Powertrain

Mahle entwickelt Ladeluft-Unterkühlung

| Autor / Redakteur: Wolfgang Pester (mid) / Thomas Günnel

Mehr Leistung ohne Mehrverbrauch: Zulieferer Mahle hat eine Ladeluft-Unterkühlung speziell für Downsizing-Motoren entwickelt.
Mehr Leistung ohne Mehrverbrauch: Zulieferer Mahle hat eine Ladeluft-Unterkühlung speziell für Downsizing-Motoren entwickelt. (Foto: Wolfgang Pester, mid)

Kleinvolumige Drei- und Vierzylinder-Turbomotoren sind meist Spritsparer aber oft etwas träge. Zum Kick in Tempi ab 30 km/h bis 50 km/h kann nun Zulieferer Mahle den Kleinen verhelfen und das ohne Mehrverbrauch: mittels einer Ladeluftkühlung à la „on the rocks“.

Erstmalig wird bei dem vorgestellten System der Kühlmittelkreislauf des Motors mit dem Kältemittelkreislauf der Klimaanlage verschaltet und eine bisher nicht erreichte niedrige Ladeluft-Temperatur erzeugt. Hierbei presst der Abgasturbolader (ATL) die angesaugte Außenluft erst durch den üblichen Ladeluftkühler (LLK) und dann in ein neuartiges Luftansaugmodul mit sogenannter „integrated Charge Air Subcooling“ (iCAS). Wobei iCAS mit dem Verdampfer der Klimaanlage über den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (Chiller) verschaltet ist. „Das steigert die Fahrzeugdynamik erheblich, ohne den Innenraumkomfort zu beeinträchtigen und ohne Mehrverbrauch“, sagt Andreas Eilemann, Leiter Vorentwicklung Motorkühlung Pkw bei Mahle. Beim Einsatz spiele die Höhe der Außentemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit eine bedeutende Rolle, sodass das System sich besonders für Europa eignete.

Ladeluft auf zehn Grad Celsius

Ein Turbo mit zwei Bar Ladedruck und üblicher LLK erhöht die Ladeluftmenge des Motors bei 25 Grad Celsius Außentemperatur auf 190 Prozent. Dabei senkt der LLK die rund 120 Grad Celsius kompressionsheiße Ladeluft auf 40 Grad Celsius. Mit der anschließenden neuen „Unterkühlung“ durch iCAS werden jetzt zehn Grad Cesius erreicht, was die Ladeluftmenge auf 211 Prozent steigert. Ein Downsizing-Benziner erzielt so ein Anstieg des Drehmoments von 16 Prozent bis 19 Prozent bei Drehzahlen zwischen 1.100 U/min und 1.300 U/min. Das ergaben Messungen am iCAS-Demonstrator, einem Ford Focus Turnier mit 1,0-Liter-Dreizylinder (92 kW/125 PS; 170 Newtonmeter).

Klima-Leistungsüberschuss nutzen

Der Kick durch iCAS kommt beim Fahren in niedrigen Drehzahlen. In Untersuchungen bei 30 Grad Celsius im Klimawindkanal beschleunigte der „unterkühlte“ iCAS-Focus im vierten Gang in sechs Sekunden von 30 km/h auf Tempo 50 und war damit 0,7 Sekunden schneller als das Vergleichsmodell ohne iCAS. Der Gewinn an Dynamik wird nicht erkauft durch Kraftstoff-Mehrverbrauch, erklärt Entwickler Eilemann, weil nach der schnellen Abkühlung des Innenraums der Klimakreislauf des Pkw oftmals einen Leistungsüberschuss von rund vier Kilowatt zur Verfügung stellt.

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