BorgWarner Zweistufig geregelte Aufladung für MAN-Motor

Nach dem Debüt im BMW 535d hält die zweistufig geregelte Aufladung von BorgWarner auch im Nutzfahrzeugmarkt Einzug.

Nach dem Debüt im BMW 535d hält die zweistufig geregelte Aufladung von BorgWarner Turbo Systems auch im Nutzfahrzeugmarkt Einzug. Mit R2S hat der Turbolader-Spezialist in enger Zusammenarbeit mit MAN ein zweistufiges geregeltes Aufladesystem entwickelt, das für jeden Motorbetriebspunkt eine stufenlos variable Anpassung der Turbinen- und Verdichterseite bieten soll. Ein gesetzt wird das System im neuen MAN TGL und zwar im 151 kW (206 PS) starken Vierzylinder vom Typ D0834 LFL 42 der Motorenreihe D08 Common Rail. Die Serienproduktion startete in diesem Frühjahr.

Die 2-stufige geregelte Aufladung (R2S) besteht aus zwei verschieden großen Turboladern, die in Reihe geschaltet sind: einem großen Niederdruck-Abgasturbolader und einem kleinen Hochdruck-Abgasturbolader. Im Gegensatz zum Aufbau in der Pkw-Anwendung besitzt die 2-stufig geregelte Aufladung für Nutzfahrzeuge als Stellglied nur ein Bypassventil am Hockdruck-Turbolader. Bei der Anordnung ist die Auslegung der Lader so aufeinander abgestimmt, dass beide Turbolader in jedem Betriebspunkt aktiv sind.

Bei kleinen Motordrehzahlen, also kleinen Abgasmassenströmen, übernimmt der Niederdruck-Abgasturbolader nur einen geringen Teil der Aufladung. Der Bypass der Hochdruck-Turbine ist komplett geschlossen. Dadurch wird die Abgasenergie vollständig dafür genutzt, die Frischluft im Hochdruck-Verdichter zu komprimieren. Im mittleren und hohen Drehzahlbereich wird ein Teil der Abgasmenge über den turbinenseitigen Bypass umgeblasen.

Die Abgasenergie bleibt bei diesem Vorgang nicht ungenutzt, sondern steht vollständig der Niederdruck-Turbine zur Verfügung. Der Ladedruck wird durch den externen Bypass geregelt. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Regelung ohne Ladedruckeinbrüche, wie sie beispielsweise von der Registeraufladung her bekannt sind. Mit steigender Motordrehzahl wird die Abgasenergie immer mehr an der Hochdruckstufe vorbei direkt auf die Niederdruckstufe geleitet.

Als Alternative zu einem Abgasturbolader mit Turbinen-Bypassventil kann zur Regelung des Ladedrucks auch ein Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG) in der Hochdruck-Stufe eingesetzt werden. Die VTG ließe sich mit einem pneumatischen oder elektronischen Aktuator verstellen.