mechanische Aufladung

Bei der mechanischen Aufladung ist die Arbeitsmaschine mechanisch mit dem Motor meist über die Kurbelwelle verbunden. Die Kennlinie des Motors und des Verdichters bestimmen dabei das Betriebsverhalten des Systems.

Jeder Motordrehzahl ist eine feste Laderdrehzahl zugeordnet. Die Betriebspunkte im Kennfeld sind die Schnittpunkte beider Kennlinien. Mit sinkender Drehzahl fällt der Ladedruck ab und damit die Dichte des Mediums und als Folge der Mitteldruck des Motors. Wesentlich bei der mechanischen Aufladung ist die Tatsache, dass die Leistung des Verdichters vom Motor aufzubringen ist. Die effektive Leistung ist:

P_e = P_i h_m - P_V

Darin bedeuten P_e, P_i die effektive, indizierte Leistung des Motors, P_V die vom Motor aufzubringende Leistung für den Verdichter und h_m den mechanischen Wirkungsgrad. Um die Verlustleistung des mechanischen Laders in der Teillast zu vermeiden, kann eine Abschaltkupplung vorgesehen werden. Dadurch steigen jedoch Aufwand und Kosten.

Vorteile der mechanischen Aufladung sind:

• schnelles Ansprechverhalten bei allen Drehzahlen,
• hoher Ladedruck bei niedrigen Drehzahlen (gegenüber Abgasturboaufladung).

Die Nachteile sind:

• die aufgenommene Leistung des Laders muss durch den Motor abgedeckt werden,
• großer Bauraum erforderlich,
• keine Variabilität der Anordnung, da mechanisch an den Motor gekoppelt,
• Das Bauvolumen des Laders wird mit steigender Leistung unverhältnismäßig groß. Daher wird er bei Ottomotoren nur bei relativ kleinen Hubvolumina eingesetzt (< 2 Liter), um die Drehmomentschwäche kleinvolumiger Motoren auszugleichen.
• hohe Kosten.