Die Abkürzung VTG steht für variable Turbinengeometrie und ist eigentlich nichts neues. Sie wurde von Borg Warner bereits vor zehn Jahren für den Einsatz im Porsche Turbo entwickelt. Jetzt steht die Technologie vor dem Durchbruch beim Ottomotor. Die Porsche AG gab bei der Beauftragung die Freiheit hochtemperaturbeständige Werkstoffe bei der Entwicklung des VTG-Laders zu verwenden, welche für den Massenmarkt zu teuer waren. Fortschrittliche Entwicklungen des Ottomotors ermöglichen heute aber geringere Temperaturen, so dass der Einsatz hochempfindlicher Variable-Turbinengeometrie-Lader auch für den Massenmarkt geeignet sind. Die Regelung durch die variable Turbinengeometrie ist für moderne Ottomotoren sehr vorteilhaft, da hierdurch sparsame Betriebsmethoden bspw. der Miller-Zyklus gefahren werden und eine Kombination mit elektrischen Antriebskomponenten ermöglicht werden können. Mit dem VTG-Lader ist ein besonders schnelles Ansprechen sowie ein Betrieb mit sehr geringen Abgasvolumenströmen möglich. Durch einen geringen Abgasgegendruck sowie eine lange Getriebeübersetzung sind Sparpotenziale möglich. Längere Getriebeübersetzungen sind durch den schnelleren Drehmomentaufbau möglich.
Weiterentwicklung im TSI-Motor
Borg Warner erhöht durch die Optimierung des Designs und des verwendeten Materials trotzdem die Widerstandsfähigkeit des VTG-Laders, um den hohen thermischen Belastungen standhalten zu können. Des Weiteren wurde ein robuster elektrischer Steller in die VTG-Technik implementiert, welcher den Druck der Turbine regelt. Der Anstömwinkel sowie die -Geschwindigkeit am Eintritt des Turbinenrades werden mithilfe der verstellbaren Leitschaufeln geändert. Hierdurch kann die Leistung der Turbinen gesteuert werden. Im unteren Drehzahlbereich liegt dann nicht nur eine Effizienzsteigerung sondern auch ein schnelleres Ansprechverhalten vor. Der neue 1.5 Liter Vierzylindermotor von VW (Interne Bezeichnung EA 211 TSI evo) erhält den neuen VTG-Lader als erstes. Borg Warner ist nicht der einzige Hersteller auch Honeywell und Bosch Mahle Turbosystems haben bereits VTG-Lader angekündigt. Demnach kann davon ausgegangen werden, dass mehrere Modelle mit dieser Technik ausgerüstet werden.
Ruhezustand des VTG-Laders
Die verstellbaren Leitschaufeln leiten im Ruhezustand die Abgase schräg zum Auspuffflansch. Die Turbine des Laders wird kaum angetrieben. Somit ist der Aufbau von Ladedruck sehr gering. Es sind breite Strömungsquerschnitte zwischen den Leiterschaufeln vorhanden, wodurch auch ein geringer Abgasgegendruck des VTG-Laders sehr gering ist. Diese Position der Leitschaufeln wird auch als offen bezeichnet.
Niedrige Drehzahlen
Die variablen Leitschaufeln werden im Motorleerlauf bzw. bei niedrigen Drehzahlen in eine tangentiale Stellung gedreht, sodass der VTG-Lader einen maximalen Unterdruck erhält. Für die Abgase sind nur noch schmale düsenartige Querschnitte verfügbar, weshalb Sie stark beschleunigt werden. Es entsteht ein Abgaswirbel mit hoher Drehgeschwindigkeit im Gehäuse der Turbine, welcher ein hohes Drehmoment auf die Turbine überträgt. Wastegate-Lader der gleichen Größe können im Vergleich nicht so ein hohes Drehmoment aufbauen. Allerdings wird bei VTG-Ladern auch höhere Abgasgegendrücke erzeugt. Diese Position der Leitschaufeln wird auch als geschlossen bezeichnet.
Tuning am VTG-Lader
Wie auch der Wastegate-Lader kann auch ein VTG-Turbolader modifiziert werden. Grundsätzlich können hier einzelne Komponenten verbessert werden wie z.b. die verstellbaren Leitschaufeln am Turbineneingang oder das Turbinen- und Verdichterrad. Ein optimierter VTG-Turbolader kann das kaum noch vorhandene Turboloch sogar gänzlich schließen und erzeugt ein verbessertes Motordrehmoment im unteren und oberen Drehzahlbereich. Im Optimalfall werden bei einem getunten VTG-Turbo sogar die Schadstoffanteile im Abgas über den gesamten Drehzahlbereich weiter verringert. damit der VTG-Lader korrekt arbeitet muss er allerdings kalibriert werden. Eine genaue Feineinstellung erfolgt mittels Strömungsmessung die auch „Flow Bench Kalibrierung“ genannt wird. Wir hoffen das Euch der Infobericht zum Begriff VTG-Turbolader aus dem Bereich Autotuning gefallen hat. S PS: Noch mehr Informationen erhaltet Ihr in unserem großen Turbolader-Sepzial!
