Fragen & Antworten zu Turbolader

Überblick

Der Turbolader ist ein Luftverdichter, der durch die ansonsten ungenutzte Abgasenergie des Motors angetrieben wird. Moderne Turbolader drehen mit enormen Drehzahlen bis zu 300.000 U/Min. Auf der Turbinenseite werden Temperaturen bis über 1.000°C erreicht. Damit stellen sich hohe Anforderungen an Materialien, Fertigungstoleranzen und Lagerung.

Funktionsweise

Das Abgas des Motors treibt die Turbine an, dabei wird thermische in kinetische Energie umgewandelt. Über eine gemeinsame Welle dreht sich der Verdichter, der die angesaugte Luft komprimiert und über den Ladeluftkühler dem Motor zuführt. Die vorverdichtete Luft ermöglicht es, Turbomotoren kleiner zu bauen als Saugmotoren mit gleicher Leistung (Downsizing).

Schnitt

Das Abgas tritt radial in das spiralförmig sich verengende Turbinengehäuse (rot) ein, treibt das Turbinenrad an und strömt danach axial aus. Die Frischluft tritt axial in den Verdichter (blau) ein. Das Verdichterrad beschleunigt zunächst die Luft, bevor diese im spiralförmig sich aufweitenden Verdichtergehäuse verlangsamt und gleichzeitig Druck aufgebaut wird. Die verdichtete Luft wird radial ausgestoßen. Das Motoröl wird in das Mittelgehäuse (grün) gepumpt, wo es die Gleitlager schmiert + dämpft sowie den Turbolader kühlt, bevor es drucklos in die Motorölwanne zurückfließt.

Oft ist ein defekter Turbolader nur Folge eines anderen Schadens am Motor, der durch den Austausch des Turboladers nicht behoben werden kann.

Fremdkörper

Treffen Fremdkörper auf die mit hoher Drehzahl rotierenden Bauteile, werden die Schaufelräder beschädigt. Schäden am Verdichterrad sowie am Verdichtergehäuse entstehen durch Fremdkörper wie Schrauben, Unterlegscheiben, Muttern oder gelöste Teile vom Luftfilter. Schäden am Turbinenrad sowie - falls vorhanden – am VNT/VTG-Mechanismus werden hervorgerufen durch z.B. Ventilbruch, Kolbenringschäden, gelöste Gussteile sowie Ablagerungen oder Verzunderungen vom Abgaskrümmer.

Ölmangel

Überhitzung, Ermüdungsrisse und Materialtransfer durch Metallreibung und hohe Temperaturen. Ursachen sind mangelnde Schmierölversorgung, fehlerhafter Dichtungssitz, die Verwendung flüssiger Dichtmittel oder die Verwendung von Schmiermitteln mangelhafter Qualität. Kraftstoff oder Wassereintrag im Motoröl führen zu einer Veränderung der Schmiereigenschaften und damit zu einer Überhitzung der Lagerung. Verkokungen in der Ölzulaufleitung führen zum Ölmangelschaden an Lagern und Welle.

Ölverschmutzung

Ölverschmutzung führt zu Turboladerschäden in Form von Riefenbildung auf den Lagerflächen. Diese kann hervorgerufen werden durch Abrieb vom Motor, durch schlechte Qualität des Ölfilters, durch minderwertiges Öl oder durch unzureichend gereinigte Ölkanäle im Motor nach einer Motorinstandsetzung. Lagerschäden bei Turboladern werden in der Regel durch eine hohe Konzentration von Kohlerückständen im Öl verursacht, die durch Nichteinhaltung der vorgeschriebenen Intervalle für den Öl- und Ölfilterwechsel oder durch mangelhafte Wartung entstehen kann.

Überschreitung der Höchstdrehzahl und Überhitzung

Schäden am Turbolader aufgrund Überschreitung der Leistungsgrenzen oder Nichtbeachtung von Herstellerspezifikationen. Wartungsmängel, Motordefekte oder unzulässige Maßnahmen zur Leistungssteigerung können zu einem Überschreiten der zulässigen Höchstdrehzahl und in der Folge zu Materialermüdung bei Verdichter- und Turbinenrad führen. Übermäßig hohe Drehzahl des Turboladers durch undichte Druckschläuche zwischen Turbolader und Ansaugrohr. Länger andauerndes Überschreiten der zulässigen Drehzahlgrenze führt zu Ausfall durch mechanische Überlastung. In der Regel versagen die Laufräder, da dort die höchsten Spannungen auftreten. Erkennbar ist dieses Schadensbild an der „Orangenhaut“ auf der Verdichterradrückseite.