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Neues Motorkonzept: Boosten durch Chillen

Von Dipl.-Ing. (FH) Jan Rosenow

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Mahle GmbH
ERTL-Gruppe
Auktion & Markt AG, Autobid.de
ALLDATA Europe GmbH

Mahle steigert das Potenzial der Ladeluftkühlung, indem der Autozulieferer den Klimakompressor zu Hilfe nimmt. Der Effekt: mehr Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen.

Mahle-Konzept: 30 Grad weniger Temperatur bringen vier kW mehr Leistung.(Foto: Mahle)
Mahle-Konzept: 30 Grad weniger Temperatur bringen vier kW mehr Leistung.
(Foto: Mahle)

Aufgeladene Motoren haben ein Problem: Durch das Verdichten steigt die Temperatur der Ladeluft und macht einen Teil des Turboeffekts wieder zunichte. Ein weiteres Bauteil – der Ladeluftkühler – ist deshalb notwendig. Doch er schafft es im besten Fall, die Temperatur der Ladeluft auf 15 Kelvin über dem Umgebungsniveau zu senken. Noch kälter wäre aber besser, um mehr Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu erzeugen: Low-End-Torque heißt das Zauberwort bei den Motorentwicklern.

Das Mittel, die Ansaugluft weiter herunterzukühlen, ist im Auto eigentlich vorhanden: der Klimakompressor. In Fahrzeugen bis zur Mittelklasse beträgt seine Leistung um die sechs kW, doch diese werden nur selten gebraucht. Im Normalfall nutzt er nur etwa 1,5 kW. Die überschüssige Leistungsreserve wollen die Entwickler beim Autozulieferer Mahle nun nutzen, um die Ladeluft des Motors sozusagen in den Kühlschrank zu schicken.

Boost-Effekt bei niedrigen Drehzahlen

Damit schaffen sie es, die Temperatur um 15 Kelvin unterhalb die Umgebungswärme zu drücken. Klingt nicht viel, aber es hilft: Im Drehzahlbereich von 1.100 bis 1.300 min-1 steigt das Drehmoment dadurch um 16 bis 19 Prozent und liefert einen Boost-Effekt. Der Wagen beschleunigt also flotter. Alternativ kann auch ein sparsameres Brennverfahren eingesetzt oder der Ladedruck verringert werden – gut für den Kraftstoffverbrauch.

Auf den Klimakomfort im Innenraum soll das Verfahren übrigens keinen spürbaren Einfluss haben. Auch die höhere nötige Antriebsleistung des Klimakompressors – rund ein kW mehr – verblasst angesichts der Leistungssteigerung des Motors um rund 4 kW.

Kostenlos ist der Nutzen leider nicht zu haben, wenngleich Mahle genaue Zahlen schuldig blieb: Das sogenannte Icas-System (Integrated Charge Air Subcooling) erfordert zusätzlichen Bauteilaufwand. Da ist zum einen der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (der sogenannte Chiller). Dieser speist den Icas mit extrakaltem Kühlwasser. Diese zusätzlichen Bauteile müssen in das Fahrzeug integriert werden.

Icas ist eine Alternative zu anderen Boost-Verfahren, etwa einem elektrischen Turbolader oder einem Mild-Hybrid mit elektrischer Unterstützungsfunktion. Es soll sich vor allem für kleinere Fahrzeuge mit Motoren bis 1,5 Litern Hubraum eignen.

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