Richtig Druck: Wie funktioniert ein VTG-Lader?

Turbolader mit variabler Turbinengeometrie kamen erstmals bei Dieselmotoren zum Einsatz. Mittlerweile sind sie auch bei Ottomotoren zu finden. Der Vorteil ist die variable Beaufschlagung der Turbolader-Turbine durch den Abgasstrom und somit die individuelle Anpassung des Ladedrucks auch in unteren Drehzahlbereichen.

VTG-Lader (VTG steht für Variable-Turbinen-Geometrie) können im Gegensatz zu herkömmlichen Turboladern bereits bei relativ niedriger Drehzahl Ladedruck aufbauen. Der Grund: Sind die variabel-verstellbaren Einlassschaufeln vor der Turbine angestellt, verringert sich der Strömungsquerschnitt, die Tangentialgeschwindigkeit der Abgase erhöht sich. Die Drehzahl der Turbine steigt an und damit auch der Ladedruck auf der Verdichter-Seite. Dem Motor wird eine größere, verdichtete Frischluftmasse zugeführt, die Verbrennung ist effektiver. Oft sorgt ein Ladeluftkühler zusätzlich für einen kühlen ‚Kopf‘. Das Ergebnis ist eine direkte und lineare Beschleunigung, (weitestgehend) ohne ‚Turboloch‘ sowie mehr Leistungsentfaltung bei tendenziell kleineren Motoren (Downsizing). Eine Bypass-Lösung über ein Wastegate ist überflüssig. Beim VTG-Lader wird stets der volle Abgasstrom genutzt. Der maximal offene Eintrittsquerschnitt dient im Falle des Ausfalls der Ansteuerung der Leitschaufeln als Notlaufstellung.

Da jedoch die Vorteile der VTG-Aufladung gegenüber einem Wastegate-Lader in punkto Ansteuerung, CO₂-Emissionen und Wirkungsgrad überwiegen, setzen immer mehr Fahrzeughersteller auch auf Otto-VTGs. Zum Einsatz kommen temperaturfeste, hochlegierte Stähle und Lagerkonzepte, die beispielsweise die Klemmneigung der Leitschaufeln minimieren. Ein Beispiel sind die 1,5l TSI-Motoren (96KE) der Volkswagen AG mit der Modellbezeichnung EA211-evo, die seit 2017 mit einem Otto-VTG in verschiedenen Modellen des Konzerns zum Einsatz kommen. Im Übrigen: Es existieren auch Otto-VTG-Lader, die zusätzlich den Ladedruck auch über ein Wastegate regeln. Beim Porsche 718 Boxter S mit klassischem Boxer-Motor kommt ein derartiger Lader zum Einsatz. Vorreiter beim Otto-VTG war übrigens ebenfalls Porsche, mit dem 911 Turbo, ab Baujahr 2006.

Typische Fehlercodes wie ‘P0234-Engine Overboost Condition‘, ‚P0229 – Turbo/Supercharger Unboost’ oder ‘P2263 Turbo/Supercharger Boost System Performance’, treten bei Leistungsmangel und Defekten am Ladedruckregler auf. Hinzu kommen Verschleißerscheinungen am VTG-Lader durch Verunreinigungen durch Ruß (verstopfte DPFs), durch altes Öl oder Ölleckagen. Bevor man also den Ladedruckregler tauscht (Vorsicht Varianz!) sollte man den VTG-Lader einer Funktionsprüfung unterziehen und die Gang-Funktion der Leitschaufelverstellung prüfen.

Bekannte Hersteller von VTG-Ladern sind beispielsweise BorgWarner, Garret (Honeywell), Mitsubishi sowie BMTS Technology (vormals Bosch-Mahle Turbosystems). Dienstleister wie Motair, Schlüter, BTS oder Actronics (Ladedruckregler) bieten die Wiederaufbereitung und Reparatur von VTG-Ladern an. In vielen Fällen lohnt es sich und Ihre Kunden sparen bares Geld!