Frage von Stechapfeltee, 176

Turbolader - heiße Luft oder kalte Luft besser?

Beim Turbolader werden ja die heißen Abgase verwendet, um eine Turbine zu bewegen. Macht da die Wärme der Abgase einen Unterschied? Sprich wenn die Abgase rein hypothetisch kalt wären, würde dann die Turbine genauso viel Drehung/Energie an das Frischluft-Ansaug-Rad abgeben, und die gleiche Menge an Luft ansaugen? Denn warme Luft ist ja rein theoretisch energiereicher, da die Teilchen energiereiche sind. Ist nur eine kleine Diskussion zwischen Freunden, die alle unterschiedlicher Meinung sind! :D LG

Antwort
von Rizi93, 117

Zu unterscheiden ist Menge und Masse. Luft dehnt sich bei der Erwärmung aus und benötigt so mehr raum. Sie verliert so an Masset, da die Atome weiter auseinander sind. Die Turbinenseite wird jedoch durch die Fliehkraft der durchströhmenden Luft angetrieben. Da warme luft weniger Wiegt verringern sich die Fliehkräfte. Dementsprechend muss mehr Luft durch den Turbolader gestoßen werden, damit er die Leistung für die Kompression aufbringen kann. 

Ob die Abgase, welche durch die Turbine ströhmen nun kälter oder wärmer sind ist irelevant. Es geht nicht um die Menge, sondern die Masse.


Kommentar von Stechapfeltee ,

Vielen Dank! :)

Kommentar von Vando ,

Zwischen Masse muss man aber auch noch zwischen spezifischer und absoluter Masse unterscheiden. Die Luft kann ja nur an der Turbine vorbei, egal ob ihr spezifisches Gewicht groß oder klein ist. Es kommt immer dieselbe Masse vorbei.

In Bezug auf das Volumen, und dementsprechend in Bezug auf Druck und Geschwindigkeit macht es aber einen Unterschied. Denn da ist eben heiße Luft besser (welch Wortspiel), weil sie schneller ist bzw. mehr Druck hat als kalte.

Antwort
von Vando, 68

Das war mal ein Thema in der Formel 1 und einer der Gründe, warum Mercedes 2014 so stark war und z.B. Ferrari so schlecht. Mercedes hat die Abgase so warm wie möglich gehalten, während Ferrari auf eine Isolation der Abgasrohre eher verzichtete. Dadurch hatten die Abgase weniger Energie. Es scheint also von Vorteil zu sein, wenn diese möglichst warm den Turbolader anströmen. 

Im normalen Straßen-PKW schätze ich aber die Auswirkungen heißer oder etwas kälterer Abgase aber eher gering ein.

Kommentar von Stechapfeltee ,

Hmm, werde mich da mal erkundigen! 

Antwort
von Kris2012, 58

Die Energie, die von der Abgasturbine auf den Verdichter übertragen wird ist abhängig von der sogenannten Abgasenthalpie. Je höher diese ist, desto mehr Ladedruck kann der Turbolader erzeugen.

Die Abgasenthalpie ist grob gesagt abhängig von dem Druck, der Temperatur und der kinetischen Energie. Somit ist heißes Abgas auch besser als kaltes Abgas.

Genauer gesagt ist eigentlich die Temperaturdifferenz zwischen vor der Turbine und nach der Turbine entscheident, aber das würde jetzt zu weit führen^^

Expertenantwort
von fuji415, Community-Experte für Auto, 40

Kalte Luft zieht zusammen und warme Luft dehnt sich aus  .  Da ist in der kalten Luft mehr Energie vorhanden als in heißer . 

Darum werden viel Ladeluftkühler mir Wasser zusätzlich gekühlt  aber nicht im billigen PKW zum  Einsatz dazu zählen alle TDI, TFSI usw. Motoren das sind Billigheimer .

Es kommt beim Abgas nicht auf die Wärme an sonder auf die Menge die der Lader braucht und die der Motor ausstoßen kann ein zu großer Lader bringt nichts wie ein zu kleiner er wird auf die optimale Abgasmenge gebaut . 

LKW Lader in einen Kleinwagen der fängt sich noch nicht mal auch nur ein Wenig an Leistung zubringen wie genau entgegen gesetzt PKW Lader in LKW . 

Antwort
von strikerstriker1, 91

Moin, 

also prinzipiell ist es einfach zu erklären. die Frischluft, die dem Brennraum zugeführt werden soll, sollte möglichst kühl sein. Es ist auch gut, wenn die Abgase heiß sind (was sie ja auch sind), da warme Luft sich ja ausdehnt. D.h. du kannst mit weniger Luft mehr Masse bewegen. In dem Fall die Turbine also schneller antreiben.
Lg Nicolas

Kommentar von Rizi93 ,

Das würde nur der Fall sein, wenn die Turbinenseite als Hubkolben fungieren würde. Hier ist es jedoch die Fliehkraft der Luft, welche sie antreibt. Hierbei zählt nicht die Menge an luft, sondern das Massenverhälltnis. Warme Luft wiegt weniger, als kalte. Dementsprechend überträgt diese weniger energie ans Turbienenrad, wenn sie umgelenkt wird.

Kommentar von Vando ,

Dem kann man jedoch gegenhalten, dass warme Luft schneller ist, als kalte. Und Energie berechnet sich eben nicht nur aus Masse, sondern auch aus Geschwindigkeit.

Antwort
von Slackware, 87

Ich meine, dass es auf die Stärke der Luft (klingt dumm, also die Bewegung wie bei Wind z.B.) ankommt und nicht auf die Wärme. Ein Fön auf kalt sollte eine Turbine bei gleicher Blasleistung genausoschnell antreiben wie auf heiß. 

Die Teilchen, die sich bei Wärme bewegen sind ja so winzig klein, die bewegen sicherlich nichts, was du mit bloßem Auge sehen kannst ^^

Antwort
von Antitroll1234, 82

 und die gleiche Menge an Luft ansaugen?

Der Turbolader saugt keine Luft an, sondern komprimiert die Luft.

Je kälter die komprimierte Luft desto besser, daher wird zusätzlich ein LLK verbaut der die komprimierte Luft kühlt.

Kommentar von Stechapfeltee ,

Es wird Luft angesaugt, die dann durch Ladeluftkühler in Zylinder gelangt.

Kommentar von Antitroll1234 ,

Es wird Luft angesaugt

...aber nicht vom Turbolader wie in deiner Frage beschrieben.

Daran ändert auch ein Pfeil nach unten nix^^

Kommentar von Rizi93 ,

Der Daumen runter war von mir, da es um die Abgasseite ging.

Kommentar von Rizi93 ,

Niemand hat es von der Ansaugseite, sondern abgasseitig. Es geht darum, ob warme luft, welche mehr volumen braucht das Turbinenrad schneller antreibt, als kalte.

Kommentar von Antitroll1234 ,

Niemand hat es von der Ansaugseite, sondern abgasseitig

Da lese dir die Frage nochmal in Ruhe durch und vergleiche das aus der Frage zitierte mit meiner Antwort.

Kommentar von Rizi93 ,

Mir ist es neu, dass die Luft auf der Abgasseite einen Ladeluftkühler hat. Lies die frage noch mal genau durch. Scheinbar bin ich fast der Einzige, wo sie richtig verstanden hat.

Kommentar von Antitroll1234 ,

Okay, lesen liegt dir nicht ich zitiere für dich den relevanten Teil:

Sprich wenn die Abgase rein hypothetisch kalt wären, würde dann die Turbine genauso viel Drehung/Energie an das Frischluft-Ansaug-Rad abgeben, und die gleiche Menge an Luft ansaugen?

Ein Turbo hat kein Frischluftansaugrad, ein Turbo saugt wie erwähnt gar keine Frischluft an^^

Kommentar von Rizi93 ,

Das ist klar, mir ging es um das danach folgende. Das mit der Kühlung der Ladeluft. Das hat mir nicht gepasst, da es um die Abgastemperatur und den Antrieb der Abgasturbine ging.

Zu dem anderen. Der Turbolader saugt sie nicht an. Er beschleunigt die Luft in den schaufeln, welche in den Ansaugkanal gedrückt wird. Die ausenliegende Luft wird durch den atmosphärischen Druck nachgeschoben.

Kommentar von Antitroll1234 ,

Das ist klar

Das mag dir klar sein, dem Fragesteller aber nicht da er dies ja schließlich schreibt.

Nun weiß er dies^^

Kommentar von Stechapfeltee ,

Ja, ich war immer der Meinung, dass durch das Verdichterrad Sauerstoff aus der Atmosphäre gezogen wird, welche schließlich in den LLK gelangt und komprimiert zurück in den Zylinder..

Kommentar von Antitroll1234 ,

dass durch das Verdichterrad Sauerstoff aus der Atmosphäre gezogen wird, welche schließlich in den LLK gelangt und komprimiert zurück in den Zylinder..

...die bereits angesaugte Luft wird komprimiert mit Hilfe des Turboladers, durch die Komprimierung entsteht der negative Effekt das die Luft erwärmt wird, daher wird diese mithilfe des LLK gekühlt und dann schließlich dem Verbrennungsraum zugeführt.

Antwort
von CREMEFRESH1, 81

Kalte Luft ist besser!

Kommentar von CREMEFRESH1 ,

höherer Sauerstoffgehalt plus Kühlung Ladeluftkühler

Kommentar von Rizi93 ,

Niemand hat es von der Ansaugseite, sondern abgasseitig. Es geht darum,
ob warme luft, welche mehr volumen braucht das Turbinenrad schneller
antreibt, als kalte.

Kommentar von CREMEFRESH1 ,

Ist aber trotzdem kalte Luft.

Kommentar von CREMEFRESH1 ,

Hab das nur als Zusatz geschrieben ;)

Kommentar von CREMEFRESH1 ,

Habs falsch verstanden, halte mich zurück.

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