(c) Manfred Borgwardt

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Ausgabe    28.10.2002
Ergänzung 12.11.2005 Elektrisch betätigtes Schubumluftventil

Turbomotore arbeiten nach dem Prinzip, angesaugte Frischluft über einen vom Abgasstrom angetriebenen Verdichter "aufzuladen" und mit Druck der Gemischaufbereitung zuzuführen. Durch den höheren Füllungsgrad mit Frischgasen bei niedrigen Motordrehzahlen wird schon frühzeitig ein hohes Drehmoment bereitgestellt.

Trotz aller Freude gibt es gelegentlich "das" Turboloch zu beklagen. Zum einen ist es die Anfahrschwäche - zum anderen das Loch nach vorangegangenem Schubbetrieb.

Die Anfahrschwäche des Turbomotors kann man nicht leugnen - nur mildern .... das aber ist ein anderes Thema an anderer Stelle.

Was hat es nun mit dem Turboloch nach Lastwechsel auf sich ??

Bei hoher Verdichterdrehzahl gibt es immer dann Probleme, wenn plötzlich Gas weggenommen - also die Drosselklappe geschlossen wird. Dann entsteht nämlich hinter dem Verdichter ein großer Staudruck der nicht entweichen kann da der Weg zum Saugrohr versperrt ist. Durch das "Aufpumpen" des Laders wird der Gegendruck schließlich so stark, dass der Lader stark abgebremst wird.

Öffnet man plötzlich wieder die Drosselklappe, fällt der Druck sofort stark ab - kann aber nicht so schnell wieder aufgebaut werden, da die Laderdrehzahl zwischenzeitlich stark gesunken ist. Die Zeitspanne bis zum Hochdrehen des Turbos ist erkennbar als Turboloch bei Lastwechsel nach Schubbetrieb.

1. Das pneumatisch betriebene Schubumluftventil

Um im Schubbetrieb das Aufpumpen des Druckes und damit den Drehzahlabfall des Laders zu verhindern, hat man einen
Bypass per Schlauchverbindung geschaffen, der über ein Ventil freigeben werden kann.
Dieses Ventil ist ein mechanisch betätigtes Feder-Membran-Ventil.

Sobald der Motor in den Schubbetrieb geht, wird dieses Ventil per Unterdruck angesteuert, gibt den Bypass frei und die Luft entspannt sich ohne nennenswerten Überdruck in die Ringleitung und stellt sich damit wieder beim Lader "neu an".

Dadurch wird der Verdichter auf Drehzahl gehalten und beim
erneuten Beschleunigen steht unmittelbar wieder der volle Ladedruck zur Verfügung.


Für die Bezeichnungen dieses Ventils findet man Schubabschaltventil, Schubumluftventil, Umluftventil, ( als besondere Ausführung auch Pop-Off-Ventil oder Schnarrventil, weil es beim Eingriff infolge einer Regelschwingung *schnarren* kann.)

Die folgende Skizze zeigt die Anordnung der Elemente beim 1,8 5V 110KW-Turbomotor Typ AEB, wie er in der Golf- u. Passatklasse sowie im Audi A4 verbaut wird.
(Quelle: Volkswagen AG)



Bei den großen Audi-Motoren z.b. 132KW-AJQ, 165KW-APX oder Bi-Turbomaschine 2,7T wird die Schubumluftsteuerung sehr präzise
mit Hilfe eines zusätzlichen elektrischen Hilfsventils (N 249) vorgenommen, welches u.a. von der Motronic 7.x gezielt angesteuert wird. Die geballte Kraft der großdimensionierten Turbos und der besondere Anspruch an präzise Gasannahme rechtfertigen den Aufwand, der prinzipiell auf folgender Skizze dargestellt ist.
 
(Quelle: Audi AG)



Neu ab 2004:
2. Das elektrisch betätigte Schubumluftventil:


Kolbenschmidt-Pieburg hat ein neues elektrisch betätigtes Schubumluftventil in den Turbolader hineinkonstruiert und somit ein insgesamt mit integriertem Abgaskrümmer hochkomplexes Bauteil für neue Motorgenerationen geschaffen. 


Der Wechsel von der Pneumatik auf die Elektrik hat mehrere Vorteile, da weniger Bauteile benötigt werden und die Kompaktheit steigt: Anfällige Pneumatikleitungen, der Unterdruckspeicher, das Rückschlagventil und das Elektroumschaltventil entfallen. Durch die direkte Ansteuerung ergeben sich bis zu 70% kürzere Schaltzeiten, was bei schnellem Lastwechsel gerade der sportlich ausgelegten Turbomotoren entgegenkommt.
Das das neue elektrisch betätigte Schubumluftventil hatte 2004 seine Serien-Premiere im 2,0L Turbo FSI-Motor von Audi und dem Golf5 GTI.


3. Die Nachteile des pneumatischen Schubumluftventils:
Das pneumatische Umluftventil ist ein billiges Teil welches gelegentlich klemmt oder unpräzise arbeitet - ein Manko gerade bei den großen Motoren über 110KW.

Wenn es zu spät öffnet, ist die Verdichterdrehzahl im Schubbetrieb zu stark abgesunken - öffnet es zu früh oder ist undicht, wird ein Anteil der aufgeladenen Luft an der Drosselklappe als Verlust vorbei geleitetet.

Daher gilt es in leistungsbewussten Kreisen als ausgesprochen trendy, dass serienmäßige Ventil gegen eines aus Alu auszutauschen. Ein Hersteller ist der britische Motorspezialist "Forge". Das edle Stück kostet fertig eingebaut über ca.200Euro. Man spricht dann auch vom
Forge-Ventil.



Fazit:
Wie gesagt, Mehrleistung gibt es nicht, bestenfalls werden Leistungsverluste durch ungenaues Timing des "Abblasens" ausgeglichen. Der deutliche Sound beim Gaswechsel und die Gewissheit, dass im Teillastbereich nachlassende Leistung nicht im Umluftkreis begründet sein wird, ist für viele ein Argument.

Ob sich das lohnt und ob es überhaupt für den jeweiligen Motor technisch zugelassen ist, soll bitte jeder für sich klären. Immerhin ist zu bedenken, dass bei offenen Schubumluftventilen (pop-off), die bereits vom LMM erfasste Luftmasse als Überdruck nach außen abgelassen wird !

Wie auch immer.... ich  wollte an dieser Stelle lediglich Grundverständnis vermitteln.

Ihnen und Euch allen Gute Fahrt.....


Diese Dokumentation soll ausschließlich technisches Grundverständnis vermitteln und ist nicht geeignet, Eigenschaften von Produkten oder Dienstleistungen zu beurteilen. Alle Angaben und Darstellungen sind unverbindlich und freibleibend, da der Stand der Technik und der Ausstattung sich laufend verändert.
Ich übernehme keine Haftung für Schäden und deren Folgen, die sich aus diesen Informationen ergeben könnten. In diesem Bericht sind Markenbezeichnungen und Skizzen der Volkswagen AG enthalten.

Im Übrigens gelten die anerkannten Regeln des Urheberrechts.



© Manfred Borgwardt
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