Ein Auto, ein Sportwagen, ein Lkw, ein Zug, ein Flugzeug oder auch ein Baumaschinenmotor haben sicher eines gemeinsam: Sie laufen mit Motoren. Um ihre Leistung zu steigern, haben sich alle Automobilhersteller auf den Sprung in den Pferdestärkenkrieg vorbereitet. Um den Kraftstoffverbrauch zu erhöhen und die Motorleistung zu steigern, wurden der beispiellose Turbolader und Kompressor erfunden.
Turbolader vs. Kompressor
Der Unterschied zwischen Turbolader und Kompressor besteht darin, dass ein Turbolader zwar ein Zwangsansaugsystem ist, das die Kraft der Abgase nutzt, um die atmosphärische Luft zu komprimieren und in den Brennraum zu leiten, ein Kompressor jedoch auch ein motorbetriebenes Zwangsansaugsystem ist. Das heißt, es läuft mechanisch über einen Riemen, eine Kette oder eine Welle, die direkt mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist.
Ein Turbolader ist wie eine Turbine, die mithilfe von Abgasen die atmosphärische Luft komprimiert und in den Brennraum befördert, wodurch die Leistung des Motors gesteigert wird. Anstatt die Abgase aus dem Brennraum zu vergeuden, nutzt ein Turbolader sie mithilfe von drei Lüftern, von denen sich zwei auf derselben Welle und der andere im Ansaugtrakt des Autos befinden, der die Luft in den Motor saugt.
Ein Kompressor wird häufig in Sportwagen verwendet. Es läuft mechanisch und erhöht die Dichte und den Luftdruck, die in den Motor gelangen. Je mehr Luft in den Motor eintritt, desto mehr Leistung wird erzeugt. Ein Kompressor hat einen Riemen, eine Kette oder eine Welle, die mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sind, und seine Hauptfunktion besteht darin, die Leistung zu steigern.
Vergleich zwischen Turbolader und Kompressor
| Vergleichsparameter | Turbolader | Kompressor |
| Energiequelle | Ein Turbolader nutzt die ausgestoßenen Abgase zur Energiegewinnung | Ein Kompressor ist mit der Kurbelwelle des Motors verbunden, um Energie abzuleiten |
| Spinngeschwindigkeit | Es dreht sich bis zu einer Geschwindigkeit von 150000 U/min | Es dreht sich bis zu einer Geschwindigkeit von 50000 U/min |
| Schallemission | Die Schallemission ist geringer als bei einem Kompressor | Die Geräuschemission ist mehr als ein Turbolader |
| Drucklufttemperatur | Die Temperatur der Druckluft ist in einem Turbolader ziemlich hoch | Die Druckluft hat eine niedrigere Temperatur |
| Rotation des Kompressors | Die Turbine dreht den Kompressor | In einem Kompressor ist ein Riemen mit der Motorkurbelwelle verbunden, und diese Motorkurbelwelle dreht den Kompressor. |
Was ist Turbolader?
Ein Turbolader ist ein Zwangsansaugsystem, das die Kraft der von der Brennkammer ausgestoßenen Abgase nutzt und die Leistung des Motors steigert.
Die Geschichte der Turbolader lässt sich bis ins 19. Jahrhundert zurückverfolgen, als Gottlieb Daimler mit Zwangsansaugung experimentierte. Es war im Jahr 1905, als der Schweizer Ingenieur Alfred Büchi seinen Auto-Power-Booster patentieren ließ. Danach wurden ähnliche Prototypen in Flugzeugen, Dieselschiffen und Fahrzeugen verwendet. Tests haben gezeigt, dass diese Motorzusätze die Leistung steigern, Emissionen reduzieren und den Kraftstoffverbrauch verbessern können.
Ein Turbolader besteht aus zwei Lüftern, die sich auf derselben Welle befinden. Ein Ventilator befindet sich auf dem Weg der ausgestoßenen Abgase aus der Brennkammer. Die austretenden Abgase setzen das Laufrad in Gang, das wiederum den anderen auf der Welle befindlichen Ventilator in Rotation versetzt. Es gibt auch einen dritten Lüfter, der sich im Lufteinlass des Autos befindet, und es ist der Antrieb dieses Lüfters, der die Luft in den Motor saugt.
Die in den Motor angesaugte Luft ist komprimiert und warm. Daher ist es weniger dicht. Ein Wärmetauscher kühlt die Luft, bevor sie in die Zylinder eintritt.
Die Funktionalität eines Turboladers kann als zyklisch beschrieben werden. Denn die Abgase drehen die Turbinen, die mehr Luft ansaugen. Diese Luft wiederum zieht mehr Kraftstoff an, und wenn der Kraftstoff verbrennt, entstehen Abgase – dies ist ein kontinuierlicher Prozess.
In einem Turbo befindet sich eine smogverändernde Ausrüstung, die bei der Senkung der CO2-Emissionen hilft.
Ein Turbolader ist wartungsintensiv und zeitweise verzögert durch die diskontinuierliche Energiezufuhr.
Was ist Supercharger?
Ein Kompressor ist ein in Sportwagen übliches Zwangsansaugsystem. Es läuft mechanisch mit einem Riemen, einer Kette oder einer Welle, die mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist. Als Luftkompressor besteht seine Hauptaufgabe darin, die Dichte und den Luftdruck, der in den Motor gelangt, zu erhöhen.
Der erste Prototyp eines Kompressors wurde um 1849 von G. Jones aus Birmingham geschaffen. Er wurde 1860 von den Root Brothers patentiert. 1885 patentierte Gottlieb Daimler den Kompressor, den er in einem Verbrennungsmotor verwendet. 1902 erhielt Louis Renault das Patent für den Zentrifugal-Kompressor. Die durchgeführten Tests bewiesen, dass ein in einem Rennwagen eingebauter Kompressor seine Leistung enorm steigern kann. Mercedes war in den 1920er Jahren der erste Automobilhersteller, der eine Reihe von Fahrzeugen mit Kompressor produzierte.
Ein Kompressor funktioniert wie ein einfacher Verbrennungsmotor, bei dem sich Luft und Kraftstoff in einer Brennkammer vermischen und den Kolben bewegen – je mehr Kraftstoff und Luft verbrannt werden, desto mehr Leistung. Aber ein Kompressor liefert mehr Druckluft.
Es gibt drei Typen von Kompressoren: Der Root-Typ, der Doppelschrauben-Kompressor und der Zentrifugal-Kompressor.
Mercedes hat erfolgreich einen elektrischen Kompressor entwickelt, der nicht mehr vom Motor abhängig ist.
Ein Kompressor hat kein Wastegate. Daher ist die Smog-Emission hoch. Es ist auch lauter als ein Turbo.
Die Temperatur der Druckluft in einem Kompressor ist niedriger und in den meisten Fällen ist kein Ladeluftkühler erforderlich. Bestimmte Typen von Kompressoren erfordern jedoch Ladeluftkühler.
Ein Kompressor ist leicht zu warten. Es leidet unter einer vernachlässigbaren Verzögerung, da eine kontinuierliche Energiezufuhr durch die Kurbelwelle erfolgt.
Hauptunterschiede zwischen Turbolader und Kompressor
Fazit
Turbolader und Kompressoren sind beides Zwangsansaugsysteme, die die Leistung des Motors verstärken und seine Leistung verbessern können. Die beiden unterscheiden sich jedoch in Bezug auf Design, Funktionalität, Leistungsentfaltung, Kraftstoffeffizienz, Geräuschemissionen, Smogemissionen usw. Dank Turboladern und Kompressoren wurden die gewöhnlichen Motoren jetzt in Maschinen mit enormer Leistung und Effizienz verwandelt.
Die meisten Formel-1-Rennwagen verwenden Kompressoren, um die Gesamtgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen. Turbolader können vielseitig eingesetzt werden. Sie können nicht nur als Ergänzung zum Motor eines Autos verwendet werden, sondern können auch in einem motorbetriebenen Konstruktionswerkzeug verwendet werden. Dank dieser beiden Entwicklungen hat die Welt die wahre Essenz der „Geschwindigkeit“ erlebt.
Verweise
- https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416311463
