Das Turbolagersystem mag einfach im Design erscheinen, mit einem oder zwei Bronzelagern – und manchmal einem separaten Axiallager, aber es spielt eine Schlüsselrolle – um sicherzustellen, dass sich die Räder ohne Gehäusekontakt weiter drehen.
Hinter diesem täuschend einfachen Design verbirgt sich die Realität, dass das Design, die Materialien und die Herstellungsprozesse zur Herstellung des Lagersystems ständig verfeinert wurden, um mit den neuen Leistungsniveaus des Turboladers Schritt zu halten, die von der fortschrittlichen Motorkonstruktion gefordert werden.
Denken Sie nur darüber nach, was wir von den Lagern verlangen:
- Bieten Sie Unterstützung und Dämpfung an, um die radiale und axiale Bewegung der Welle und der Räder zu steuern.
- Isolieren Sie Vibrationen von den rotierenden Teilen.
- Lassen Sie die Turboräder 60-mal schneller drehen als die maximale Motordrehzahl eines typischen modernen Dieselmotors.
- Stellen Sie sicher, dass die maximale Energie aus dem Motorabgas für den Antrieb des Turbos zur Verfügung steht und nicht im Lagersystem verschwendet wird
- Arbeiten Sie effektiv mit den neuesten Ölen, um Reibung und Leistungsverluste in modernen Motoren zu reduzieren
- Arbeiten Sie effektiv mit den heutigen höheren Motoröltemperaturen.
Die Lagersysteme in Turbos müssen geringe Leistungsverluste mit der Fähigkeit ausgleichen, die enormen Kräfte zu kontrollieren, die durch die ständig wechselnden mechanischen Belastungen ausgeübt werden.
Moderne Turbolagersysteme in zwei Typen unterteilt:
- Hydrodynamische Lagersysteme – in der überwiegenden Mehrheit der Vergangenheit und Gegenwart Turbos verwendet
- Kugellagersysteme – bisher nur für den Rennsport und schnelle Straßenanwendungen verwendet, aber vor kurzem von Honeywell auf Produktion VNT ™ Turbos für Personenkraftwagen ins Leben gerufen.
In einem hydrodynamischen Lagersystem eines Turboladers schmiert die Flüssigkeit (Motoröl) nicht nur die Teile und verhindert so den Kontakt, sondern steuert auch die Bewegung der Welle und der Räder unter allen Laufbedingungen.
Das hydrodynamische Lagersystem kann zwei „vollständig schwimmende“ Gleitlager verwenden, die sich mit ungefähr der halben Drehzahl der Welle drehen. Es gibt zwei hydrodynamische Ölfilme; ein äußerer, zwischen dem Mittelgehäuse und dem Lager und ein innerer Film zwischen dem Lager und der Welle.
Die meisten kleinen Hochgeschwindigkeits-PKW-Turbos verwenden ein einteiliges „halbschwimmendes“ Lager, das sich nicht dreht. Diese Konstruktion verwendet auch zwei Ölfilme, aber in diesem Fall wirkt der äußere Ölfilm hauptsächlich als „Quetschfilm“ zur Dämpfung der Wellenbewegung. Auf diesem Lager befindet sich nur ein hydrodynamischer Ölfilm (zwischen Welle und Lager), was zu einer verbesserten Steuerung der Rotoranordnung führt.
Ein Axiallager steuert die axiale Bewegung der Rotorbaugruppe, die ein separates Teil sein kann oder in das Gleitlager integriert ist, wie im Fall des einteiligen „Z-Lagers“. Bei allen Konstruktionen wird im Bereich der Druckplatte ein hoher Druck erzeugt, um die axiale Bewegung zu steuern. Das Z-Lager enthält auch Eigenschaften, die entworfen sind, um Leistung mit modernen Ölen der niedrigen Viskosität zu optimieren.
kugellager kombinieren die funktionen von journal und schub lager in einem einzigen paket. Die reduzierten Abstände ermöglichen eine verbesserte Turbinen- und Verdichterleistung, während die geringeren Leistungsverluste innerhalb des Lagers die Gesamtleistung verbessern. Der neueste VNT ™ Kugellager Turbo verwendet eine neue Keramikkugellagerpatrone – eine Entwicklung, die die Leistungssteigerung auf ein ganz neues Niveau hebt.