Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

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Geschrieben von Werner am 17. Juli 2024 18:08:20:

Als Antwort auf: Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck geschrieben von Gary am 17. Juli 2024 13:16:31:

Beim Radialverdichter bestimmt der Außendurchmesser den Druck. Der Innendurchmesser ist für den Durchsatz wichtig.

Der Außendurchmesser mal Drehzahl entspricht in guter Näherung der Geschwindigkeit, mit dem das Gas das Laufrad verläßt und aus der Gehäusespirale austritt.

Es gibt die Mär, dass man mit dem Turbo keine Ladeenergie aufwenden muß, weil die Abgasturbine der Turboladers quasi umsonst arbeitet. Das stimmt in der Praxis leider nicht. Die Lader sind in der Regel Staulader, heißt, sie bremsen den Abgasstrom. Selbst bis zu den ganz großen Motoren von Schiffen hinauf ist das so. Es lohnt sich zwar, aber es ist nicht umsonst.

Wenn man die spezifischen Kenndaten für eine Auslegung solcher Verdichter zur Hand nimmt, kommt sehr schnell raus, dass man hohe Umfangsgeschwindigkeiten braucht. Logisch, es soll ja Ladedruck entstehen.

Also gut, nehmen wir ein Riesenlaufrad, 2 Meter im Durchmesser und bauen es in ein Gehäuse ein. Die Drehzahl muß dann gar nicht hoch sein, um den Druck zu kriegen. Aber Verbrennungsmotoren brauchen im Verhältnis nur sehr wenig Luft. Ein Industrieturbo mit moderaten Drehzahlen könnte also einen ganzen Fuhrpark auf Ladedruck setzen.

Was tun ? Laufrad schmaler machen, dann ist der Durchsatz niedriger und es wird Energie gespart. Jaaaa, aber nicht viel, denn das Laufrad wird dann so schmal, dass die internen Widerstände so hoch anwachsen, dass sich das ganze wieder NICHT lohnt.

Diese Verhältnisse wurde Anfang des letzten Jahrhunderts sehr genau studiert und es wurden dafür Kennzahlen definiert, die u.a. ein bestimmtes Verhältnis von Durchmesser zu Breite also optimal anzeigen. Im zweiten Weltkrieg wurden diese Ladeverdichter mit Erfurcht "Grenzgebläse" bezeichnet. Sie wurden über mehrstufige Getriebe auf diese irren Drehzahlen gebracht, was die Maschinenbautechnik vor höchste Anforderungen stellte.

Und das ist der Hauptgrund für die Abgasturbine. Sie kann sehr klein gebaut werden, paßt zur Größe des Verdichters und arbeiten sogar zu einem gewissen Prozentsatz mit der Stoßenergie des Auspuffes. Bei den damaligen Flugmotoren war das Turboloch egal, die Motoren reagierten halt träger, aber liefen eh meist auf einer bestimmten Drehzahl.

Schnell drehende Elektromotoren heutige Bauart könnten die Ladeverdichter auch gut antreiben. Zur Vermeidung des Turboloches sind sie schon eingesetzt worden. Umgekehrt gewinnt man auch schon einen Teil der aufgewendeten Abgasenergie elektrisch zurück. Es gibt meines Wissens ein paar LKW, die das haben.

Aber nochmal, umsonst ist die Energie für die Aufladung nicht, sie muß irgendwo herkommen, steht aber nicht im Verhältnis zur gestiegenen Leistung.


Gruß

Werner

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