Richtig Power: Neue Turbolader für Nutzfahrzeuge
Neben der raschen Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen, liegt der Hauptentwicklungsfokus des Zulieferers BorgWarner auf der Effizienzsteigerung von klassischen Verbrennungsmotoren bei gleichzeitiger Hybridisierung. Speziell die Aufladung von Verbrennern mit Hilfe von Turboladern bietet den Entwicklern zufolge noch viel Potenzial.
Ein Beispiel dafür ist der neue Nutzfahrzeug-Turbolader mit VTG-Technologie der vierten Generation (V4). Die Verstell-Schaufeln des neuen Laders werden aufgrund der Stellkräfte im Bremsbetrieb und den Anforderungen an die Positionsgenauigkeit elektrisch verstellt. Zum Einsatz kommt der hauseigene CBA-Stellmotor (Advanced-Compact-Brushless-Actuator). Die Genauigkeit der Schaufel-Verstellung konnte den Angaben zufolge über die komplette Lebensdauer hinweg nochmal verbessert werden. Der Vorteil: Die Motorsteuerung kann präziser die Betriebspunkte anfahren.
Zusätzlich wiegt der neue Turbo laut BorgWarner aufgrund des neuen Designs rund 10kg weniger als Wettbewerbsprodukte, was thermische Vorteile mit sich bringt. Er heizt sich ab dem Kaltstart schneller auf, die Abgasnachbehandlung springt schneller an. Letztlich führt das neue Design auch zu einem geringeren Temperaturübergang von der heißen Turbinen- zur kälteren Verdichter-Seite.
Auch für die Minimierung der Schaufelspalten, insbesondere in der geschlossenen Stellung, die für den Bremsbetrieb relevant ist, ist das neue Design verantwortlich. Somit kann weniger Abgas an den geschlossenen Schaufeln vorbeiströmen, der Abgasgegendruck wird erhöht, die Motorbremse funktioniert effektiver.
Eine neue Becherfeder ist für die Rückstellung der VTG-Flügel zuständig. Sie ist vollständig vom Turbinengehäuse entkoppelt und sorgt zusätzlich für eine bessere Temperaturbeständigkeit des VTG-Systems. Hinzu kommt ein überarbeitetes Flügeldesign des Turbinen- und Verdichter-Rades um die mechanischen Belastungen zu reduzieren. Der Wirkungsgrad steigerte sich laut BorgWarner um zwei Prozent. Zusätzlich konnte man die rotierenden Massen in Verbindung mit einem neuen Lager der 3. Generation und einem optimierten Turbinengehäuse um 30 Prozent reduzieren.
Der neue Turbolader eignet sich für Medium- und Heavy-Duty-Anwendungen von fünf bis 16 Liter Hubraum. Die vierte Generation der Nutzfahrzeug-VTG-Lader wird ab 2021 in den USA in Serie gehen, zuerst in einer Off-Highway Anwendung. Im Übrigen: Zukünftig werden die Turbolader bei etwaigen Schäden auch im Rahmen des hauseigenen Reman-Programms wiederaufbereitet, was Kosten spart.
