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Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ???

 
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garth.brooks
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Beitrag17-06-2004, 8:53    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Hat jemand schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ?

Ich meine jetzt nicht die mg/R wie in dem Vergleich Gewebe/Papierluftfilter sondern explizit den Druck in mB bei vollem Ladedruck und Drehzahl, bzw den Differenzdruck zur Umgebung.


Hintergedanke ist Folgender :

Für die Standardleistung reicht der VNT15 vollkommen aus. Durch das leichte abwürgen der Ansaugluft bekommt man ein sehr viel leiseres Ansauggeräusch was das Ganze Wahrscheinlich macht.

Wenn durch die Ansaugmimik ein Druckabfall von nur 50mB entsteht senkt das das Fördermaximum von ca. 9Kg/Min auf 8,5. (Frei nach Ulf´s thread über die VNT15 Leistung.)
Viele getunte TDI´, so auch meiner, laufen an der Fördergrenze des VNT15.

Nach Ansicht einiger Leute die es wissen müssen sind z.B. 5 mB keinesfalls genug um 9Kg/Min. von der Ansaugrohr vorne bis zum Turbo zu drücken.
Wieviel ist es also ??????????

Wenn ich also durch eine Änderung der Ansaugmimik noch was rausholen könnte, so würd ich das tun.

Klar ist der VNT 17 dann die bessere Lösung, aber abgesehen davon dass er kostet ist es ein echte Strafarbeit den zu tauschen.
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Sepp
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Beitrag17-06-2004, 11:44    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Hallo Garth,

Prüfstandsmessungen mit einem Serien AFN(VNT15) haben ergeben, dass im Nennleistungspunkt - also Volllast 81kW bei 4150 1/min - ca. 80 mBar Druckverlust entstehen. Je nach Verschmutzungsgrad des Luftfilters kann der Druckverlust schnell bis 100mBar gehen. Die Ringmeßstelle befand sich direkt vor Verdichtereintritt. Durch die gebogene Rohrführung lässt sich jedoch nicht ausschließen, das ein kleiner dynamischer Druckanteil das Ergebniss leicht verfälscht hat. Ich denke, für deine Betrachtungen jedoch vernachlässigbar.
Eine Optimierung der Ansaugstrecke ist sicherlich eine geeignete Maßnahme für die eh schon stark gestressten VNT15-Turbos der gechipten AFN's. Denn die Absenkung des Druckverhältnisses des Verdichters - bei gleichem Luftdurchsatz - verringert die schon kritische Laderdrehzahl. Ein Blick in's Verdichterkennfeld kann hilfreich sein. Nochmal zum Verständnis: Das Verdichterdruckverhältnis ist das Verhältnis der Absolutdrücke nach bzw. vor Verdichter (Ordinatenachse des Verdichterkennfelds). Wird jetzt die Ansaugstrecke optimiert bzw. der Ansaugunterdruck verringert, sinkt das Verdichterdruckverhältnis bei gleichem Ladedruck. Nebenbei: die EDC mit ihrer Ladedruckregelung sieht nicht den Ansaugunterdruck. Sinkt zusätzlich noch der Umgebungsdruck durch Höhenbetrieb (z.B. 2500m Alpenpass), dann regelt die EDC trotzdem auf den Soll-Druck, nur mit wesentlich größerem Druckverhältnis und damit höheren Turbo-Drehzahlen.
Und da bei der ganzen Geschichte ja auch noch eine Turbine mit VTG dranhängt, wirkt sich die Ansaugstreckenoptimierung hier so aus: durch das niedrigere Verdichterdruckverhältnis wird auch weniger Turbinenleistung benötigt -> die VTG-Schaufeln sind weiter geöffnet -> Abgasgegendruck ist geringer -> Abgastemperatur sinkt -> weniger Ladungswechselarbeit durch besseres Spüldruckgefälle, kurzum eigentlich nur Vorteile. Ich denke in der Praxis lassen sich bestimmt 20 mBar 'rausholen, vielleicht mehr, je nach Aufwand und Möglichkeiten. Bevor du jedoch an's Umsetzen gehst, würde ich eine Messstelle für den Vorher/Nachher Vergleich anbringen. Die Unterdruck-Manometer gibt es schon für nen schmalen Euro.

Gruß

Sepp
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eike
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Beitrag17-06-2004, 12:00    Titel: Re: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Moin,
ich habe schon einmal gemessen.
Bei meinem ALH habe ich in der Nähe der KGE gemessen. Dort sind max. ca. 50 mBar Unterdruck entstanden.




Wenn durch die Ansaugmimik ein Druckabfall von nur 50mB entsteht senkt das das Fördermaximum von ca. 9Kg/Min auf 8,5. (Frei nach Ulf´s thread über die VNT15 Leistung.)
Viele getunte TDI´, so auch meiner, laufen an der Fördergrenze des VNT15.

Nach Ansicht einiger Leute die es wissen müssen sind z.B. 5 mB keinesfalls genug um 9Kg/Min. von der Ansaugrohr vorne bis zum Turbo zu drücken.
Wieviel ist es also ??????????
.

Ist nicht letztlich der Druckunterschied zwischen Ein- und Ausgang bei maximalem Durchsatz entscheidend?
Wenn ich bei Vollgas und 3800 RpM kurz vom Gas gehe und sofort wieder Vollgas gebe, schnellt mein Ladedruck auf ca. 1,3 bar hoch und wird wieder auf 0,9 bar heruntergeregelt.

Demnach läuft er noch lange nicht an seiner Leistungsgrenze. Das bedeute zwar nicht, daß dadurch nicht irgendwelche Parameter überschritten werden, jedoch wird die Reserve wohl deutlich größer sein, als die 50mbar Unterdruck im Ansaugbereich. Meiner ist zwar nicht getunt, aber dann bleibt die Frage, was unter einem getunten TDI zu verstehen ist. Da ließe sich wohl auch ein 17er Lader an seine Grenze bringen...

Grüße

Eike
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ulf
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Beitrag17-06-2004, 12:29    Titel: Re: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

eike hat folgendes geschrieben:
Moin,
ich habe schon einmal gemessen.
Bei meinem ALH habe ich in der Nähe der KGE gemessen. Dort sind max. ca. 50 mBar Unterdruck entstanden.

Damit hast Du aber schon den Druckverlust des LMM mit erfaßt (ja, auch der verschluckt ein paar mb).
Zitat:
Ist nicht letztlich der Druckunterschied zwischen Ein- und Ausgang bei maximalem Durchsatz entscheidend?
Wenn ich bei Vollgas und 3800 RpM kurz vom Gas gehe und sofort wieder Vollgas gebe, schnellt mein Ladedruck auf ca. 1,3 bar hoch und wird wieder auf 0,9 bar heruntergeregelt.

Demnach läuft er noch lange nicht an seiner Leistungsgrenze. Das bedeute zwar nicht, daß dadurch nicht irgendwelche Parameter überschritten werden,

Beim Einregeln wird eben der "eigentliche" Solldruck oft überschritten (Überschwinger).
Diese Kurzzeit"überlastungen" fallen aber über die gesamte Betriebsdauer kaum ins Gewicht und werden daher wohl einfach hingenommen.
Zitat:
jedoch wird die Reserve wohl deutlich größer sein, als die 50mbar Unterdruck im Ansaugbereich.

Wie Sepp schrieb: Die Belastung / Drehzahl ergibt sich aus dem Druckverhältnis Eingang / Ausgang.

Wenn Du den Druck per Lader verdoppelst, machen sich auch Eingangs-Druckverluste am Ausgang doppelt bemerkbar:
1 bar -> 2 bar
0,95 bar -> 1,9 bar bei gleicher Laderdrehzahl.

Um die fehlenden 100 mb wieder reinzuholen, muß der Lader schon ein gutes Stück mehr rackern, und dafür wird die VTG wieder schärfer angesteuert -> mehr Abgasgegendruck -> Leistungsverlust.

Andererseits sind z.B. 50 mb Eingangsdruck-Differenz im Alltag schnell erreicht: etwa zwischen Hoch- und Tiefdruckwetterlagen, oder durch ~ 400 m Höhenunterschied . . .
Gruß Ulf
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Gremlin
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Beitrag17-06-2004, 13:30    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

ich hab mal den differenzdruck direkt im luftfilterkasten gemessen (zwecks feststellung ob der filter bei 37tkm schon dicht ist).

da hatte ich schlaffe 7mbar bei beiden filtern (neu / gebraucht) bei 4200rpm vollast.

50mbar sind aber bestimmt machbar, denn vom lufikasten ab gehts ja durchs rohr.
der LMM sorgt schon mal für gefälle und dann jede rohrbiegung etc...


CU Gremlin
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garth.brooks
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Beitrag17-06-2004, 13:39    Titel: Ansaugung verdünnte Luft Antworten mit Zitat

Hi Leute

Danke für die Schnellen Antworten, speziell für die mB Angaben.

Das mit dem Druckverhältniss stimmt zwar, aber wenn ich es aus Sicht des Massenverhältnisses betrachte, und darum geht es schließlich stimmt es nicht.

Krasses Beispiel : In einer Höhe von 5500m ( Halbdruckhöhe) erreicht der Lader sicher noch ein Druckverhältnis von 1,5 Bar, aber nicht bei 9Kg/Min.

Wichtig für die Beatmung ist aber nicht das Druckverhältnis, sondern der Massenstrom.

Das bedeutet dass ein fallender Druck am Ladereingang überproportional in den Massenstrom eingeht.

Hinzu kommt ein steigender Abgasgegendruck für die vermehrte Verdichterarbeit bei sinkender Turbineneffizienz.

Dass er gelegentlich ordentlich überschwingt liegt zum einen daran dass er das bevorzugt bei niedrigeren Drehzahlen macht, bei denen dann der Massenstrom des Laders durchaus innerhalb der Betriebsgrenzen liegt, oder er schwingt eben auch mit der Laderdrehzahl mal kurz über was wohl auch kein Problem ist.

Letzteres ist als Arbeitspunkt ungeeignet.

Also ich sehe hier Potential – Mal sehen was mir einfällt....
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Äsop
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Beitrag17-06-2004, 15:06    Titel: mein tip Antworten mit Zitat

senkt den widerstand in der ansaugtechnic
zum b. edelstahlansaugleitung usw (is leider etwas lauter), filter immer sauber halten, alles zusammen wirkt dem widerstand entgegen und lässt den lader nicht so akkern! was den tdi freude (Nm) strahlen lässt!
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Äsop
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Beitrag17-06-2004, 15:09    Titel: die kopressor vari Antworten mit Zitat

oder aber man lässt alles so wie es ist und beläd den Ansaug mit nem kompressor der dann die frage des untrerdrucks abfertigen sollte, das würde ich jedoch nicht tuning nennen sondern ausnutzung der möglichkeiten!
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Gremlin
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Beitrag17-06-2004, 15:20    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

das hat wohl VAG im sinn gehabt, als die die luftwege direkt an den kühlergrill gebaut haben. RAM-Air icon_lol.gif

bevor jemand auf diese idee kommt: nicht gut für den LMM und daher seitens bosch nicht erlaubt icon_wink.gif

CU Gremlin
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ulf
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Beitrag21-06-2004, 15:19    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Hallo,

ich habe mal die Anzapfung des LuFi-Kastens für die Pneumatiken auf meine LDA (mit 0,1 bar-Skalenteilung) umgeleitet.
Damit der Außenluftbedarf der Pneumatiken nicht das Ergebnis verfälscht, habe ich sie von der Leitung abgestöpselt und provisorisch an einen Benzin-Leitungsfilter angeklemmt.

Laut meiner LDA entsprach der Druck im LuFi-Kasten bei Vollgas bis ~ 3000 rpm praktisch dem Außendruck, darüber sank der Druck bis etwa - 40 mbar bei 4500 rpm.

Da mich auch die dahinterstehende Theorie interessiert, möchte hier zunächst mal meine (ungelernten! icon_redface.gif) Berechnungen zum Druckverlust zur Diskussion stellen.

a) 4500 rpm ergeben 2.250 Motorfüllungen a 1,9 Liter pro Minute = 4.275 Liter / min bzw. 0,07125 m³ / sec.

b) Die 1,3 bar Ladedruck des ASZ erhöhen den Massenstrom um den Faktor 2,3, d.h. auf Normaldruckniveau wird theoretisch das 2,3-fache Volumen angesaugt -> 0,1639 m³ / sec.

c) Ein angenommener Füllungsgrad (Liefergrad?) von 90% ergibt einen saugseitigen Volumenstrom von etwa 0,1475 m³/ sec.

d) Im Querschnitt der Ansaugmündung von ~ 20 cm² = 0,002 m² entsteht eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,1475 m³/sec / 0,002 m² = rund 74 m/sec.

e) 0,1475 m³ Luft wiegen ~ 0,187 kg (Luftdichte = 1,27 kg / m³ unter Normbedingungen).
Diese Masse wird in jeder Sekunde auf die o.a. 74 m/sec beschleunigt.
Die dafür erforderliche "Schubkraft" berechnet sich nach F = m*a = 0,187 * 74 = 13,8 N

f) 13,8 N auf den Ansaugquerschnitt von 0,002 m ² verteilt ergibt ~ 6.900 N/m², also rund 70 mbar Druckbedarf für die Beschleunigung der Ansaugluft bzw. Druckverlust durch die enge Saugmündung.

Den real geringeren Druckverlust führe ich auf eine teilweise "Energierückgewinnung" zurück: die Luft strömt in dem dicken Lufi-Kasten wieder relativ langsam und erzeugt durch das Abbremsen hinter der engen Ansaugmündung einen gewissen Staudruck, der von den berechneten 70 mbar Druckverlust abzuziehen ist.

Immerhin entspricht die berechnete Größenordnung ungefähr dem abgelesenen Wert, so daß die Berechnung grundsätzlich richtig zu sein scheint.

Wer mal die Verhältnisse an seinem Wagen abschätzen will, kann folgendes Konzentrat der Berechnung anwenden:

Saugmündungs-Druckverlust = (Drehzahl * Ladedruck absolut * Hubraum)² / (Ansaugquerschnitt² * 381,2)
Eingaben in 1/sec, bar, m³ und m², Ergebnis in mbar ohne die vermutliche Energierückgewinnung; die Luftdichte wird mit 1,27 kg/m³ angenommen.

Die quadratische Drehzahlabhängigkeit des Druckverlustes wird durch meine Beobachtungen bestätigt: bei 3000 statt 4500 rpm beträgt der berechnete Druckverlust erst 44% von 70 mbar = 31 mbar.
Reduziert man das anteilig um die vermutete Energierückgewinnung, so kommt man in die Gegend von 18 mbar, die sich auf der LDA noch kaum ablesen lassen.

Übrigens habe ich noch eine ergänzende Messfahrt ohne Ansaugrüssel zum LuFi-Kasten gemacht (Heißluftsauger . . .).
Die Eingangsöffnung am Kasten ist etwa 45 cm² groß, was nach der Berechnung höchstens ca. 14 mbar Unterdruck erwarten ließ.
Auf der LDA war bei 4500 rpm und Vollgas kein Unterdruck zu erkennen.

Aus meinen Erfahrungen und der Formel wird auch verständlich, warum bei starkem Tuning oft die Ansaugluftführung erweitert wird:
Drehzahl und Ladedruck gehen jeweils mit ihrem Quadrat in den Druckverlust ein.
Erhöht der Tuner also gleichzeitig die Pmax-Drehzahl und den maximalen Ladedruck, steigt der Druckverlust an der Saugmündung entsprechend dramatisch an.

Das ließe sich zwar mit höherer Laderdrehzahl grundsätzlich wieder aufholen, aber bei den heutigen knappen Reserven der Lader (für zügigen Druckaufbau im Drehzahlkeller) käme man dabei schnell in den Bereich des Laderkennfeldes kurz vor der Überlastung, wo sein Wirkungsrad absäuft und die nötigen Laderdrehzahlen rasant ansteigen, ähnlich wie die zusätzlich benötigte Antriebsleistung.

Letztere muß wiederum vom Motor als Abgasdruck aufgebracht werden und geht daher als Nutzleistung verloren -> das Tuning pumpt sich selbst im Kreis auf und bringt relativ wenig Mehrleistung an die Räder.

icon_exclaim.gif So, aber jetzt Feuer frei für die studierten Maschinenbauer und andere Motorenspezis: Korrigiert / ergänzt meine Berechnung bzw. fasst sie in ein leichter handzuhabendes Schema zusammen icon_wink.gif
Gruß Ulf
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Beitrag08-07-2004, 9:30    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Hallo,

hier nochmal ein Update meiner Rechenversuche auf Grundlage geloggter LMM-Werte:

a) 4500 rpm ergeben bei ~ 950 mg/Hub 9.000 Füllungen/Minute bzw. 150 Füllungen/sec mit einem Massendurchsatz von 0,1425 kg / sec.

b) Bei einer saugseitigen Luftdichte von 1,29 kg / m³ berechnet sich der Ansaug-Volumenstrom zu 0,11 m³/ sec.

c) Im Querschnitt der Ansaugmündung von ~ 20 cm² = 0,002 m² entsteht eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,11 m³/sec / 0,002 m² = rund 55 m/sec.

d) Die Luftmasse von 0,1425 kg wird in jeder Sekunde auf die o.a. 55 m/sec beschleunigt.
Die dafür erforderliche "Schubkraft" berechnet sich nach F = m*a = 0,187 * 74 = 7,84 N

e) 7,84 N auf den Ansaugquerschnitt von 0,002 m ² verteilt ergibt ~ 3.900 N/m², also rund 40 mbar Druckbedarf für die Beschleunigung der Ansaugluft bzw. Druckverlust durch die enge Saugmündung.

. . . Was praktisch genau mit dem abgelesenen Wert übereinstimmt icon_biggrin.gif
aber die einmal für die Beschleunigung der Luft aufgewendete Energie scheint demnach endgültig verloren zu sein (in Reibungsverlusten, Wirbeln usw.?)

Die Berechnung muß für TDIs also aufgrund des Füllungsgrades "etwas" korrigiert werden:

Saugmündungs-Druckverlust = (Drehzahl * Ladedruck absolut * Hubraum)² / (Ansaugquerschnitt² * 671,4)
(Eingaben in 1/sec, bar, m³ und m², bei der Berechnung die Quadrierungen nicht vergessen, Ergebnis in mbar)
Gruß Ulf
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Beitrag08-07-2004, 12:51    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

hmmm....

ASZ verkaufen

ASV holen

Chippen

AGR töten

LMM faken

RAM-AIR einlass bauen




SCNR

CU Gremlin

PS: wie schaffst du -40mbar am lufikasten ? am lader wär ja ok, aber direkt im lufikasten ? da hab ich nur 7mbar geschafft. siehe oben
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ulf
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Beitrag08-07-2004, 13:16    Titel: Schon mal den Innendruck des Ansauggehäuses gemessen ??? Antworten mit Zitat

Gremlin hat folgendes geschrieben:
wie schaffst du -40mbar am lufikasten ? am lader wär ja ok, aber direkt im lufikasten ? da hab ich nur 7mbar geschafft. siehe oben

Vielleicht ist ja Dein Weg bis zur Meßstelle strömungsgünstiger, oder es tritt ein Staueffekt auf, der das Ergebnis verfälscht . . . icon_question.gif
Gruß Ulf
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