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Augsburg, 6. August 2004. Nach der erfolgreichen Einführung der neuen Axial-Turbolader TCA präsentiert die MAN B&W Diesel Gruppe jetzt mit dem TCR einen völlig neu entwickelten Radial-Turbolader. Die TCR-Lader lösen die fast 50 Jahre gebaute Serien NR und deren letzten Designstand NR/S ab. Die TCR-Serie mit ihrem Verdichterdruckverhältnis von 4,7 – in einer speziellen Version werden sogar 5,2 erreicht – zielt auf mittel- und schnelllaufende Diesel- und Gasmotoren ab. Sechs verschiedene Modelle decken das Leistungsspektrum von ca. 400 bis fast 6000 kW ab.

Die Einführung einer neuen Baureihe ist in der langlebigen Großmotorenwelt immer ein Ereignis. Üblicherweise ist der Markt eher zurückhaltend im Umstieg und bevorzugt die bewährten Aggregate. Bei der Einführung des Axial-Turboladers TCA war das anders: Seit der ersten Auslieferung eines TCA-Laders im Mai 2002 wurden bereits über 350 Einheiten bestellt. Bei der Einführung der TCR-Baureihe ist MAN B&W Diesel zuversichtlich, diesen Erfolg wiederholen zu können.

TCA und TCR sind die ersten Turbolader aus dem Hause MAN B&W Diesel, die vollständig in einem 3D-CAD-System konstruiert wurden. Dies vereinfacht und verkürzt die Entwicklung durch die Integration innovativer Softwaretools bereits bei der Strömungsanalye mit CFD sowie bei der FEM-gestützen Festigkeitsanalyse. Die Erkenntnisse aus diesen Analysen ermöglichten es beispielsweise, den Materialeinsatz des Turboladers so zu optimieren, dass höchste Festigkeit mit möglichst geringem Gewicht und kompakter Bauweise verbunden wurde.

Aus den Strömungs- und Festigkeitsanalysen resultierte ein völlig neues Design für das Verdichterrad, mit dem sich die Ziele höherer Wirkungsgrad, schnelleres Ansprech-verhalten beim Beschleunigen und damit geringere Emissionen des Gesamtsystems erreichen ließen. Das Verdichterrad wird über einen speziellen Mitnehmer auf die Welle aufgeschraubt, wobei eine präzise Zentrierung gewährleistet ist. Diese Ausführung erlaubt es unter anderem, die Nabe zu verkleinern und damit den Luftdurchsatz zu erhöhen.

Bei der Lagerung des Läufers ließen sich die MAN-B&W-Ingenieure etwas Besonderes einfallen: Die Axiallagerung wurde zwischen die beiden Radiallager verlegt, womit sich der Platzbedarf der Lager minimieren ließ. Auch die Abdichtung wurde so konstruiert, dass sie möglichst kompakt baut und ohne zusätzliche Sperrluft auskommt. Die mit einer Labyrinthdichtung kombinierte Kolbenring-dichtung wurde ausgiebig getestet, mit dem Ergebnis, dass dieses Konzept eine optimale Abdichtung sowohl im Lauf als auch im Stillstand darstellt.

Bei der Entwicklung der neuen Turbine spielten wiederum Strömungsberechnungen eine Hauptrolle, um eine Bauform mit einerseits hohem Wirkungsgrad und andererseits einem breiten Anwendungsbereich zu finden. Folgerichtig zeigt die neue Turbine unter Teil- wie unter Volllast optimale Werte und ist für Anwendungen mit Stauaufladung ebenso geeignet wie für Stoßaufladung. Die Optimierungen be-schränkten sich nicht auf den Turbinenläufer, sondern umfassen das gesamte System vom Gaseintrittsgehäuse über den Düsenring bis zum Turbinenaustrittsgehäuse, welches in verschiedenen Anbauvarianten erhältlich ist. Ein optional erhältlicher variabler Düsenring ermöglicht die flexible Anpassung des Turboladers an verschiedensten Lastzustände.

Auch die Geräuschentwicklung wurde bei der Neuentwicklung berücksichtigt, unter anderem mit einem völlig neuen Ansaugschalldämpfer, der nicht nur die Lautstärke des Turboladers reduziert, sondern zudem einfachst zu montieren ist. Das einteilige Gehäuse aus Aluminiumguss profitierte in Bezug auf sein Gewicht wiederum von der FEM-Optimierung, während eine integrierte Wascheinheit das Reinigen des Kompressor-rades im Betrieb ermöglicht.

Bei einer guten Konstruktion wird auch das Arbeitsleben des Produktes berücksichtigt. Bei der Entwicklung der TCR-Turbolader wurde Wert auf eine längere Lebensdauer der Verscheißteile gelegt, was dem Betreiber in verlängerten Serviceintervallen zu Gute kommt, da die fällige Wartung in Verbindung mit anderen Wartungsarbeiten am Motor terminiert werden kann. Viele konstruktive Details vereinfachen und verkürzen die Wartungsarbeiten, so ermöglicht z. B. eine Montageöffnungen im Turbinen-abströmgehäuse die Kontrolle des Turbinenrads, ohne deren Gehäuse demontieren zu müssen.

Alles in allem ist es MAN B&W Diesel gemeinsam mit der Tochterfirma PBS Turbo als Entwicklungspartner gelungen, die Erfahrungen aus fünf Jahrzehnten Entwicklung, Bau und Betrieb der NR-Serie in die neue Generation zu transferieren und gleichzeitig mit Hilfe der modernen Computertechnologie sämtliche Aspekte des Turboladers zu optimieren.

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