Der Audi R8 - Sportwagen und Designkunst in Perfektion



Audi R8 Biturbo Umbau von HGP Turbo Tuning...

Nach langer Suche
fand sich ein Tuner mit der nötigen Fachkenntnis und dementsprechenden Know how,
der sich zutraute meinen R8 auf Turboaufladung umzubauen.

Nach mehreren Besuchen in Ohmden, bei Martin & Ute Gräf von HGP Turbonachrüstung GmbH,
war schnell klar, es wird nicht einfach. Die Fachkenntnis aufgrund Jahrzehnte langer Erfahrung im Turboumbau und die technischen Möglichkeiten bei HGP liesen nun das Projekt Audi R8 Bi-Turboumbau in greifbare Nähe rücken.

Da es der erste echte Bi-Turbo Umbau auf Basis des Audi R8 in Europa ist,
war von vornherein klar, dass wir mit dem Umbau Neuland beschreiten.

Die Zielsetzung war schnell klar. Leistung Ja, Standfest Ja, und vor allem auch Autobahntauglich.
Letzteres ist bei anderen Umbauten leider nicht so wirklich gegeben.

Nun aber zu Tuning fuer Audi R8 und Lamborghini Gallardo mit Turboauflandung Biturbo Umbau

Anordnung der Turbolader im Audi R8 
Es werden 2 Turbolader verbaut.

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Obwohl wir auf dem Leistungsprüfstand
keine Kühlung für die Ladeluftkühler hatten, dadurch mit über 90° heiser Luft gefahren sind,
und der Ladedruck auf nur 0,6 steht. Erreichte der R8 geprüfte 631 PS und 626 Nm.
Bei gutem Turbowetter und Kühler Ladeluft könnten es noch einige mehr sein ;-)
Wahrscheinlich derzeit der schnellste echte Audi R8 in und aus Deutschland.

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Technische Daten des Audi R8 Biturbo:

2 kugelgelagerte HGP R30-Turbolader mit Öl- u. Wasserleitungen und Individueller Bearbeitung.
Geänderte Abgaskrümmer mit Katalysatoren.
Zwei große Ladeluftkühler möglichst nahe am Motor,
welche über seitliche Luftschächte (Sideblades) von außen durchströmt werden.
Hochwertige Turbodruckschläuche mit Gewebeverstärkung.
Rennluftfilter mit großen Luftdurchsatz rechts und links im Radhaus.
Hochdruck Benzinpumpen aus dem Rennsport mit größerem Kolbendurchmesser.
Geändertes Motorsteuergerät, geänderte Software.
Doppelflutige und schaltbare Edelstahl-Abgasanlage mit atemberaubendem Sound.
Und viele viele weiter Veränderungen.
Zusammen führen diese zu über 600 NM Drehmoment und beindruckenden Fahrleistungen.

Die ersten Tests und Fahreindrücke waren dementsprechend.

                       Mein Eindruck von der ersten Audi R8 HGP Bi-Turbo Probefahrt.

Der erste Eindruck zählt, der letzte bleibt…

Der Blick wandert über den Wagen und unter die Motorhaube.
Das Design der LLK unter der Motorhaube passt sich so harmonisch in das Gesamtbild ein,
so als wäre es nie anders gewesen.

Der Blick wandert auf die Aufkleber, und man liest HGP Bi-Turbo… Bi-Turbo?

So etwas kannte man früher in der Supersportwagen Scene selbst nur
von ganz wenigen und sehr verrückten Ferrari Tunern.

Das Auge liest es, der Verstand registriert es, doch man will es eigentlich nicht glauben.
Nein … es kann ja nicht sein, es gibt ja keinen R8 Bi-Turbo.

Aber es steht da, man erkennt die LLK,  sieht die blauen Turbo- typischen Schläuche
und im Kopf sieht man sich schon fahren, fragt sich wie er sich wohl fahren wird?
Ist er ungestüm, kaum beherrschbar, zickig?
Verschluckt er sich beim Beschleunigen?
Kommt er schlagartig und tritt einen in den Rücken?

Ich setze mich in den Wagen und drehe den Schlüssel.
Leichtfüßig dreht der Anlasser und tief,
fast wie ein Donnergrollen in der Ferne, erwacht der Motor zum Leben.

Der Klang vom R8 hat sich merklich verändert, positiv verändert,
und ich hatte schon eine Herrmann Sportabgasanlage auf den Wagen montiert!
Doch nichts, kein Wort, keine Erklärung könnte diesen besonderen Klang beschreiben.

Wo vorher einfach nur laut und ein aggressiver heller Klang war, ist nun ein Klang entstanden,
welcher stark an die Sportwagen der 60er Jahre erinnert, und einen sofort in seinen Bann zieht.

Ich hatte das Glück in einem Ford GT 40 mitfahren zu dürfen und es ist verblüffend,
wie stark der Klang des R8 nun an diesen Wagen erinnert.

Der Klang ist einfach ein Hörgenuss sondergleichen und jagt einen Schauer über den Rücken.
Ich stehe erst mal eine Minute da, und lausche dem sonoren Klang,
der keinen Zweifel an der Leistungsfähigkeit des Wagens lässt.

Dann lege ich den ersten Gang ein,
der Respekt ist groß und man tastet sich langsam ran.
Die ersten Kilometer traut man sich gar nicht Gas zu geben.
Ich warte auf eine Gerade auf der ich beschleunigen kann.

Nach einem Kreisverkehr sehe ich eine längere Gerade und mein Puls steigt.
Ich schalte einen Gang zurück und trete aufs Gaspedal.
Sofort zieht der Wagen los, kein Verschlucker, keine Gedenksekunde.
Der Motor hängt am Gas und zieht gleichmäßig durch.

Die Drehzahl steigt und dann plötzlich,
hört man dieses Fauchen und spürt zeitgleich diese unglaubliche Beschleunigung.
Der R8 schiebt plötzlich an,
als sei er von einem Gummiband gerissen das ihn eingebremst hat.

Nur Augenblicke vergehen, schon muss ich den nächsten Gang einlegen,
ein kurzes Zischen, der Gang ist drin und der Wagen stürmt weiter als gäbe es keine Physik.
Dabei spielt er ein Konzert aus der Auspuffanlage das seines gleichen sucht.
Gänsehautfeeling pur.

In allen Drehzahl Bereichen ist der R8 so leichtfüßig, als sei er von einer Tone Last befreit worden.
Keine Zugunterbrechung, keine Verzögerung, der Wagen geht absolut beeindruckend zur Sache
und zaubert einem stets ein Lächeln ins Gesicht.

Es ist einfach absolut überzeugend…
Kein beängstigendes Fahrgefühl, kein nervöses Fahrverhalten,
der R8 fährt sich als sei es schon immer so gewesen.

Man steigt aus mit der Gewissheit… so und nur so, muss sich ein richtiger Audi R8 fahren.
Zurückblickend muss ich sagen, die Fahreindrücke waren wirklich beeindruckend!
Die ganze Charakteristik hat sich geändert.

Obwohl der R8 ja schon immer einen Hochdrehzahl Motor hatte,
fehlte es doch oben drin immer an Leistung, er tat sich schwer…
Jetzt ist er einfach nur noch leichtfüßig und stürmt unbeeindruckt nach vorne.
So und nur so, muss sich ein Sportwagen fahren, anfühlen und anhören.

Ich fahre zurück und steige aus...

Dabei bin ich gänzlich gelassen und entspannt, und habe noch diesen unglaublichen Klang in den Ohren.
Nichts ist da was diesen Moment trüben könnte, außer der Frage:
Wie soll ich nur die Tage bis ich meinen R8 wieder habe schlafen?

Herzlichen Glückwunsch zu dieser hervorragenden Leistung!
an Martin und Ute Gräf von HGP

HGP Tuning für den Audi R8 und Lamborghini Gallardo spezialisiert auf Turbo-umbauten

 

Der Turbolader von Alfred Büchi

Alfred Büchi gilt heute als der Begründer und Erfinder der Abgasturboaufladungs-Technik. Er erfand den Turbolader und meldete seine Erfindung um 1900 zum Patent an. Bereits 1905 wurde ihm mit der Nr. 20463 das Turboladerpatent zugeteilt. Bereits 1925 schaffte Alfred Büchli es mit einem Turbolader eine Leistungssteigerung von über 40 % zu erreichen.

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Wie arbeitet so ein Turbolader... Video ist schon etwas älter ;-)

 

Ladeluftkühler / Ladeluftkühlung bei Turbomotoren

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Anders als beim Saugmotor, wo sich die angesaugte Luft infolge des Unterdrucks abkühlt, führt die Beschleunigung und Verdichtung der Luft bei aufgeladenen Motoren wie Turboladermotoren zu einer oft starken Erwärmung der Lade-/Ansaugluft auf bis zu 150 °C. Dadurch verringert sich leider auch der Füllungsgrad des Motors und damit wiederum die erreichbare Leistung.
Bedeutet im Klartext: Je wärmer die Luft, je weniger Leistung.
Warme Luft enthält, infolge ihrer geringeren Dichte, weniger Sauerstoff.
Doch genau dieser Sauerstoff ist für die Verbrennung sehr wichtig.

Daher wird die Ladeluft bei praktisch allen modernen Turboaufgeladenen Motoren nach der Kompression durch Ladeluftkühler gekühlt. Da der Ladeluftkühler leider nun auch wieder einen Strömungswiderstand darstellt, und so den vom Turbolader erzeugten Druck wieder etwas vermindert, sollte der Ladeluftkühler auch einen echten Sinn machen und eine Abkühlung um mehr als 50 Grad Kelvin erreichen, um so eine wirkliche Leistungssteigerung gegenüber einem Motor ohne Ladeluftkühlung zu erzielen.

Natürlich kann man auch andere Wege gehen, oder auch ganz einfach auf Materialmord setzen.
Geht auch ganz einfach...
Damit man die thermische Belastung bei Volllast/Vollgas verringert,
kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch zusätzlichen Kraftstoff angereichert werden.
So weit so gut, ist dies ganz normal.

Nun zum Materialmord oder der Frage hat Leistung Vorrang vor der Lebensdauer eines Motors?
Wer hier ganz klar mit Ja antworten kann, der kann seine Ladeluft /den Motor auch noch durch eine zusätzliche Wassereinspritzung oder Wasser Methanol Einspritzung kühlen.
Was nochmal eine wirkliche Steigerung der Leistung ermöglicht.
Solche Systeme gibt es schon für nur 500,- €.
Der Einbau ist denkbar einfach, der Leistungszuwachs durch Wasser Methanol Einspritzung spürbar,
und Dein Motor wird es Dir langfristig danken *Hust röchel klönk*

Die Vorteile eines LLK liegen auf der Hand ...Leistungssteigerung im gesamten Drehzahlbereich, besserer Wirkungsgrad, runter mit der Temperatur, bessere Abgaswerte und thermische Entlastung des Motors. Ja es gibt viele gute Gründe die Verbrennungsluft Turbo aufgeladener Motoren mit einer Ladeluftkühlung zu kühlen.

Grundsätzlich gibt es zwei Kühlungsarten.
Zum einem die direkte Ladeluftkühlung bei der ein oder zwei Ladeluftkühler im Bereich des Vorderwagens oder im Fahrtwind verbaut werden und diese durch die Umgebungsluft (Fahrtwind) gekühlt werden. Zum anderen die indirekte Ladeluftkühlung (z.B. Wasserdurchströmter LLK) bei der ein Kühlmittel den/die Ladeluftkühler durchströmt und die Wärme an die Umgebungsluft durch andere Kühler ableitet.  

 

Warum überhaupt einen Turbolader in ein Auto einbauen?
Wie arbeitet ein Turbolader, und was bringt ein Umbau auf Turbolader für Vor- oder Nachteile?

Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt von der Füllung/der Luft-Benzingemisch-Menge ab, die dem Motor zur Verfügung steht. Will man bei einem Verbrennungsmotor die Leistung steigern, kommt häufig eine Aufladung in Form eines Kompressors oder Abgasturbolader zum Einsatz.
Der Turbolader nutzt den Abgasdruck, also die Abgasenergie, um mit einer Turbine die Ansaugluft vor zu verdichten wodurch dem Motor mehr Luft/Sauerstoff zur Verfügung steht. 
Nun reicht es natürlich nicht wenn man dem Motor nur mehr Sauerstoff zur Verfügung stellt. Zeitgleich benötigt der Motor natürlich auch mehr Kraftstoff um eine effizientere Verbrennung zu erreichen.
Der Um- oder Anbau eines Turboladers bewirkt eine Steigerung von maximalem Drehmoment und der maximalen Leistung die eine Motor erreicht durch Erhöhung des Mitteldrucks.
Dies bei gleichbleibenden Hubraum und konstantem Arbeitsvolumen.

Anders ist dies beim Kompressor, welcher dem Motor ein erhöhtes Arbeitsvolumen abverlangt.
Ein Kompressor wird mechanisch über einen Riemen angetrieben,
und verlangt dem Motor eine mechanische Antriebsleistung ab.

Das Tuning durch Abgasturboaufladung nutzt die Abgase ihres Verbrennungsmotors für den Antrieb des oder der Turbolader. Der Turbolader wird hierbei möglichst nahe an die Auspuffkrümmer angebracht, wodurch die Abgasturbine, welche auf einer gemeinsamen Welle mit dem Strömungsverdichter sitzt, die beste Leistung erreicht. Je weiter weg vom Abgaskrümmer der Turbolader sitzt, umso mehr kommt es zu Verzögerungen im Ansprechverhalten, dem alt bekannten Turboloch. Die Effektivität eines Abgasturboladers ist umso höher, je schneller die Abgase auf das Turbinenrad der Abgasturbine treffen. Die höchste Geschwindigkeit haben die Abgase je näher wir uns dem Auslass am Motor nähern.  Um den Ladedruck zu begrenzen wird ein Teil des Abgasstroms gezielt und kontrolliert an der Turbine vorbei geleitet und so die Turbine gedrosselt. 
Ohne gezielte Steuerung, würde sich prinzipiell der Turbolader durch die ihn antreibenden Abgase mit steigender Motordrehzahl immer schneller und schneller drehen. Nun könnte man sagen, na super das ist es doch was man will. Doch je schneller sich der Turbolader dreht, umso mehr Luft fördert zeitgleich der Verdichter, welcher ja auf der gleichen Welle sitzt, in den Motor. Wodurch wiederum die Abgasmenge steigen würde, was natürlich die Turbine noch mehr antreibt. Daher benötigt man für einen Turbolader auch eine Regelung. Ansonsten steigt die Drehzahl so stark an, das es durch zu hohe Drehzahlen zu Schäden im und am Lader kommen kann. Egal ob es die Lager des Turboladers sind oder der Lader selbst, irgendwann ist eine Verdichterdrehzahl und ein Drehzahlplateau erreicht, welches nicht mehr wirklich gesund für den Motor sind. Meist stößt man dann an die mechanischen und thermischen Grenzen des Motors.
Damit der Turbolader einerseits effektiv und leistungssteigernd arbeitet, andererseits aber den Motor nicht durch zu starke Aufladung überbelastet, bedarf es einer Ladedruckregelung.
So eine Ladedruckregelung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen.

Die wohl einfachste und banalste Ladedruckregelung wird durch mehr oder weniger unkontrolliertes Abblasen bereits komprimierter Luft durch ein Pop-Off-Ventil erreicht. Jeder kennt sie, diese Jungs deren Autos scheinbar ein klein wenig Schnupfen haben und bei jeder Gaswegnahme Hatschi machen. Cool sagen die einen, und freuen sich über das zischende Geräusch welches angeblich sogar die Leistung steigert, und männliche Haare auf der Brust sprießen lässt.  Wie Doof ist das denn, sagen die anderen, welche sich mit der Thematik schon etwas tiefgründiger beschäftigt haben.
Das Überdruckventil dient als Sicherheitsventil welches nur im Falle des Versagens anderer Bauteile bei einem Turbogeladenen Motor wirklich Druck ablässt. Dieses Ventil durch ein offenes Pop-Off-Ventil zu ersetzen kann schwerwiegende Nachteile nach sich ziehen. Was die Verkäufer solcher Pop-Off-Ventile natürlich ihren meist jugendlichen Käufern nicht sagen oder erklären.
Zum einem wird dadurch der Turbolader und auch der Motor gänzlich unsinnig belastet, denn der Lader erreicht durch das Ablassen der bereits vorverdichteten Luft kurzfristig noch höhere Drehzahlen wie es sein soll. Zum anderem ist diese Luft bereits für den Verbrennungsvorgang berechnet, wodurch es zu einer Überfettung (einer Verbrennung bei der zu viel Benzin im Verhältnis zur Luft verbrannt wird) kommt. Die Verbrennung wird Fett, was man später an den Ablagerungen, welche sich dadurch im Motor bilden, schön sehen kann. Noch schöner sieht man den Effekt dieser Tuningmaßnahme von Turbodeppen.com, wenn ein Auto mit Pop-Off-Ventile vom Gas geht, dadurch Druck ablässt, und dann gleich wieder beschleunigt.
Schon raucht es aus dem Auspuff.
Klar, der Motor hatte anstelle einer sauberen und leistungssteigernden Verbrennung mal eben ein zu fettes Gemisch und viel weniger Leistung wie er haben könnte.
Die bessere und sinngemäße Art der Ladedruckregelung ist das Wastegate - Bypassventil welches auf Abgasstromseite eingebaut wird. Bei einem vorher fest voreingestellten Ladedruck regelt dieses Wastegate - Bypassventil durch einen Geber auf der Verdichterseite den Druck.
Das Ventil öffnet und leitet Abgase ganz gezielt und bewusst am Turbolader vorbei in den Auspuff,
wodurch ein ungewolltes Ansteigen der Turbinendrehzahl unterbunden wird.


Wie mal alles begann mit Abgasturboaufladung...
Die Entwicklung des Turboladers begann bereits 1885

Der Versuch die Leistung eines Verbrennungsmotors zu steigern ist schon fast so alt wie die der Verbrennungsmotoren selbst. Bereits Gottlieb Daimler (1885) und Rudolf Diesel (1896) versuchten durch Kompression mehr Luft in den Motor zu bringen und dadurch auf der einen Seite die Motorleistung zu erhöhen und auf der anderen Seite zeitgleich den Kraftstoffverbrauch zu verringern.


Im Jahre 1905 erfand dann der Schweizer Alfred Büchi den Abgasturbolader, und meldete diesen zum Patent an. Im Patent wird beschrieben, wie bei einem Kolbenmotor durch die Energie der Abgase eine Erhöhung des Kraftstoff- und Luftgemisch erzielt und somit mehr Leistung erreicht werden kann. Hierfür wird die Bewegungsenergie (Kinetische Energie) der Abgase genutzt und über einen Läufer eine Turbine angetrieben. Diese Turbine/Dieser Turbolader arbeitet nun als Vorverdichter für das über einen Kühler einströmende Gemisch.


Im Jahre 1910 lief dann der erste Turbolader Motor.
Dies war damals ein aufgeladener Zwei Takt Flugmotor und wurde von Murray-Willat gebaut. Durch die Aufladung konnte man bei Flugzeugmotoren die Leistungseinbußen infolge der dünneren Luft in größeren Höhen kompensieren, und so wurden Flugzeugmotoren noch leistungsfähiger. Später gab es dann zahlreiche Turbomotoren in Flugzeugen. Auch die Wasser Methanol Einspritzung wurde für Flugzeugmotoren entwickelt und bei Jagdflugzeugen genutzt.

Alfred Büchi baute bereits im Jahr 1915 bei der Firma Sulzer in Winterthur den ersten Prototypen eines Dieselmotors mit Turboaufladung welcher für ein Schiff gedacht war.


Neun Jahre später, im Jahre 1919 gelang es General Electric  in den USA einen aufgeladenen Motor einer Lepere Doppeldecker Liberty zu testen.  Wen wundert es noch, mit dem durch dem aufgeladenen Motor wurde zugleich ein neuer Weltrekord im Höhenflug aufgestellt.


Das erste mal als ein Abgas-Turbolader seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen konnte war 1925.
Mit dem Prinzip der Abgasturboaufladung gelang es dem Schweizer Alfred Büchi 1925 eine Leistungssteigerung von über 40 % zu erreichen.


Anfänglich fanden Turbolader vor allem Anwendungen bei sehr große Motoren, wie Arbeits- und Schiffsmotoren. Auf der Straße wurden Turbolader anfänglich nur bei Nutzfahrzeugen eingesetzt.
Die Schweizer Maschinenfabrik Saurer brachte im Jahr 1938 mit großem Erfolg den ersten Diesel Nutzfahrzeugmotor mit Abgasturbo-Aufladung auf den Markt.

Bereits ab 1962 baute man in den USA bei Chevrolet den Corvair Monza mit Turbolader und bei Oldsmobile den Jetfire mit Turbolader. Doch das war nur der Anfang und die ersten Serien- PKW´s welche mit einer Abgasturboaufladung versehen waren. Die Technik war jedoch noch nicht so weit, und aufgrund des Verdichtungsverhältnisses von 10.25:1  waren die Motoren nicht wirklich so gut wie man erhofft hatte.
Die Motoren neigten aufgrund der thermischen Belastung zu Selbstzündungen
und damit einhergehenden Motorklingeln.
Bei Oldsmobile begegnete man diesem Problem mit einer Wassereinspritzung
und versuchet so das Problem zu beheben.
Durch das Einspritzen eines Wasser Methylalkohol Gemisches,
den sogenannten Turbo Rocket Fluid, konnte das Klingeln weitgehend vermieden werden.

Wer erinnert sich nicht an die Formel 1 der 70er Jahre und die Einführung des Turboladers.
Gerade in dieser Zeit gewann der Turbolader enorm an Popularität.
Durch den Einsatz von Turboladern stieg in der Formel 1 die Leistung nahezu schlagartig von rund 500 PS auf in etwa 1.500 PS. Leider stieg dadurch natürlich auch das Risiko in der Formel 1 enorm.

In den Siebziger Jahren begannen auch Hersteller wie BMW mit der Serienproduktion aufgeladener Ottomotoren. Jeder Sportwagenfreund erinnert sich an den BMW 202 Turbo, welche heute Sammlerfahrzeuge sind. Klar die Technik und das Material waren noch nicht so weit,
weshalb man auch genauso schnell wieder vom Turbolader ab kam.

Der eigentliche Durchbruch der Abgasturboladeraufladung fand ganz woanders statt, da wo man es nicht vermutet hätte. Da der Dieselmotor bauartbedingt mehr aushält, zeigten erste Versuche schnell,
dass hier der Einsatz eines Turboladers sinnvoller ist. Neben mehr Leistung bei gleichbleibenden Hubraum und kaum höheren Verbrauch hielten Dieselmotoren auch der Belastung statt.

Bereits 1978 ging Mercedes Benz mit dem 300 SD (Turbo) in die Serienproduktion.
Schon kurze Zeit später, im Jahre 1981, folgte der VW mit dem Golf Turbodiesel.
Durch die Abgasturboaufladung wurden aus den schwachen, und nennen wir es mal müden, Dieselmotoren mit geringer Leistung, durchaus wettbewerbsfähige Alternativen zum Benzinmotor.

 

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