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Thema: Fragen zum Aufbau eines Bergrenn-Motors - Block: Motorbauer und Teilehändler

  1. #1036
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    Ach ich hab von Bolle eine RBC zum sehr fairen Kurs übernommen. Diese muss aber nochmal nachgearbeitet werden, da leider ein paar Leckagen beim aufarbeiten dazu kamen. Ich muss also erst mal jemanden finden, der mir die mini Löcher mal zu schweißt.
    Danach soll sie in den DC20 und von Raindl Motorsport dann abgestimmt werden.
    Benutzen, statt putzen!
    "Das ist nur optisch angerissen, da ist kein richtiger Riss."

    Der Programmierer der Autokorrektur ist ein Erdloch und soll sich ins Knie fügen!

  2. #1037
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    Zitat Zitat von SPY#-2194 Beitrag anzeigen
    ...Ich muss also erst mal jemanden finden, der mir die mini Löcher mal zu schweißt...
    Schick sie vorbei, wir arbeiten mit einem Schweißfachmann zusammen, der wirklich gut ist. Der hat für alle typischen Materialien: Alu, Stahl, Titan, ...das richtige Schweißgerät und Material.

    Zitat Zitat von SPY#-2194 Beitrag anzeigen
    ...Danach soll sie in den DC20 und von Raindl Motorsport dann abgestimmt werden.
    Die ASB braucht hin und zurück 4 Tage, beim Schweißer frag ich mal an. Summa summarum in zwei bis drei Wochen. Sehr fein .
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  3. #1038

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    Gibt es denn eine Mindestbarzahl je nach Drehzahl und oder Temperatur die ein Auto immer haben muss oder eine maximal Drehzahl die ein Motor haben darf? Mit einem zähfliessenderem Öl verändert man dich auch den Öldruck, oder? Mit genau welchen negativen Folgen ist da zu rechnen ?

  4. #1039
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    Zitat Zitat von Callipox Beitrag anzeigen
    Gibt es denn eine Mindestbarzahl je nach Drehzahl und oder Temperatur die ein Auto immer haben muss oder eine maximal Drehzahl die ein Motor haben darf? Mit einem zähfliessenderem Öl verändert man dich auch den Öldruck, oder? Mit genau welchen negativen Folgen ist da zu rechnen ?
    Es gibt viele Formelempfehlungen im Rennsport die einen Mindestöldruck über der Drehzahl berechnen lassen. Bei den OEM's werden klare Mindestspezifikationen für die Auslegung und für die Wartungsmaßnahmenfestlegung, wie es z.B. auch Honda beim K20A2 (s. oben oder Werkstatthandbuch zum Mindestöldruck über Drehzahl bevor Maßnahmen eingeleitet werden müssen: 0,7 bar/3,0 bar bei Leerlauf, respektive bei 3000 /min). Eine Formel, die bestimmt schon seit 30 Jahren besteht, sieht einen linearen Zusammenhang für den Mindestdruck vor, dessen Steigung beträgt 0,0007 bar/min (= 0,7 bar alle 1000/min). Das wären 2,1 bar bei 3000/min, schon deutlich weniger als Honda das beim K20 bei 3000/min vorgibt. Ein anderes Ansinnen haben die OEM's (s. Abbildung unten aus http://schaeffler-events.com/kolloqu.../e3/index.html).

    Öldruck in der Motorentwicklung.jpg

    Zurück zu den Auswirkungen. Vom Prinzip her ist der Zusammenhang wie folgt, die Pumpenleistung verhält sich grob wie folgt: Leistung_Pumpe = Delta_Öldruck * Ölvolumenstrom. Delta_Öldruck ist immer die Druckdifferenz zwischen dem Druck nach Pumpe und dem vor Pumpe. Nun hängt die Leistung der Pumpe vom Pumpenkennfeld (Druck über Volumenstrom), also dem aktuellen Arbeitspunkt ab. Nimmt man vereinfachend an, die Leistung der Pumpe ist jetzt z.B. bei 3000/min gleich 1,5 kW. Würde man jetzt ein Öl höherer Viskosität nehmen, sprich den Öldruck nur aufgrund der Fließfähigkeit erhöhen, würde der Ölvolumenstrom automatisch abnehmen. Das ist das was passiert wenn man man z.B. von SAE 30 auf SAE 60 umsteigt. Tatsächlich ist es etwas komplexer, aber nehmen wir das mal so hin. Die Frage ist, was braucht der Motor um alle Lagerstellen tribologisch in Ordnung zu haben? Genau, er braucht Öl in ausreichender Menge. Leider wird der Ölvolumenstrom nicht gemessen, deshalb liest man den Öldruck ab, der als Indiz für die Leistungsfähigkeit des Schmierungssystems gilt.

    Eine höhere Viskosität führt also per sé zu einem Druckanstieg, nicht aber zu einem höheren Volumenstrom. Gleichzeitig, anders als in obiger Annahme, steigt der Leistungsbedarf der Pumpe an. Das ist mit der Grund warum dünneres Öl in den neueren Motoren zum Zug kommt, weil nicht nur die Reibung abnimmt, sondern auch die Pumpenleistung. Das reduziert die CO2-Menge der Zyklusmessung, aufgrund des geringeren innermotorischen Leistungsbedarfs. Es gibt noch einen zweiten Punkt der den Volumenstrom reduzieren kann wenn man dickeres Öl verwendet. Durch den höheren Öldruck verschiebt sich der Arbeitspunkt der Pumpe im Pumpenkennfeld. Bei Zahnradpumpen geht das fast immer mit einem Verlust an Volumenstrom einher. Das heißt man verliert zweifach an Volumenstrom. Andererseits nimmt die Ölfilmdicke teilweise mit steigender Viskosität zu, leider ist das aber nicht garantiert und hängt zum Teilen an den Eigenschaften des Öls. Gerade Öle mit hohen Viskositätssteigeranteilen, also 0W50 oder gar 0W60, die extreme Viskositätsspreizungen zwischen kalt und warm haben, neigen dazu nicht viel größere Filmdicken als 0W30 Öle zu haben. Da würde man also glatt dreimal zur Kasse gebeten: geringere Ölfluss wegen Viskosität, geringer Ölfluss wegen Arbeitspunktverschiebung, kein Gewinn an Ölfilmdicke. Bei der Ölfilmdicke kamen in einer weiter oben schon erwähnten Veröffentlichung die SAE 40 Öle am besten weg. Nicht alle, aber das Groß. Alle SAE 20 hatten aber dünnere Ölfilmdicken.

    Wieviel genau bei einer spezifischen Maschine bei Änderung der Ölviskosität passiert muss man sich immer genau ansehen. Als Anhaltspunkt würde ich auf die Herstellerempfehlungen gehen. Was freigegeben ist muss auch funktionieren...irgendwie .
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  5. #1040
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    Zitat Zitat von LotusElise Beitrag anzeigen
    Was freigegeben ist muss auch funktionieren...irgendwie .
    Der Satz gefällt mir.

    Und diesmal echt verständlich formuliert... für deine Verhältnisse.

  6. #1041

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    Vielen Dank für Deine Erläuterungen. Kann man also sagen das ein Motor, welcher mit sae30 betrieben werden darf auch mit einem sae40 betrieben werden ? Sprich das diese Änderungen gar nicht so groß sind , wenn man ein 40er an der Unteren Grenze nimmt? Ein 50er oder gar 60er wäre hingegen, zumindest bei deinem Beispiel , mehr mit negativen Auswirkungen behaftet und hätte in diesem Von dir beschrieben fällen keine Vorteile, Stichwort ölvolumenstrom etc,?
    Kann man da so vereinfacht sagen ?

  7. #1042
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    Zitat Zitat von Lori-DC2 Beitrag anzeigen
    ...diesmal echt verständlich formuliert...für deine Verhältnisse.
    Irgendjemand von uns beiden hier war da wohl lernfähig .

    Zitat Zitat von Callipox Beitrag anzeigen
    ...Kann man also sagen das ein Motor, welcher mit sae30 betrieben werden darf auch mit einem sae40 betrieben werden ?
    Wenn die Viskosität des SAE 30-Öls mit dem des SAE 40 übereinstimmt, mit hoher Wahrscheinlichkeit. Dazu müsste die Ölsumpftemperatur steigen, damit zumindest bei Warm-Temperatur die Viskositäten sich angleichen. Kalt hängt das ganz vom Öl und dessen Kaltviskosität ab (Anfangs-Kalt-Verschleiß).

    ÖlviskositätVsTemperatur.jpg

    Quelle: https://qph.fs.quoracdn.net/main-qim...0958b81e38eb24

    Obiges ist nur ein Beispiel, aber es hilft den Temperatur-Viskositätszusammenhang zu erläutern. Demnach müsste ein 40'iger Öl um die 15 °C (ausgehend von 85 °C beim SAE 30) wärmer gefahren werden ohne das ein Unterschied am Pumpendruck feststellbar wäre. Das sollte man für die betrachteten Öle individuell ansehen, kann auch weniger sein/mehr.
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  8. #1043

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    Es Spielen also wie immer mehrere Dinge mit ein. Inwieweit ein zäheres Öl den pumpendruck so beeinflusst das man mehr Nachteile erwarten kann , weiß man sicher wohl nie genau. Außer der Konstrukteur wohl. Dennoch sind deine Ausführungen sehr anschaulich.
    Ich hatte mir mal die Mühe gemacht auszurechnen welchen Unterschied es gibt ( angenommen man fährt nur im Sommer ) , wenn man bei 20 grad ein 0w40 statt Eines 0w20 startet. Das wäre so , als würde man den ganzen Sommer über das Fahrzeug bei 2 grad Celsius mit einem 0w20 starten. Schon krass wie sehr sich die 0W basisöle bei 0- plus geraden unterscheiden.

  9. #1044
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    Zitat Zitat von Callipox Beitrag anzeigen
    ...Inwieweit ein zäheres Öl den pumpendruck so beeinflusst das man mehr Nachteile erwarten kann , weiß man sicher wohl nie genau.
    Sicher ist man bei solchen Dingen nur wenn man testet, das gilt auch für OEM's wie Honda. Ist es dafür freigegeben, dann gibt es kein Problem. Ist es das nicht, dann gibt es Gründe, die dagegen sprechen. Das müssen nicht immer technische sein .
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  10. #1045

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    Interessante Infos, das mit der Schmierfilmdicke bei hoher Viskositätsspanne wusste ich auch noch nicht, vielen Dank!

    Habe mal irgendwann meinen Verbrennungsmotoren-Professor auf die Haltbarkeit moderner Motoren mit 0W20-Ölen angesprochen,
    der meinte sinngemäß dass die Hersteller da mittlerweile immensen Simulationsaufwand betreiben und das nicht mehr mit den alten Motoren vergleichbar ist.
    Er hat dann noch von Forschungsmotoren mit Wasserschmierung erzählt, ich staunte.

    "Leistung = Druck * Volumenstrom" hieß bei uns im Studium immer die "Klo-Formel"...

  11. #1046
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    Zitat Zitat von Steel Beitrag anzeigen
    Interessante Infos, das mit der Schmierfilmdicke bei hoher Viskositätsspanne wusste ich auch noch nicht, vielen Dank!
    U.a. lässt sich das in Bates et al., A correlation between engine oil rheology and oil film thickness in engine journal bearings, SAE 2007 oder Spearot et al., Measuring the effect of oil viscosity on oil film thickness in engine journal bearings, SAE, 1989 nach lesen. Neuere Veröffentlichungen dazu habe ich nicht gelesen.

    Zitat Zitat von Steel Beitrag anzeigen
    Habe mal irgendwann meinen Verbrennungsmotoren-Professor auf die Haltbarkeit moderner Motoren mit 0W20-Ölen angesprochen,
    der meinte sinngemäß dass die Hersteller da mittlerweile immensen Simulationsaufwand betreiben und das nicht mehr mit den alten Motoren vergleichbar ist.
    Er hat dann noch von Forschungsmotoren mit Wasserschmierung erzählt, ich staunte.
    Die heutigen Fertigungsverfahren lassen extrem kleine Form- und Lagetoleranzen zu. Je kleiner die sind, z.B. Koaxialität, Zylindrizität und Rundlauf, desto kleiner können die Lagerspiele werden und desto kleiner können die Viskositäten werden ohne das es zu Kavitation im Schmierkeileinlauf kommt oder der Schmierfilm derartige Toleranzen "endausgleichen" muss.

    Zitat Zitat von Steel Beitrag anzeigen
    "Leistung = Druck * Volumenstrom" hieß bei uns im Studium immer die "Klo-Formel"...
    Da gibt es wohl einen Zusammenhang .
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  12. #1047
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    Standard Fließbank

    Nachdem das Gerüst der Fließbank fertiggestellt hatten wir schon eine bessere Vorstellung wie das Unterdruck- und Verrohrungskonzept aussehen müsste damit auch K-Serie Zylinderköpfe bis 400 cfm@28" Wassersäule vermessen werden können. Einen Unterdruckbedarf bei einem offenen System zu decken ist energetischer Wahnsinn um das mal auf den Punkt zu bringen. Die ersten Staubsauger die noch mit Verbrennungsmotoren betrieben wurden, standen unten vor der Villa, dann wurde die Verrohrung in die Zimmer verlegt und dann gesaugt. Ein absoluter Luxus Ende des 19. Jhd. waren hand-mobile Geräte oder sogar eine Zentralstaubsauger-Anlage. Aber jetzt mal zum Gerüst. Am Anfang war, genau, das Rechteck...

    IMG-20200730-WA0007.jpg

    ...96 Stück Nutensteine, 42 Stück 90°-Winkel, etwas Zeit für Auf-, Um- und Rückbau später wurde es Licht.

    IMG-20200730-WA0006.jpg

    Zumindest strahlte ich . Ziemlich cooles Zeugs um wild in den Raum bauen zu können. Hier noch ohne Ebene 2 und 3, die mussten noch rein, weil bombensicherer Aufbau ist Regel Nr. 2 für eine Messmaschine.

    IMG-20200729-WA0004.jpg

    Kein Luxus heutzutage mehr, aber üppige 4 x 1200 Watt (W) elektrische Leistung sollen jetzt den geforderten Unterdruck und Volumenstrom, nach der Klo-Formel bei einem Wirkungsgrad von 30 % etwa 1300 W Saugleistung, bereitstellen. Von der Preisklasse bewegen wir uns im mittleren Segment, also Made in China, was sich auch an der Konstruktion ablesen lässt. Aber immerhin sind die strömungsrelevanten Stellen, wie z.B. der Luftein- und -austritt der Turbine, was mittels eines zweiteiliges Tiefziehblechs umgesetzt wurde, in Strömungsrichtung gerundet. Die Highendklasse wird da schon mit dedizierte Ein- und Auslaufbauteile ausgestattet. Hier gilt Regel Nr. 1 der Messmaschine: viel hilft viel!

    Damit der Unterdruck überhaupt gebildet werden kann müssen also alle vier Turbinen zusammengeschalten werden. Wie macht man das? Verrohren oder verboxen ...

    IMG-20200730-WA0004.jpg

    ...aber raumeffizienstest, falls es das Wort noch nicht gibt, jetzt gibt es es, angeordnet! Die Saugturbinen werden gemeinsam aus einem Volumen saugen, das wiederum mit der Messtrecke verbunden wird. Der Vorteil des gemeinsamen Volumens ist die Regelung bzw. die Saugleistungsunterschiede gleichen sich hierüber einfach aus. Die Turbine, die z.B. mehr Volumenstrom, aber weniger Unterdruck machen würde, weil der "Kinakracher" in seinem Lebensabschnittsalter gerade zu mehr in der Lage ist, könnte bei einem rohrverzweigten Verbindungssystem da anderen Turbinen weniger schnell zum Drehzahlschwingen verleiten, da die Druckwellen eine geringere Amplitude haben werden. In dem großen Volumen verliert sich dessen Energie sehr schnell, da die rohraxiale (longitudinale) Ausrichtung der Welle im Kasten durch den Querschnittssprung schneller abbaut. Das ist wie wenn man einen Stein ins Wasser wirft. Einmal hat die Randbebauung eine Kanalform in der Breite 2-5 mal Steindurchmesser, dort läuft die Welle gerichtet entlang des Kanals ungebremst und kann sich durch Überlagerung von Reflexionen löschen oder überhöhen (man kennt das aus der Badewanne). Einmal ohne Randbebauung, die Welle breitet sich kreisförmig aus und baut ihre Energie schneller ab. Reflexionen gibt es in dem Volumen auch, aber weniger gerichtet, mehr gestreut. Somit wird die Regelung der vier Motoren stabiler als wenn sie über Rohre am Turbineneinlass verbunden wären. Wir müssen immer im Auge behalten wozu wir das machen, wir brauchen Unterdruck als eine Konstantdrucksenke. Wenn da was schwingt, verhagelt es den Messpunkt und man merkt das nicht ohne hochauflösende Messtechnik. Die Prandtl-Sonde oder eine Blendenmessung macht sowas nicht sichtbar, die Wassersäule ist viel zu träge um Schwingungen im höheren Hertzbereich zu sehen. Wir messen aber mit einem Luftmassenmesser aus der Automobiltechnik. Der sieht das evtl. schon.

    IMG-20200730-WA0005.jpg

    So wird das aussehen. Die Einläufe der 4 Staubsaugerturbinen saugen aus dem Unterdruckkasten die Luft ab und geben sie über die radial angeordneten, um die Turbine angebrachten sickenförmigen Auslässe ab (s. Bild oben). Der Unterdruck liegt damit im Bestpunkt bei etwa 30 kPa unter dem Umgebungsdruck. Je mehr Luftmasse dabei ins Volumen über den Zylinderkopf und das geöffnete Ventil strömt, desto geringer der Unterdruck. Darum haben wir 4 Motoren, 4 Stück sorgen für einen flacher abfallenden Unterdruck bei ansteigendem Volumenstrom. Weil 2. Regel der Messmaschine: viel hiflt viel!

    Nächste Woche geht es mit der Vorrohrung weiter, bis dahin werden Unterdruckkasten und Prüfstandsbedienpanel lackiert
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  13. #1048
    Roster, Klöße & Bier e.V. Vorstand
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    Avatar von Alf
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    Sehr cooles Blog .....

    Ist schon absehbar wann das Teil finalisiert wird?
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    Zitat Zitat von kito Beitrag anzeigen
    beeindruckend, wie du in deiner sicherlich spärlichen Freizeit, ganz alleine, mit einfachen mitteln, ideenreichtum, in der ausführung auf höchstem niveau und vor allem mit beinahe spielerischer leichtigkeit einfach immer wieder dein auto kaputt machst.

  14. #1049
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    Standard Ölpumpe für den DAMPFHAMMER Motor

    Ölpumpe für den DAMPFHAMMER-Motor:
    Bei der K20A2-Ölpumpe handelt es sich um eine sogenannte Zahnring- oder Gerotor-Pumpe (Gerotor von Generated Rotor). Diese zeichnen sich durch einen relativen schwachen Zusammenhang zwischen Druck und Volumenstrom, dafür von einem fast linearen zwischen Drehzahl und Volumenstrom aus. Genauer handelt es sich um einen sechszähniges Außenzahnrad und ein siebenzähniges Innenzahnrad. Juuup, das habe ich mir auch gedacht, da muss praktisch ein Zahn des Innenzahnrades je Umdrehung überholt werden.

    https://upload.wikimedia.org/wikiped...erotor_anm.gif

    Solche Pumpen können in einer Stufe bis knapp unter 200 bar Druck stemmen, was jetzt bei der Motoranwendung nicht das Ziel ist, eher das Dingens ist einfach, verschleißarm, leise, robust und stabil in Bauweise und Leistung und vor allem kostengünstig.

    IMAG2342.jpg

    Der Einlauf in die Pumpe des Pumpendeckels (= Ansaugschnorchel) links, rechts das Pumpenachslager und direkt darüber die Ansaug- und Auslassöffnung des Zahninnenrings. Honda-typisch, einfach und effektiv. Sieht sehr gut aus.

    IMAG2339.jpg

    Hier sieht man das Pumpengehäuse: links unten den Auslass in den Ölkreislauf, links oben Rücklauf über Bypassventil in den Einlass der Pumpe, mittig die Zahnring-Pumpe, der Einlass in die Pumpe befindet sich im Deckel, wobei der Schnorchel jetzt aus der Betrachtungsebene raus stehen würde.

    IMAG2338.jpg

    Hier sieht man das Druckregelventil rechts, den Federniederdrücker und links die Feder mit der der Öffnungsdruck und die Öffnungshöhe gesteuert wird.

    ÖldruckÜberDrehzahl.jpg

    Die zu beantwortende Frage ist, lässt sich der Ölvolumenstrom mit leichten Modifikationen sinnvoll erhöhen? Das Öldruck-Drehzahl-Bild zeigt das ab etwa 2500/min der Öldruck abflacht. Was passiert da? Nun haben wir gelernt der Ölvolumenstrom ist bei dieser Pumpenbauart relativ unabhängig vom Öldruck. Das hieße, ließe das Druckregelventil weniger Öl zurück in den Ansaugbereich, würde mehr Öl durch den Motor gefördert werden. Warum? Nicht weil der Druck nach Pumpe höher ist, sondern weil mehr Volumenstrom durch den Motor (= weniger durch Bypass) muss. Zur Erinnerung, der Volumenstrom durch die Pumpe ist relativ unabhängig vom Gegendruck der Pumpe dafür aber von der Drehzahl nahezu linear abhängig. Das klärt immer noch nicht warum der Knick in der Kurve ist. Was bestimmt den Druck?

    1. Der Motorölkreislauf, der bei einer bestimmten Viskosität und Temperatur des Öls, einen volumenstromabhängigen Öldruck braucht.
    2. Das Bypassventil, das den Druck begrenzen soll und dafür einen Teil des geförderten Volumenstroms zurück in den Ansaugung der Pumpe direkt vor den Zahnring lässt

    Wenn also der Druck über der Drehzahl also einknickt, dann muss das wohl eine Folge des Bypassventils sein. Da wir aber wissen das der Pumpenvolumenstrom in etwa linear zur Drehzahl ist, ist die Druckregelung nur solange wirksam wie der Druckverlust durch den Bypass nicht größer als der durch den Motor wird. D.h. wollen wir mehr Volumenstrom durch den Motor müssen wir den durch 2. reduzieren. Das hat zur Folge das der Druck nach Pumpe steigt und folglich der Volumenstrom durch den Motor. Nicht zu vergessen, das Drehmoment an der Pumpe hängt ebenfalls in etwa linear mit dem Gegendruck der Pumpe zusammen. Das kommt auf die Kostenseite dieser Maßnahme!

    Kleine Anmerkung wegen des Öldruck-Ölvolumenstroms mit höher viskosem Öl. Würde der Druck nach Pumpe ansteigen weil das Öl sich schwerer tut durch den Motor zu fließen (Temperatur niedrig oder Viskosität hoch) dann führt die Pumpe automatisch mehr Volumenstrom im Kreis um die Pumpe, da das Öldruckregelventil immer beim gleichen Druck öffnet, statt durch den Motor! Höhere Viskosität = geringerer Ölvolumenstrom. Das einzige was die Tribologie eines Gleitlagers interessiert ist Ölvolumenstrom, der Öldruck sagt zunächst nur aus "irgendwas widerstrebt dem Fluss, das könnte der Gegendruck des Öls auf dem Weg zum Lager sein". Setze ich ein Stück Lumpen in den Ölkreis habe ich auch irgendwann einen höheren Öldruck...gehabt .

    Den Bypass verschließen sollte man nicht, das zerstört den Motor mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit. Bei der Auslegung was genau man tun kann muss jeder selber ran .
    Geändert von LotusElise (31.07.2020 um 12:41 Uhr)
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    Zitat Zitat von Alf Beitrag anzeigen
    Sehr cooles Blog .....
    Danke .

    Zitat Zitat von Alf Beitrag anzeigen
    Ist schon absehbar wann das Teil finalisiert wird?
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