Anti-Lag-System

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Turbolader mit Krümmer inklusive Anti-Lag-Modul

Das Turboloch – ein ärgerlicher Nachteil der meisten Turbomotoren.
Man geht vom Gas, der Motor geht in den Schubbetrieb, der Abgasstrom kommt fast zum erliegen und sobald es wieder vorwärts gehen soll, benötigt der Lader eine kurze Zeit, um sich wieder an seinen Job zu erinnern und ihn auch auszuführen. Was auf der Straße zeitweise leicht nervig ist und viele Menschen nach wie vor am Saugmotor festhalten lässt, bedeutet im Rallyesport vor allem eins: Zeitverlust.

polo-r-wrc-mj-2014-img-1Stellen wir uns vor, wir sitzen in einem Rallyewagen und schießen eine Schotterpiste entlang. Unser Copilot gibt uns zu verstehen, dass in knapp 200m eine Spitzkehre auf uns wartet. Wir gehen voll in die Eisen, ziehen die Handbremse, machen eine Kehrtwende und steigen wieder voll aufs Gaspedal. Problem: Ein heutiger WRC-Rallyewagen besitzt einen Hubraum von 1,6l und muss aus diesem ca. 315 PS entwickeln. Hierzu ist ein entsprechend großer Turbolader vonnöten. Wie schon oben beschrieben, würde uns nun das Turboloch einige Zeit kosten. Um dies zu verhindern, gibt es das Anti-Lag-System.

Wie ein Turbomotor funktioniert, wissen wir. (Funktionsweise Turbolader)
Der Turbolader saugt die Luft an, presst sie durch den LLK in den Motorraum, wo sie verbrannt wird und über den Krümmer in das Abgasgehäuse gelangt. Hier bringt sie das Turbinenrad wieder zum drehen, welches über die Läuferwelle das Verdichterrad antreibt.
Um nun zu verhindern, dass ein Turboloch entsteht, wird ein sogenanntes Anti-Lag-Modul zwischen LLK und Einlassventil verbaut. Sobald man vom Gas geht, wird ein kleiner Zylinder über eine Feder zurück gezogen und die Luft, die von dem sich immer noch drehenden Verdichterrad angetrieben wird, wird durch einen extra Kanal in den Krümmer geleitet. Hier vermischt sich die Frischluft mit Restbenzin, welches von der Brennkammer in den Krümmer gespült wird. Durch die Hitze im Bauteil entzündet es sich und das charakteristische Knallen entsteht, welches man von so gut wie allen Rallyeautos kennt.
Der enorme Druck, der hierbei entsteht, sorgt dafür, dass sich der Turbolader weiter dreht und der volle Ladedruck sofort bereit steht.

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Hieraus ergibt sich allerdings auch ein schwerwiegendes Problem. Durch die Hitze und den Druck, der bei dieser Verbrennung im Krümmer entsteht, werden Turbolader und Auslassventil, sowie einige weitere Bauteile unheimlich stark belastet. Daraus folgend verkürzt sich die Lebensdauer dieser Komponenten extrem. Für die Straße ist dieses System also nur sehr eingeschränkt geeignet.skoda-octavia-wrc-launch-control Im Rallyesport dagegen, wird es eher als Bauernopfer abgetan. Geld ist ja bekanntlich ausreichend vorhanden.

Anmerkung: Die hier gezeigten Bilder sind nicht von mir. Die Quellen sind hinterlegt.

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11 Kommentare zu „Anti-Lag-System

  1. „Der Turbolader saugt die Luft an, presst sie durch den LLK in den Motorraum, wo sie verbrannt wird und über den Krümmer in das VERDICHTERGEHÄUSE gelangt“. Anmerkung: die Abgase gelangen über den Krümmer in das Turbinengehäuse und treiben das Turbinenrad und damit die Laderwelle an, was auf Verdichterseite für Kompression der Frischluft sorgt. Korrigiere mich bitte, wenn ich falsch liege. Schön aufbereiteter Artikel!

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    1. Hallo Joe,
      das kann ich nicht genau sagen. Jedoch gehe ich davon aus, dass Audi den Anfang mit dem Audi Quattro gemacht hat. Sicher bin ich mir jedoch nicht.

      Mit freundlichen Grüßen,

      Philip

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      1. Funktioniert nicht
        Auch bei betriebswarmen motor reicht die Hitze des Krümmers nicht um das Gemisch zu entzünden.

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      2. Guten Morgen
        Ein Benzinluftgemisch entzündet sich nicht durch einen warmen Krümmer.

        Wirf mal ein glüendes Eisen in eine Pfütze von Benzin.
        es wird nichts passieren.

        Deshalb müssen die Zündkerzen das Gemisch entzünden.

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      3. Das ist Blödsinn. Beim klassischen Anti-Lag was zum Beispiel in einem Mitsubishi Lancer Evo Rallye verwendet wird, wird das Benzin ohne Zündung in die Brennkammer eingespritzt und gelangt von dort aus zum Krümmer. Dort entsteht eine unkontrollierte Verbrennung, daher das Knallen. Vielleicht verwechselst du Anti-Lag gerade mit dem Schubknallen, was programmiert werden kann. Und übrigens: fein zerstäubtes Benzin ist keine Pfütze. Halte eine Zündkerze mal in eine Pfütze Benzin und takte sie an… 😉

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  2. HOW ALS WORKS

    When the driver lifts his foot from the gas pedal the ignition timing is altered with sometimes 40° or more of delay (retard) and the intake air and fuel supply mixture is made richer. The inlet butterfly is kept slightly open or an air injector, bypassing the inlet butterfly, is used to maintain air supply to the engine. This results in air/fuel mixture that keeps getting in the combustion chambers when the driver no longer accelerates. The ignition being severely delayed, the air/fuel mixture reaches the exhaust tubes mostly unburned. When the spark plug fires, the exhaust valve is starting to open due to the ignition delay mentioned above. Additionally, the exhaust temperature being extremely high, the unburned fuel explodes at the contact of the exhaust tubes. Luckily the turbo sits right there and the explosion keeps it turning (otherwise it would slow down since its intake, the exhaust gases, is cut-off). The effect is vastly lower response times with some downsides:

    A quick rise of the turbocharger’s temperature (which jumps from ~800°C to the 1100°C+ region) whenever the system is activated
    A huge stress on the exhaust manifold and pipes (mounted on a street car a bang-bang system would destroy the exhaust system within 50-100 km)
    The turbo produces significant boost even at engine idle speeds
    The explosions which occur in the exhaust tubes generate important flames which can, sometimes, be seen at the end of the exhaust tube
    Reduced engine brake
    The ALS effect is mostly dependent on the quantity of air allowed into the engine, the more air supplied the more the ALS effect will be noticeable. Consequently ALS systems can be more or less aggressive. A mild ALS will maintain a 0 to 0.3 bar pressure in the inlet manifold when activated whereas, when inactive, the pressure in the inlet manifold with the throttle closed would be in the region of -1 bar (absolute vacuum). Racing ALS versions can maintain a pressure of up to 1.5 bar in the inlet manifold with the throttle closed.
    While the systems mounted in Toyota and Mitsubishi racing cars are relatively smooth and noiseless those fitted in Ford and Subaru cars are much more noisy and aggressive.
    The bang-bang system owns its name to the loud explosion noises one hears whenever the driver lifts off. Most racing implementations have user selectable anti-lag settings depending on the terrain, usually three settings can be selected by the driver going from mild to very aggressive.

    Note that some regional or national European events prohibit the use of ALS systems while more and more WRC events regulate the noise levels allowed by competition cars effectively disabling ALS.

    Starting in 2002 new anti-lag techniques, such as Exhaust Gas Recirculation (EGR), are slowly overtaking the method described above as they are kinder on the engine’s mechanical parts.

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