Kompressorräder in Turboladern werden häufig anhand der Form ihres Auspuffs (dem Außendurchmesser des Rads, an dem die Schaufeln auf das Gehäuse treffen) in zwei Hauptkonstruktionstypen eingeteilt:
Flache Rückseite: Der Austreiber des Rades ist im Wesentlichen flach, d. h. die Rückseite des Rades (gegenüber dem Induktor, wo die Luft eintritt) ist eine gerade Ebene, die senkrecht zur Welle steht.
Superback: Dieses Design zeichnet sich durch einen gebogenen oder „gewölbten“ Austreiber aus. Die Rückseite des Rades wölbt sich nach außen und dann wieder nach innen zur Welle hin, wodurch eine komplexere, konturierte Form entsteht.
Der Hauptunterschied und der Grund für diese Designs liegen in der Art und Weise, wie sie mit Belastungen umgehen, die strukturelle Integrität verbessern und die Leistungsfähigkeit steigern.
Hier ist eine Aufschlüsselung:
- Spannungsverteilung: Superback-Räder verteilen die Spannung, insbesondere die Fliehkraftspannung, die durch die extrem hohen Drehzahlen (oft über 100.000 U/min) von Turboladerrädern entsteht, generell besser. Die gewölbte Rückseite trägt zu einer gleichmäßigeren Lastverteilung bei und reduziert so die Wahrscheinlichkeit von Spannungskonzentrationen, die zu Rissen oder Ausfällen führen können. Flatback-Räder sind einfacher herzustellen.
- Ladedruckpotenzial und Effizienz: Das Superback-Design kann in manchen Fällen zu einem leicht höheren Ladedruckpotenzial und einer verbesserten Effizienz beitragen. Der gekrümmte Auspuff kann den Luftstrom beim Austritt aus dem Verdichterrad beeinflussen, was möglicherweise den Druckrückgewinn verbessert und den Rückfluss reduziert. Dieser Effekt hängt jedoch stark vom Gesamtdesign des Turboladers (Gehäuse, Schaufelprofil usw.) ab und ist nicht immer ein garantierter Vorteil.
- Fertigungskomplexität: Superback-Räder sind komplexer in der Herstellung als Flatback-Räder. Die komplexe Krümmung erfordert anspruchsvollere Bearbeitungsprozesse, was die Produktionskosten erhöhen kann. Flatback-Räder sind in der Regel einfacher.
Anwendung: Flatback ist der häufigste Typ. Superback findet man häufiger bei Hochleistungsanwendungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass beide Konstruktionen zwar demselben grundlegenden Zweck (Luftverdichtung) dienen, das Superback-Design jedoch generell bei Hochleistungsanwendungen bevorzugt wird, bei denen Langlebigkeit, hoher Ladedruck und potenziell geringe Effizienzsteigerungen im Vordergrund stehen. Flatback-Designs sind häufiger bei Anwendungen anzutreffen, bei denen Kosteneffizienz und einfachere Herstellung im Vordergrund stehen und die extremen Belastungsanforderungen von Hochleistungsanwendungen weniger kritisch sind. Die Entscheidung für einen Flatback- oder Superback-Kompressor ist eine Abwägung mehrerer Faktoren.
