Lader ohne Begrenzungseinrichtungen?!

Hallo!

Bei mehreren LKW älterer Bauart sind mir Turbolader ohne Ladedruckbegrenzer (also ohne Wastegate, VTG, VST) aufgefallen. Im Stationärbetrieb wär dies nicht unlogisch, da man eben, den für den vorgegebenen Betriebsbereich am besten geeigneten Lader auswählt, und dieser in dem Betriebsbereich auch keine Begrenzung braucht, da bei gegebener Einspritzmenge auch der Abgasvolumenstrom gegeben ist, und sich der Ladedruck dementsprechend einstellt.

Was ist dann aber bei den besagten LKWs? da müsste das Ladedruckmaximum eigentlich erst bei maximaler Einspritzmenge und am Nennleistungsdrehzahlpunkt erreicht sein, was allerdings bei einem Fahrzeugmotor ein unbrauchbares Verhalten ist, da man dann ein Getriebe mit unendlich vielen Gängen bräuchte, um die Nennleistung nützen zu können.

LKW dieses Bauzeitraumes haben zwar um die 10 Gänge, jedoch wäre so ein Motor völlig ungeeignet, da der ohnehin schmale Drehzahlbereich nochmal eingeschränkt wird.

Habe ich da was falsch verstanden, oder sind diese Motoren tatsächlich so ungünstig ausgelegt?

mfg Nebelwerfer

Bei mehreren LKW älterer Bauart sind mir Turbolader ohne Ladedruckbegrenzer (also ohne Wastegate, VTG, VST) aufgefallen. Im Stationärbetrieb wär dies nicht unlogisch, da man eben, den für den vorgegebenen Betriebsbereich am besten geeigneten Lader auswählt, und dieser in dem Betriebsbereich auch keine Begrenzung braucht, da bei gegebener Einspritzmenge auch der Abgasvolumenstrom gegeben ist, und sich der Ladedruck dementsprechend einstellt.


WG, VTG, VST dienen nicht zur Ladedruckbegrenzung!!!

Starrlader werden nicht nur an älteren Motoren verbaut. An vielen heutigen Nutzfahrzeugmotoren kommen immer noch Starrlader zum Einsatz. Vor allem bei den großvolumigen Motoren sind VTG-Lader einfach nicht dauerfest, auch weil damit i.d.R. auch noch gebremst werden soll.

Nfz-Motoren werden konsequent auf einen geringen Verbrauch optimiert. Förderlich dazu sind geringe Motordrehzahlen bei hoher Last. Darum weist Nfz-Motor gegenüber einem Pkw-Motor eine weitaus geringere Durchsatzspreizung auf. Man kann daher schon von einem stationärähnlichem Betrieb sprechen (Marschdrehzahl). Der instationäre Betrieb spiel beim Nfz eher eine untergeordnete Rolle.


Was ist dann aber bei den besagten LKWs? da müsste das Ladedruckmaximum eigentlich erst bei maximaler Einspritzmenge und am Nennleistungsdrehzahlpunkt erreicht sein, was allerdings bei einem Fahrzeugmotor ein unbrauchbares Verhalten ist, da man dann ein Getriebe mit unendlich vielen Gängen bräuchte, um die Nennleistung nützen zu können.


An einem Pkw-Motor ist das bestimmt ein unbrauchbares Verhalten. Beim Nfz-Motor mit der geringen Drehzahlspanne und der größeren Gangzahl muss das kein Nachteil sein.

Die Zukunft wird allerdings zeigen, ob die schärferen Emissionsgrenzen und den daraus folgenden höheren AGR-Raten noch mit einem Starrlader im ganzen Kennfeldbereich sichergestellt werden können.

Zitat:

WG, VTG, VST dienen nicht zur Ladedruckbegrenzung!!!

Warum weiss VW das nicht ?

Das N75, mit dem WG und VTG gesteuert werden, heisst auf VW-Deutsch "RegelVentil zur Ladedruckbegrenzung".

m;

Von NFZ Motoren im Straßen-LKW Bereich (also bis 600PS] ist mir kein LKW bekannt, der nicht einen VTG Lader oder WG-Lader hat.

vanilla299 zielte vielleicht auf das schlechtere Masse-Leistungs-Verhältnis bzw. auf die geringere Literleistung dieser LKW-Motoren ab. Man verzichtet absichtlich auf das Herausholen der theoretisch möglichen P max, indem man das nutzbare Drehzahlband nicht so weit ausreizt wie beim PKW-Diesel. Dadurch braucht der Starrlader nicht mehr für einen so hohen Luftdurchsatz ausgelegt werden, wodurch Betriebspunkte mit schädlichen Drucküberhöhungen weit geringer ausfallen. Gründe können sein
-Schwerpunkt lange Haltbarkeit
-Vermeidung von Betriebspunkten mit besonders schlechtem Wirkungsgrad
-durch die konstruktiv bedingte hohe Nutzlast im Verhältnis zur Fahrzeugleermasse fällt das Masse-Leistungs-Verhältnis des Motors nicht mehr so ins Gewicht - evtl. ist für die Gewichtsverteilung am Zugfahrzeug sogar eine gewisse Mindestmasse erwünscht.

@Nebelwerfer: Das muß kein unbrauchbares Verhalten bedeuten. Wenn ein TDI bei 2800U/min begrenzt wäre und einen darauf optimierten Starrlader hätte (mit bis dahin gleichem Drehmomentverlauf wie Serie), dann könnte man sich dennoch brauchbar im Straßenverkehr bewegen. So, wie man es ohnehin schon bei bewußt sparsamer Fahrweise tut. Und der Starrlader müßte für 1/3 weniger Luftdurchsatz ausgelegt sein.

Von NFZ Motoren im Straßen-LKW Bereich (also bis 600PS] ist mir kein LKW bekannt, der nicht einen VTG Lader oder WG-Lader hat.

In der im Fernverkehr üblichen Motorklasse (~12Liter / R6) kommen durchaus Turbolader ohne WG zum Einsatz. Der Anteil der Motoren mit VTG-Lader bei den großen R6 und V8 ist m.E. eher gering, weil die VTGs einfach nicht haltbar sind. Bei hubraumkleineren Motoren steigt der VTG-Anteil natürlich wieder.

Wie der Name schon sagt, wirkt sich ein Wastegate immer negativ auf den Turbinenwirkungsgrad aus. Im Nfz Bereich hat ein WG nie die gleiche Funktion wie an einem Pkw-Motor. Der Verbrauch steht immer im Vordergrund, das Ansprechverhalten ist eher unwichtig.

Danke erstmal für eure Antworten. Viele ältere LKW TDs haben zwar einen Lader, aber keine Ladedruckanreicherung (Steyr LKWs), und daher nehme ich an,dass der Lader nur dazu dient, im oberen Drehzahlbereich eine ausreichende Zylinderfüllung sicherzustellen.

Der Verbrauch steht immer im Vordergrund, das Ansprechverhalten ist eher unwichtig.

Ist aber ein bissl ein Widerspruch, da der Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlen (vor allem bei NKW Motoren) stark abnimmt, allein schon weil die Reibleistung je Umdrehung bezogen werden muss, von der Brenngeschwindigkeit des Gemisches einmal abgesehen.


WG, VTG, VST dienen nicht zur Ladedruckbegrenzung!!!


In den meisten Fällen schon, da ein kleiner, früh ansprechender Lader bei höheren Drehzahlen begrenzt werden muss, da er sonst überdreht. Speziell auf Wastegate bezogen....



Starrlader werden nicht nur an älteren Motoren verbaut. An vielen heutigen Nutzfahrzeugmotoren kommen immer noch Starrlader zum Einsatz

Ja, an Notstromanlagen ists z.B. klar, da der Ladedruck der Motorlast (Einspritzmenge) folgt, und sich dementsprechend einstellt. Die Drehzahl ist dank Synchrongenerator vorgegeben, um die Frequenz einzuhalten. Aber wie siehts denn aus, wenn ein LKW einen Berg mit kurviger Straße hinaufbewegt werden soll? Das würde dann ja bedeuten, dass der Fahrer mit dem Schalten nicht nachkommt (außer er hat Automatik), um den Motor 'bei Laune' zu halten

vanilla299 hat folgendes geschrieben:

Wie der Name schon sagt, wirkt sich ein Wastegate immer negativ auf den Turbinenwirkungsgrad aus. Im Nfz Bereich hat ein WG nie die gleiche Funktion wie an einem Pkw-Motor. Der Verbrauch steht immer im Vordergrund, das Ansprechverhalten ist eher unwichtig.

Es muß doch aber der optimale Verbrauch nicht zwangsläufig bei maximaler Leistung gefordert sein. Wenn ein verbesserter Durchzug bei mittleren Drehzahlen im Fahrbetrieb günstiger kommt macht eine Begrenzung ggf. schon Sinn. Haltbarkeit ist zumindest beim Wastegate auch kein Thema.

Danke erstmal für eure Antworten. Viele ältere LKW TDs haben zwar einen Lader, aber keine Ladedruckanreicherung (Steyr LKWs), und daher nehme ich an,dass der Lader nur dazu dient, im oberen Drehzahlbereich eine ausreichende Zylinderfüllung sicherzustellen.

Die heutigen Fernverkehr-Nfz-Motoren ohne WG oder VTG haben ihr max. Drehmoment bei 1000 1/min, die Nennleistung liegt bereits bei 1800 1/min an. Diese, im Vergleich zu einem Pkw-Motor (Ottomotor!), recht geringen Drehzahlen zeigen in Verbindung mit der höheren Gangzahl beim Lkw doch ganz deutlich, dass hier eine VTG oder ein WG nicht unbedingt erforderlich ist.

Ist aber ein bissl ein Widerspruch, da der Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlen (vor allem bei NKW Motoren) stark abnimmt, allein schon weil die Reibleistung je Umdrehung bezogen werden muss, von der Brenngeschwindigkeit des Gemisches einmal abgesehen.

Da die Reibleistung bei jedem Motor mit der Drehzahl zunimmt, ist die max. Motordrehzahl bei den (großvolumigen) Nfz-Motoren auch selten höher als 2000 1/min. Eben weil der Verbrauch im Vordergrund steht.

In den meisten Fällen schon, da ein kleiner, früh ansprechender Lader bei höheren Drehzahlen begrenzt werden muss, da er sonst überdreht. Speziell auf Wastegate bezogen....

Es besteht allerdings ein Unterschied zwischen einer Ladedruckbegrenzung und einer Laderdrehzahlbegrenzung. Wenn die Laderdrehzahl davongeht muss der Ladedruck nicht zwangsläufig ansteigen. Um am Pkw-Motor mit WG-Lader das Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich anzuheben und um das Ansprechverhalten zu verbessern muss, wie du bereits erwähnt hast, die Turbine bypassiert werden. Ansonsten steigt die Laderdrehzahl zu stark an und der Verbrauch bei hohen Leistungen steigt ebenfalls stark an (hohes p3). Nachteile sind die 'verschenkte' Abgasenergie bei geöffnetem WG und der schlechtere Wirkungsgrad des kleineren Turbinenrades. Vor allem beim Ottomotor mit der großen Turbinendurchsatzspreizung (Motordrehzahlspanne) nimmt man die Nachteile in Kauf um einen Motor mit gutem Ansprechverhalten und frühen hohen Drehmomenten darstellen zu können. Am Nfz-Motor geht das so nicht, der Verbrauch wäre einfach zu hoch.


Es muß doch aber der optimale Verbrauch nicht zwangsläufig bei maximaler Leistung gefordert sein. Wenn ein verbesserter Durchzug bei mittleren Drehzahlen im Fahrbetrieb günstiger kommt macht eine Begrenzung ggf. schon Sinn. Haltbarkeit ist zumindest beim Wastegate auch kein Thema.

Ein WG verschlechtert immer den Verbrauch bei hohen Leistungen/Lasten (nicht genutzte Abgasenergie, schlechterer Turbinenwirkungsgrad wg. des kleineren Turbinenrades). Da jeder Nfz-(Fernverkehr)-Motor häufig bei hohen Leistungen/Lasten (Auslegungspunkt) betrieben wird, kann man sich den höheren Verbrauch dort einfach nicht leisten.

Schau dir einmal ein Leistungs- und Drehmomentdiagramm eines größeren Nfz-Motors etwas genauer an. Das max. Drehmoment liegt schon bei 1000 1/min an. Bei Betrachtung des Motorenprogramms vieler OEMs werden dir auch die vielen Leistungsvarianten bei gleichem Hubraum auffallen. Wer 250kW braucht kauft eben keinen 350kW-Motor. Neben den Anschaffungskosten ist das vor allem eine Frage der Betriebskosten (Verbrauch).

Die meisten heutigen Nfz-Motoren-Lader haben ein WG, es gibt allerdings auch heute noch Hersteller die darauf verzichten.