem Wirkungsgrad sowie höherer Leistung aus und wird daher auch von allen Autoherstellern als bevorzugte Lösung flächendeckend in zahlreichen Aggregaten eingesetzt.“

Bei Ottomotoren habe sich das Konzept bestehend aus Abgasturboaufladung, Direkteinspritzung und variablem Ventiltrieb fest etabliert – "und birgt nach wie vor sehr großes Potenzial“, erklärt Schwarz. Bei Dieselmotoren würden auch in Zukunft Turbolader mit variabler Turbinengeometrie wie auch zweistufige Aufladesysteme dominieren, "wobei wir auch bereits beide Konzepte sehr erfolgreich beim Ottomotor getestet haben.“ Zudem sind laut Schwarz speziell im Premiumbereich mehrstufige Aufladeverfahren mit mehr als zwei Turboladern realisierbar.

Weltweit rechnet BorgWarner bei Turboladern im Ottobereich bis zum Jahr 2017 mit einem Zuwachs um 90 Prozent auf etwa 15 Millionen Lader jährlich. "Im selben Zeitfenster erwarten wir bei Dieselaggregaten ein Wachstum um 25 Prozent auf über 21 Millionen Einheiten“, so Schwarz.

Bosch Mahle Turbo Systems will 2015 rund zwei Millionen Abgasturbolader produzieren. Das Unternehmen hat bereits Projekte im Pkw- und Nutzfahrzeugbereich akquiriert. Bei Pkw ist Bosch Mahle Turbo Systems mit einem 1,2-Liter-Otto-Wastegate- und einem 2,0-Liter-Diesel-Turbolader mit variabler Turbinengeometrie gestartet. Die Serienanläufe erfolgen im ersten Halbjahr 2012. "Mittlerweile sind zwei weitere Großserienkunden mit Turboladern für Otto- und Dieselmotoren hinzugekommen“, erklärt Knopf.

Doch auch beim US-Kompressorhersteller Eaton ist man optimistisch. Klaus Dehnert, Direktor Vertrieb der Eaton Vehicle Group, verweist darauf, dass der Kompressor Ladedruck und Luftmassenstrom in Kennfeldbereichen liefert, "in denen der Turbolader als Volumenstrommaschine physikalisch nicht funktionieren kann“ – also bei niedrigen Motordrehzahlen mit geringem Abgasmassenstrom und/oder niedrigen Abgastemperaturen.

Durch die direkte Kopplung an den Motor liefert der Kompressor deshalb unmittelbar und ohne Zeitverzögerung Ladedruck. Dieses dynamische Verhalten führe zu einem vergleichsweise weit besseren Anfahrverhalten bei gleichzeitiger Absenkung des Verbrauchs aufgrund des ermöglichten niedrigen Motordrehzahlniveaus (Downspeeding).

Eine weitere Stärke des Kompressors zeige sich beim Einsatz in kleinvolumigen Motoren. Im Hinblick auf die Umstellung auf die kommenden Abgasnormen Euro 6 und Euro 7 bietet der mechanische Lader zudem die Möglichkeit, aktiv die Abgasrückführung (AGR) zu unterstützen. Im Gegensatz zum Turbolader sei er dabei nicht von der Abgasenergie abhängig und ermögliche damit neue Gestaltungsfreiräume für das Luftmanagement.

Zudem biete der Kompressor "eine überragende Zuverlässigkeit“. Laut Dehnert eignet sich der Kompressor besonders für extremes Downsizing von Motoren, bei denen das dynamische Verhalten und das Anfahrdrehmoment höchste Priorität haben – wie etwa bei schweren Geländewagen. "Wir erwarten, dass wir die Anzahl verkaufter Kompressormodule und -einheiten bis 2015 verdoppeln können“, erklärt Dehnert. Zuletzt hatte Eaton rund 0,8 Millionen Kompressoren abgesetzt. (Foto: BorgWarner)