29. Aufladeverfahren

Die Aufladung von Verbrennungsmotoren wird primär dazu eingesetzt, die Luftmenge zu steigern, die für den Verbrennungsprozess im Motor zur Verfügung gestellt wird. Bei konstanten Verhältnissen aus Kraftstoff und Luft (Luftverhältnis) kann die Menge an zugeführtem Kraftstoff erhöht werden, sodass damit wiederum die Leistung des Motors gesteigert werden kann. Im Kreisprozess wirkt sich die Aufladung durch eine Arbeitsschleife mit größerer Arbeitsausbeute und höherem Spitzendruck aus. Die Ladungswechselschleife verschiebt sich aufgrund des notwendigen Ladedrucks (Abb. 29.1). Diese Ideen sind so alt wie die Idee des Verbrennungsmotors selbst und wurden von Daimler und Diesel früh untersucht. Der Ansatz der Ausnutzung der Abgasenergie wie beim ATL geht zurück auf ein Patent des Schweizers Alfred Büchi aus dem Jahr 1905. Heute spielen Aufladesysteme nicht nur zur Leistungssteigerung eine Rolle, in der Anwendung als Komponente zur Realisierung des Downsizings wird statt einer Leistungssteigerung eine Verkleinerung der Motorbaugröße (Hubvolumen) bei gleicher Leistung realisiert. Aufgrund der zentralen Bedeutung des Ladungswechsels moderner Motoren werden Aufladesysteme zur Regelung des Luft‑ und Abgaspfads eingesetzt, z. B. zur Unterstützung der AGR und beim Thermomanagement der Abgasnachbehandlung. Bei NFZ‐Motoren unterstützen Turbolader die Funktion der Motorbremse.