Die Aufladung von Verbrennermotoren ist nicht neu und die Spielarten reichhaltig, vom klassischen Abgasturbolader über Riemenkompressoren bis hin zu elektrischen Verdichtern. Künftig könnte eine weitere Variante hinzukommen, wie eine jetzt sowohl in Deutschland als auch in den USA veröffentlichte Patentschrift von Porsche belegt.
Porsche-Patent auf Elektro-Turbo
In dieser beschreibt Porsche eine Möglichkeit, einen elektrisch angetriebenen Verdichter mit Strom zu speisen, der im Abgasrohr generiert wird. Bei den bereits bekannten Elektro-Ladern, wie sie zum Beispiel Audi einsetzt, wird die Energieversorgung über ein separates 48-Volt-Bordnetz mit eigenem Stromspeicher realisiert, das in aller Regel von einem Startergenerator gespeist wird. Auch Mercedes AMG benutzt zum elektrisch wegbeschleunigen des Turbolochs mit einem 6 kW starken E-Motor zwischen Turbine und Verdichter des Laders das 48-Volt-Netz. Bei Porsches neuem Patent hingegen sollen die im Abgasrohr montierten Turbinen hingegen einen Generator antreiben, der wiederum die elektrische Energie für den Verdichter erzeugt.
Im Schema dargestellt ist dazu die Skizze eines V6-Motors. In beiden Abgassträngen ist jeweils eine Turbine verbaut, beide Axialturbinen sind über eine Welle mit dem Generator verbunden. Nach den Turbinen wird die Abgasführung wieder zusammengefasst und in Richtung Katalysator geleitet. In der Patentschrift geht Porsche außerdem darauf ein, dass sich die Erfindung bedarfsweise auch mit Radialturbinen ausführen lässt. Das System verfügt über Bypass/Wastegate-Ventile, so dass je nach Bedarf der komplette Abgasstrom oder nur ein Teil davon über die Turbinen geleitet werden kann.
Mit dieser Aufladungsform ließen sich die Vorteile von mehreren kleineren Abgasturboladern und einem größeren Einzellader unabhängig von der Motordrehzahl kombinieren und damit in jedem Lastzustand beziehungsweise bei jeder Drehzahl die optimale Aufladung erzielen. Nachdem der Lader und die Abgasturbinen nicht starr verbunden sind, kann der elektrisch angetriebene Lader genau auf den Punkt angesteuert werden und andererseits unabhängig davon der Generator im optimalen Betriebsfenster laufen.
Unklar ist noch, ob, wann und wo Porsche diese Technik einsetzen wird. Der skizzierte V6 lässt aber auf eine Planung für die entsprechenden Modelle wie Panamera oder Macan schließen.
Fazit
Die Initiative in Richtung E-Fuels hat bereits die Strategie von Porsche gezeigt, auch künftig noch mit Verbrennermotoren zu arbeiten. Das jetzt veröffentlichte Patent zeigt, dass darüber hinaus weiter an effizienzsteigernden Maßnahmen für die Benzinmotoren der Marke geforscht wird.
