Unterkühlt
Ladeluftkühlung ist bei aufgeladenen Pkw-Motoren mittlerweile Standard, bei Lkw ist sie oft schon zweistufig. Mahle will nun die Ladeluft in einer zweiten Stufe mit dem Kältemittel der Klimaanlage herunterkühlen und dabei noch Energie sparen
- Wolfgang Pester
- Mirko Dölle
Stuttgart, 9. Juli 2015 – Ladeluftkühlung ist bei aufgeladenen Pkw-Motoren mittlerweile Standard, bei Lkw ist sie oft schon zweistufig. Mahle will nun die Ladeluft in einer zweiten Stufe mit dem Kältemittel der Klimaanlage herunterkühlen und dabei noch Energie sparen.
Aufladung von Motoren ist ein probates Mittel, die kinetische Energie des Abgases zu nutzen und zugleich mit kleineren Hubräumen höhere Lasten fahren zu können, was den Verbrauch weiter senken hilft. "Aufladung statt Hubraum" ist daher ein häufig genutzter Weg beim Downsizing. Ein grundsätzliches Problem bei der Aufladung ist die Erwärmung der Verbrennungsluft durch ihre Verdichtung. Wärmere Luft enthält weniger Moleküle, die zur Verbrennung des Kraftstoffs zur Verfügung stehen – die Leistung sinkt. Deshalb kühlt man in der Regel die verdichtete Luft herunter, um den Vorteil der Aufladung nicht teilweise zu verschenken. Ein Ladeluftkühler kann die Temperatur der Ladeluft um maximal 15 Kelvin über die der Ansaugluft senken, in der Realität ist diese Differenz durch Position und Dimensionierung des Kühlers und der gesamten Ladeluftstrecke meist noch deutlich höher. Um dem zu begegnen, hat Mahle bisher schon viel Entwicklungsarbeit in zweistufige, sogenannte kaskadierte Kühlungen gesteckt.
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Höhere Dynamik oder bessere Effizienz wahlweise
Nun macht der Zulieferbetrieb einen weitergehenden, überraschend klingenden Vorschlag: Er kühlt die Ladeluft in einer zweiten Stufe mit dem Kältemittel der Klimaanlage herunter. Der zweite Kühler heißt bei Mahle "integrated Charge Air Subcooling" (iCAS), also etwa: "zusammengefasste Ladeluftunterkühlung". Das bezeichnet einen Wasser-Luft-Wärmetauscher, bei dem das Wasser vom Verdampfer der Klimaanlage abgekühlt wird. Das "steigert die Fahrzeugdynamik erheblich, ohne den Innenraumkomfort zu beeinträchtigen und ohne Mehrverbrauch", sagt Andreas Eilemann, Leiter der Vorentwicklung Motorkühlung Pkw bei Mahle. Denkbar ist es natürlich auch, den Gewinn bei gleichbleibender Dynamik bei der Effizienz zu investieren. Beim Einsatz spiele die Höhe der Außentemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit eine bedeutende Rolle, sodass das System sich besonders für Europa eigne.