Volkswagen bringt Ottomotor mit VTG-Lader zusammen
Bei Volkswagens ertüchtigtem („evo“) Konzernmotor zielt nicht Richtung Spitzendynamik auf Porsche-Niveau, sondern um den von Volkswagen kultivierten unangestrengten Fahreindruck in Verbindung mit gesteigerter Effizienz. Beides, Fahrbarkeit und Sparsamkeit, sind gute Argumente für die Verwendung eines VTG-Laders. Beim EA211 evo wird die Effizienz geradezu zum Schlüssel für den Einsatz eines preiswerteren Bauteils ohne exotische Material- und Feinmechanik-Komplikationen, der VTG-Lader integraler Bestandteil des Brennverfahrens. Auch vor dem Hintergrund neuer Abgasmessprozeduren kann das noch interessant werden.
Fast unabhängig vom Abgasstrom
Verstellbare Leitschaufeln in einem Düsenring rund um das Turbinenrad können beim VTG-Lader den Ladedruck nahezu unabhängig vom Abgasstrom regeln. Bei enggestellten Schaufeln trifft das Abgas mit hoher Geschwindigkeit fast rechtwinklig auf die Turbinenblätter. Durch die so verbesserte Anströmung beschleunigt selbst ein geringer Abgasstrom den Lader so effizient, dass schon bei niedriger Motordrehzahl hoher Ladedruck und mittelbar ein höheres Motor-Drehmoment anliegt. Bei vollem Abgasvolumen lässt der Düsenring das Abgas dagegen über steil gestellte Leitschaufeln verlangsamt auf die Turbinenblätter einströmen, damit der Lader nicht übertourt und/oder den Motor nicht überlädt.
Die in Ottomotoren bisher üblichen Lader hingegen regulieren nur den Druck, nicht aber die strömungsdynamischen Eigenschaften der Turbine. Sie arbeiten mit einem einfachen Ventil, dem sogenannten Wastegate, das nach Erreichen des vollen Ladedrucks einen Teil des Abgases am Lader vorbei in den Auspuff leitet. Damit solche Lader ausreichend schnell ansprechen und Förderleistung aufbauen können, sind Welle, Turbinen- und Verdichterrad möglichst klein und leicht. Die so verringerte Massenträgheit lässt sie schnell genug für eine befriedigende Fahrbarkeit hochlaufen. Allerdings sind die Lader dadurch zu klein für große Fördermengen und können daher den Motor ab einer bestimmten Leistung nicht mehr voll unterstützen.
Bei einem Motor im Miller-Zyklus schließt das Einlassventil früher als für die höchste Leistung eigentlich nötig. Das Miller-Verfahren reduziert so gewollt den Liefergrad gegenüber einem Motor mit Steuerzeiten, die auf eine größtmögliche Literleistung abzielen. Vorteile sind eine niedrigere Temperatur der Ladung und ein gegenüber dem Verdichtungshub verlängerter Arbeitshub.