Doppelturbo (Twin-Turbo)

Ein Doppelturbo-Motor verwendet zwei Turbolader statt eines einzigen, um die Kompromisse zu überwinden, die jeder einzelnen Aufladevorrichtung anhaften. Ein einzelner Turbolader muss als Kompromiss ausgelegt werden: Ein kleiner spricht zwar rasch an, geht aber bei hohen Drehzahlen die Luft aus, während ein großer oben gut durchatmet, im unteren Bereich aber träge reagiert. Zwei Turbolader geben den Ingenieuren einen zusätzlichen Freiheitsgrad, mit dem sie das Drehzahlband verbreitern, den Gesamtladedruck erhöhen oder die Füllung auf eine Weise verbessern können, die mit einem einzelnen Lader kaum erreichbar ist.

Die beiden wichtigsten Anordnungen unterscheiden sich grundlegend in ihrem Zweck. Beim parallelen Doppelturbo arbeiten zwei gleich große Turbolader gleichzeitig, wobei jeder typischerweise eine Zylinderbank eines V-Motors versorgt. Da jeder Lader nur die Hälfte des Abgases und der Luft des Motors bewältigt, fallen die Turbinen kleiner und leichter aus als bei einem Einzelturbo, drehen schneller hoch und verringern das Turboloch, während sie zugleich den Luftbedarf eines großvolumigen Motors decken. Das macht parallele Anordnungen zur naturgemäßen Wahl für V6- und V8-Bauformen, bei denen die beiden Bänke bequem getrennte Abgasströme bereitstellen.

Ein sequenzieller Doppelturbo arbeitet gänzlich anders und setzt die beiden Turbolader gestaffelt über das Drehzahlband ein. Bei niedrigen Drehzahlen übernimmt zunächst ein einzelner kleiner Turbolader die Arbeit und sorgt für prompten Ladedruck bei minimalem Turboloch. Steigen Drehzahl und Abgasstrom, schaltet eine Steuerung den zweiten, oft größeren Lader fortschreitend hinzu, um den kräftigen Ladedruck dort zu halten, wo der kleine allein überfordert wäre. So ergibt sich ein breiter, nahtloser Drehmomentverlauf von niedrigen bis hohen Drehzahlen, der die Spontaneität eines kleinen mit der Hochdrehzahlkapazität eines großen Laders vereint — allerdings um den Preis erheblichen Leitungs- und Steuerungsaufwands.

Für den Fahrer liegt der Reiz der Doppelaufladung in einer Leistung, die zugleich unmittelbar und unermüdlich wirkt. Gut umgesetzte Systeme liefern kräftiges Drehmoment von unten heraus, beseitigen einen Großteil des Lochs älterer Einzelturbo-Fahrzeuge und halten die Leistung bis zum Drehzahlbegrenzer aufrecht. Deshalb sind Doppelturbo-Anordnungen bei leistungsstarken Motoren verbreitet, von sportlichen Limousinen und Gran Turismo bis zu Supersportwagen, wo sie hohe Leistung mit einer beherrschbaren, nutzbaren Entfaltung verbinden.

Die Nachteile sind Kosten, Gewicht, Wärme und Komplexität. Zwei Turbolader, ihre Krümmer, Ladeluftkühler, Öl- und Kühlmittelleitungen sowie Steuerventile verteuern den Motor und füllen den ohnehin heißen Motorraum, während besonders sequenzielle Systeme auf eine ausgefeilte Steuerung angewiesen sind, um ohne spürbaren Sprung zwischen den Ladern umzuschalten. Viele Motoren erreichen ähnliche Ziele einfacher mit einem einzelnen Twin-Scroll- oder VTG-Lader, weshalb Doppelturbo-Anordnungen dort gewählt werden, wo die schiere Leistungsfähigkeit den Aufwand rechtfertigt. Richtig ladeluftgekühlt und gewartet, bleiben sie ein Eckpfeiler des Hochleistungs-Motorenbaus.