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Variable Turbine muss nicht teuer sein

Von Dipl.-Ing. (FH) Jan Rosenow

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Der Ottomotor läuft zu heiß. Deshalb lassen sich variable Turbolader anders als beim Diesel hier nicht verwenden. Doch Bosch Mahle Turbo Systems will das mit einer neuen VTG-Konstruktion ändern.

Im Jahr 2017 soll der VTG-Lader für Ottomotoren bei BMTS serienreif sein.(Foto: BMTS)
Im Jahr 2017 soll der VTG-Lader für Ottomotoren bei BMTS serienreif sein.
(Foto: BMTS)

Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG) haben sich in Dieselmotoren flächendeckend durchgesetzt. Doch beim Ottomotor klemmt es, und zwar buchstäblich: Aufgrund der hohen Abgastemperaturen können sich die filigranen Verstellmechanismen ausdehnen, verformen und im Extremfall klemmen. Deshalb gibt es bislang nur eine einzige Serienanwendung: den Porsche Turbo, bei dem extrem teure, hochtemperaturbeständige Werkstoffe verwendet werden.

Doch die Vorteile der VTG locken die Entwickler, denn sie wirken sich beim Otto noch stärker aus als beim Diesel: Die Leitschaufelverstellung bringt vor allem bei niedrigen Drehzahlen die Turbine schneller auf Touren und sorgt so für einen steileren Drehmomentanstieg. Bosch Mahle Turbo Systems (BMTS) glaubt nun, den Stein der Weisen in Sachen Otto-VTG gefunden zu haben.

Das Unternehmen hat den Mechanismus so abgeändert, dass die thermischen Verformungen nur noch äußerst gering ausfallen. Im Zusammenspiel mit hitzefesteren Stählen – allerdings keinen teuren Sonderlegierungen – soll die ertragbare Abgastemperatur bis zu 980 Grad Celsius betragen. Das macht den Einsatz in Ottomotoren möglich, wenn auch gerade so – schließlich kann es hier bis zu 1.050 Grad heiß werden.

VTG und Miller-Zyklus passen gut zusammen

Um solche Extrembelastungen auszuschließen, hat BMTS das VTG-Konzept mit dem Miller-Verbrennungszyklus gepaart. Hier schließt das Einlassventil deutlich früher als üblich und lässt so weniger Frischluft in den Brennraum. Das Temperatur- und Druckniveau sinkt. Um die geringe Ladung auszugleichen, die sonst zu schlechten Fahrleistungen führt, eignet sich wiederum der leistungsfähige und variable VTG-Lader sehr gut.

Laut BMTS sind VTG und Miller also beim Otto eine ideale Kombination, mit der sich sowohl sehr leistungsfähige als auch sehr sparsame Motoren darstellen lassen. Ob ein Autohersteller dieses Gesamtkonzept aufgreift, bleibt abzuwarten. Wie zu hören war, setzt wohl Volkswagen auf eine ähnliche Konzeption bei seinen Ottomotoren der nächsten Generation. Der variable Lader von BMTS soll im Jahr 2017 serienreif sein.

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