Lohnt sich ein Ansaugkrümmer aus Kohlefaser bei einem Turbofahrzeug?

Fupower stellt Ansaugsysteme, Ladeluftrohre und Ladeluftkühler her. Entscheidend für den Erfolg einer Anschaffung ist nicht das Material, sondern die Gehäusekonstruktion. Zwei als „Carbonfaser-Ansaugsysteme“ verkaufte Teile verhalten sich völlig unterschiedlich: Ein offener Kegelfilter in einer Carbon-Ummantelung und ein geschlossener Carbon-Luftfilterkasten, der die serienmäßige Kaltluftführung beibehält oder verbessert, ähneln sich zwar optisch, aber sonst kaum. Die Testergebnisse zeigen eindeutig, welches System die bessere Wahl ist. In einem Vergleichstest auf der Straße erreichte ein Kegelfilter ohne Hitzeschutz eine um 4 bis 10 °C höhere Temperatur als der serienmäßige Luftfilterkasten. Ein Hitzeschutzblech an der Filterbasis senkte die minimale Betriebstemperatur zwar um 4 °C unter die Serientemperatur, die maximale Temperatur lag aber immer noch 3 °C darüber. Eine vollständige Umhüllung des Filters mit einem Kaltluftkanal brachte hingegen kaum Vorteile, da der Kanal selbst durch den heißen Motorraum verlief und die einströmende Luft auf dem Weg dorthin zusätzlich erwärmte. Nur die Konfiguration, die den Filter vollständig von der Motorraumluft isolierte, ihn aber für den Luftstrom von der Fahrzeugfront offen ließ, übertraf die Serienausstattung um 9 bis 14 °C – was bei dem 150 PS starken Testfahrzeug etwa 4,5 % bzw. 6,8 PS entsprach. Der Mechanismus ist einfach: Jede Erhöhung der Ansauglufttemperatur um 10 °C entspricht etwa 3 % Luftdichte und somit etwa 3 % Leistung.

Diese Erkenntnis verändert die tatsächliche Bedeutung von Kohlefaser. Kohlefaser ist kein Wärmeisolator – ihre Wärmeleitfähigkeit ist relativ hoch. Genau deshalb sind die Konstruktion von Luftkanälen und Gehäuse wichtiger als das Material selbst. Der wahre Vorteil von Kohlefaser liegt in der Möglichkeit, ein abgedichtetes, komplexes und strömungsoptimiertes Gehäuse mit geringem Gewicht und hoher Steifigkeit zu formen. Genau darin liegt der technische Nutzen: Ein abgedichteter Kohlefaser-Luftfilterkasten kann einen größeren Filter aufnehmen, interne Übergänge mit einem Ansaugtrichter steuern und dennoch so gegen die Luft im Motorraum abdichten, wie es Schweißkonstruktionen oder einfache Kunststoffgehäuse oft nicht leisten können. Kohlefaser kann jedoch keine Konstruktion retten, die ihre Luft aus dem Motorraum ansaugt. Ein blanker Kohlefaserkegel über einem heißen Turbolader wird sich weiterhin stark erhitzen und spätestens beim dritten oder vierten Leistungslauf auf dem Prüfstand an Leistung verlieren, sobald das Steuergerät die Zündung aufgrund der Ansaugtemperatur reduziert. Der serienmäßige Luftfilterkasten eines modernen Turbofahrzeugs ist nicht die Schwachstelle, für die ihn die meisten Käufer halten: Er ist CFD-optimiert, thermisch modelliert, resonanzoptimiert und wird über spezielle Kaltluftkanäle versorgt. In vielen Fällen unterstützt er Leistungssteigerungen der Stufen 1 und 2 weit über 600 PS. Das Bauteil ist in der Regel der Flaschenhals, nicht der Kasten selbst.

Gerade bei Turbomotoren ändert sich die Fragestellung in einem Punkt, den man verstehen sollte, bevor man investiert, da sich der Ladedruck dorthin verlagert, wo die Ansaugung tatsächlich relevant ist. Bei einem Saugmotor gelangt die Ansauglufttemperatur nahezu direkt in den Brennraum, sodass heißere Luft direkt zu weniger Leistung führt. Bei einem Turbomotor erzeugt der Kompressor durch die Kompression selbst erhebliche Wärme, die vom Ladeluftkühler abgeführt wird. Dadurch wird der Temperaturbeitrag der Ansaugung zur endgültigen Ladelufttemperatur reduziert, während ihr Beitrag zum Luftdurchsatz unverändert bleibt. Bei einem Turbomotor mit einem guten Ladeluftkühler liegt die eigentliche Aufgabe der Ansaugung daher vor dem Kompressor: den Druckabfall am Kompressoreinlass zu minimieren, damit der Turbo nicht so stark arbeiten muss, um den gleichen Ladedruck zu erzeugen. Daher ist die ehrliche Empfehlung, dass sich eine Carbon-Ansaugbrücke am ehesten dann lohnt, wenn der serienmäßige Ansaugkanal eine echte Engstelle darstellt oder der Turbo aufgerüstet wurde, um mehr Luft durchzulassen, als der serienmäßige Kanal liefern kann. Am wenigsten lohnt sie sich hingegen bei einem serienmäßigen Turbo, bei dem der Ladeluftkühler und die Kalibrierung die eigentlichen Grenzen darstellen. Einfach ausgedrückt: Bei einem Turbofahrzeug bewirkt ein Ladeluftkühler im Verhältnis zu den Kosten in der Regel mehr für die Ladelufttemperatur als jeder Ansaugkrümmer, und der Ansaugkrümmer wird erst dann zum Engpass, wenn der Durchfluss das übersteigt, was der werkseitig eingebaute Ansaugweg liefern kann.

Die zusätzlichen Kosten sind real und werden oft verschwiegen. Das Entfernen von Helmholtz-Resonatoren, die Änderung der Ansaugrohrlänge oder die Verlegung des Luftmassenmessers an eine andere Stelle des Rohrquerschnitts führen zu Turbulenzen am Sensor, verrauschten Messwerten und zwingen das Steuergerät zu Kraftstoffkorrekturen und Klopfregelung. Deshalb kann sich ein Fahrzeug mit verbessertem Durchfluss unruhiger anfühlen, selbst wenn die Spitzenleistung unverändert bleibt. Ein Nachrüst-Ansaugsystem sollte daher als kalibriertes System und nicht als einfaches Anbauteil betrachtet werden. Durch Beibehaltung der werkseitigen Ansaugführung und Geometrie bei gleichzeitiger Reduzierung des Widerstands am Filter lassen sich diese Probleme größtenteils vermeiden. Jede Ansaugmarke hat zudem das gleiche Problem mit der Ehrlichkeit: Die Leistungssteigerung wird typischerweise anhand eines einzigen ersten Laufs im kalten Zustand angegeben, während der Vergleich mit einem geschlossenen System tatsächlich aussagekräftig ist (vierter Lauf).

Fupower gibt die Grenzen an. Die oben genannten Temperaturwerte stammen aus einem kontrollierten Test an einem 150 PS starken Saugmotor. Obwohl das Prinzip universell anwendbar ist, sollten diese spezifischen Prozentsätze nicht als Vorhersage für einen aufgeladenen Motor interpretiert werden – weshalb Fupower für seine Ansaugsysteme keine konkreten PS-Angaben veröffentlicht. Die tatsächlichen Ergebnisse variieren je nach Motorraumkonfiguration, Verhalten von Kühler und Lüfter, Umgebungstemperatur, Ladeluftkühlerkapazität und Kalibrierungsqualität. Die Wirkung eines bestimmten Ansaugsystems unterscheidet sich zudem bei einem Serienturbolader von der bei einem Hybrid- oder größeren Turbolader. Geschlossene Ansaugsysteme bergen außerdem einen praktischen Nachteil: Bei manchen Installationen müssen die werkseitigen Luftkanäle und -abdeckungen entfernt oder angepasst werden. Die im Fahrbetrieb gemessenen Leistungssteigerungen gelten nicht für den stehenden Verkehr, wo sich jede Konfiguration stark erhitzt. Schließlich sind Optik und Ansauggeräusch legitime Gründe für den Kauf eines Carbon-Ansaugsystems. Käufer sollten darüber informiert werden, dass sie genau dafür bezahlen, wenn das Gehäuse nicht abgedichtet ist.

Fupower betreibt eine hochmoderne Produktionsstätte in Shanghai und bietet umfassende OEM/ODM-Entwicklung, Private Labeling mit individueller Laserbeschriftung sowie zuverlässige globale Logistik.