Leistungsbedarf der oszillierenden Massen?

Hallo,

im Zusammenhang mit getunten 2,0l TFSIs (EA113) stolpere ich grade über die o.a. Frage.
Ausgangspunkt: Bei 2 Wagen mit ähnlichen bzw. gleichen Hardware-Upgrades (AgA, Spritpumpen, TTE420-Lader) ergibt der gleiche programmierte Sollfüllungsverlauf ein annähernd gleiches max. Drehmoment um 3000-4000rpm, aber einen Pmax-Unterschied in der Größenodnung um 40PS, weil die Drehmomentkurve des stärkeren Motors oberhalb ~4500rpm nicht abzufallen beginnt.
Hardwareseitig hat der stärkere Motor zusätzlich: Leichtere Tuningpleuel, gewichtsmäßig angeglichene Serienkolben, und eine INTEGRATED ENGINEERING-Ansaugbrücke ohne Ladungsbewegungsklappen.

Mal angenommen, die aufgrund von Straßenlogs rückgerechneten Leistungskurven lägen in der Pmax wirklich um ca. 40 PS auseinander (jeweils bei ca. 6200rpm): Kommt das hauptsächlich von der Ansaugbrücke, oder können auch die erleichterten oszillierenden Massen einen erheblichen Teil dazu beitragen?

Dazu noch eine Grundsatzfrage: Sind die oszillierenden Massen-Anteile eigentlich reine Energiegräber (wie z.B. die kinetische Energie eines Wagens, die ohne Rekuperation nicht mehr rückgewonnen werden kann), oder wirken sie wegen der Kopplung an die Kurbelwelle als Energiespeicher wie Teile eines Schwungrades?

Hallo Ulf,

oszillierende Massen wie Kolben und Pleuel wirken einfach nur als träge Masse, d.h. als Energiespeicher ohne relevante Wirkung auf die erreichbare Leistung.

Ein Beispiel: Bei ansonsten gleichen Motor hast Du einmal einen schweren Kolben und dann einen leichten.
Der schwere Kolben wird nach OT durch die Explosion im Verbrennungsraum langsamer beschleunigt als der leichte Kolben. Gleichzeitig wird er sobald es auf den unteren Totpunkt zu geht aber auch langsamer abgebremst und gibt mehr Energie zur Drehung der Kurbelwelle ab. Insgesamt ein Nullsummenspiel.

Spürbar machen sich hier Verbesserungen eher in Bezug auf Laufkulter und Spontanität der Gasannahme. Leichte Kolben und Pleuel wirken wie eine geringere Schwungmasse an der Kurbelwelle.
Auch entsteht geringere Reibung innerhalb des Motors, da Lager durch geringere Vibrationen (Biegung und Torsion der Kurbelwelle) und geringe Massen von Kolben und Pleuel (Pleuellager) entlastet werden.

Wirklich von Belang für die erreichbare Leistung ist das aber nicht, es geht hier wenn überhaupt um wenige Prozent.

Viele Grüsse, Rainer

Danke Rainer

Demnach dürften die besagten ca. 40 Mehr-PS in meinem Vergleich wohl (aller)größtenteils von der entdrosselten Ansaugbrücke kommen, WENN ich bei dem schwächeren Motor keine Leistungsgräber übersehen habe.

Leider gibt es keine verläßlichen vergleichenden Luftmassendaten, weil der stärkere Motor auch noch eine "Tuning"-Ansaugung bis zum Verdichter hat, die die gemessenen LuMa-Daten ziemlich durcheinanderbringt. Damit die Software rund läuft, mußte die LMM-Kennlinie in der Software um bis zu 20% verbogen werden

40 Mehr-PS bei einem recht ähnlichem 2l-Turbomotor? Sicher die üblichen Verdächtigen
Sprich eher die Reihenfolge:
- Ladedruck, Steuergerätesoftware
- Nockenwellen
- Lader
- Ansaugbrücke/Abgasanlage

Datensätze im Motorsteuergerät hast Du schon verglichen?

Viele Grüsse, Rainer

dieselschrauber hat folgendes geschrieben:

40 Mehr-PS bei einem recht ähnlichem 2l-Turbomotor? Sicher die üblichen Verdächtigen Sprich eher die Reihenfolge: - Ladedruck, Steuergerätesoftware

Ist praktisch deckungsgleich.

Zitat:

- Nockenwellen

Serie, allerdings einmal vom BWA (= OEM-K03-Motor) und einmal BHZ (= OEM-K04-Motor). Wobei der BWA die ~40PS mehr hat.

Zitat:

- Lader

beide Male das gleiche Tuningteil: TTE420

Zitat:

- Ansaugbrücke/Abgasanlage

Ansaugbrücke = Serie vs. IE-Tuningteil ohne Ladungsbewegungsklappen - also eindeutig entdrosselt
AgA: beides sind großkalibrige Tuningteile mit Kat, mehr weiß ich nicht.

Zitat:

Datensätze im Motorsteuergerät hast Du schon verglichen?

Natürlich
Das erklärt keinesfalls ca. 10% Pmax-Differenz, weil der LD-Verlauf beide Male ein Plateau auf gleicher (LLT-abhängiger) Höhe bis ca. 6000rpm bildet. Daß die Zündung bei dem schwächeren Wagen so weit nach spät wegläuft, daß ~40PS verlorengehen, kann ich ausschließen. Beide Motoren laufen im Bereich leichter ZW-Rücknahme, manchmal auch ohne ZW-Rücknahme.

Was mir grade einfällt: Die Spritqualität habe ich noch nicht vergleichend abgeklopft, das werde ich noch machen.

Edit: Der BWA fährt überwiegend 102 Oktan, der BHZ 98 Oktan. Könnte daraus ca. 10% Pmax-Unterschied resultieren?

Nachtrag:
Laut Logdaten zündet der stärkere Motor (BWA) bei 6000rpm ca. 3° früher als der schwächere BHZ (ca. 10°vOT vs. 7°vOT) bei jeweils 2,4bar Ladedruck (absolut).
Frage: Können aus diesen 3° Zündwinkeldifferenz ca. 40PS Pmax-Differenz entstehen?
Wenn jemand z.B. antworten könnte "Keine 40PS, aber ca. 15PS", wäre das IMO ein Hinweis, daß die Tuning-Ansaugbrücke die restlichen ca. 25PS Mehrleistung erzeugt.

Hi Ulf,

zum den 3°KW kann ich leider keine konkrete Schätzung bei dem Motor abgeben.

Zitat:

Wenn jemand z.B. antworten könnte "Keine 40PS, aber ca. 15PS", wäre das IMO ein Hinweis, daß die Tuning-Ansaugbrücke die restlichen ca. 25PS Mehrleistung erzeugt.

Hört sich für mich plausibel an.

Viele Grüsse, Rainer

Zitat:

Wenn jemand z.B. antworten könnte "Keine 40PS, aber ca. 15PS", wäre das IMO ein Hinweis, daß die Tuning-Ansaugbrücke die restlichen ca. 25PS Mehrleistung erzeugt.

Ich finde das eine ganze Menge....... gibt es evt. noch Unterschiede in den Steuerzeiten ??

Autoservice hat folgendes geschrieben:

....... gibt es evt. noch Unterschiede in den Steuerzeiten ??

Gute Frage.
Antwort: "Wahrscheinlich ja".
Denn die NW'en von BWA und BHZ haben AFAIK verschiedene Teilenummern, und die NW-Verstell-KF für den betriebswarmen Motor haben bei max. Last nur zwischen 5000 und 5500rpm die gleichen Verstellwinkeldaten. Ab 6000rpm werden die Einlaß-NW der beiden Motoren um 5° verschieden eingestellt.
Vielleicht besteht aber der einzige Hardware-Unterschied zwischen den NW beider Motoren in der Nockenform für die Hochdruckpumpe: denn die Kennlinie dieser Nocke ist in beiden Softwares unterschiedlich bedatet.
Genauer kann ich Deine Frage leider nicht beantworten

Falls jemand noch die beschätzrechneten Motorkurven sehen möchte, hänge ich sie hier an. Die PS-Kurven sind jeweils aus dem Durchschnitt aller Drehmomentkurven berechnet.
Mich wundert vor allem, daß das Drehmoment beim BWA entgegen den sonst üblichen Verläufen bis ca. 6000rpm praktisch konstant bleibt.

Zur Welligkeit der Drehmomentkurven beim BWA:
Normalerweise berechne ich die Motorkurven aus Logs mit je 3 MWB und der Drehzahl in jedem MWB: Dann sieht der gemittelte Drehmomentverlauf aus 3 Zeit-Drehzahl-Tabellen ungefähr so aus wie beim BHZ.
Vom BWA habe ich pro Log nur eine Zeit-Drehzahl-Tabelle.
Die Drehmomentberechnung daraus ergibt wegen des relativ groben 40rpm-Rasters der Benziner-Logdaten entsprechend wellige Drehmomentkurven. Trotzdem ist reale Drehmomentverlauf des BWA ähnlich glatt wie für den BHZ berechnet.