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

[LotusElise]

An Einlauftrichtern mangelt es nicht...

Ist wie im Fußballstadion, nur voll macht's richtig Spaß...da darfs nich klemmen !

Scheint auf den Endspurt zu zugehen.

Richtig, hab am Wochenende alle noch offenen Aufgaben zusammengefasst. Auf Untersystemebene, wie z.B. das obige Kraftstoffsystem, sind es noch 16 offene Punkte ohne Kabelbaum, der birgt selber noch einiges an Arbeit um die vom Honda Acura RSX abweichenden Sensoren einzubinden. Aktuell suche ich einen TÜV'er im Norden der Republik, der ein Herz für fein entwickelte Motoren hat und mit mir mal das durchspricht was muss und kann. Zu tun gibt es noch genug und die Zeit bis Ende April scheint seeehr intensiv zu werden.

[LotusElise]

Bin echt Mega gespannt, auf das Gerät!

Ünd i escht!

[SPY#-2194]

Definiere “im Norden der Republik”.

Nördlicher, als dein Wohnort?

[LotusElise]

Definiere “im Norden der Republik”.

So wie geschrieben. Ich habe ihn noch nicht erreicht, aber wir wurde z.B. der Axel von Blittersdorf empfohlen. Der Motor muss getüvt werden, da ist Hamburg nicht das Hindernis...so meine ich das mit dem Norden von Deutschland.

[LotusElise]

ECU-Funktionsaufbau:
Habe mir eine Funktion gebaut, die die Liefergraddifferenz aus dem aktuellen und dem Zielliefergrad aus dem aktuellen Lambda und dem Ziel-Lambda berechnen. Eingangsgrößen sind:

• Differenz Lambda
• Zylinderzahl
• spez. Gaskonstante Luft
• Lufttemperatur (IAT)
• Mindestluftbedarf des Kraftstoffs
• Hubraum
• Plenumsdruck (MAP)

Die Funktion ist geprüft und tut exakt das was sie soll. So lässt sich die Differenz zum aktuellen Liefergrad addieren und so erhält man den neuen Tabellenwert im aktuellen Arbeitspunkt des Motors und muss nicht erst am Prüfstand verschiedene Einstellungen austesten um aktuelles und Ziel-Lambda zu Null Differenz zu fahren. Haltech, Link, MoTec, Hondata, Emtron, Doctronic und andere bieten das teilweise schon automatisiert an, d.h. man fährt durchs Kennfeld und ein Algorithmus rechnet bei ausreichend langer Haltedauer den besser passenden Liefergrad aus...das ist hilfreich, aber im AEM Infinity aktuell noch nicht implementiert, da gibt es was ähnliches was ich implementiert habe, das aber deutlich sensibler auf Lambda-Fehlmessungen reagiert. Jedenfalls ein weiterer Schritt der stetigen Qualitätsverbesserung.

Ventildeckel:
Jetzt kommt eROTik in den Motorraum: Ventilhaube, ASB und Ansaugrohr sind gerade beim Dash-gleichen Pulvern. Davor gab es noch eine durchlassfreudigere Kurbelgehäuseentlüftung.

Ventildeckel8.jpg
Ventildeckel7.jpg
Ventildeckel5.jpg
Ventildeckel6.jpg

Evtl. müsste man die erste Austrittskante noch runden oder anfasen, sonst ist der Durchlasskoeffizient zu groß und der Vorteil der größeren Querschnittsfläche wird nicht voll ausgeschöpft.

[Alf]

Viel hilft viel...

Catchtank hast du schon verbaut?

[1HGEJ2]

Hab ich es richtig verstanden das die simulation nun vollständig simuliert wurde und es nun fertig ist?

[LotusElise]

Viel hilft viel...

Sagt man so, passt auch manchmal .

Catchtank hast du schon verbaut?

Der wird noch gebaut.

[LotusElise]

Hab ich es richtig verstanden das die simulation nun vollständig simuliert wurde und es nun fertig ist?

Der Ironie nicht abgeneigt der junge Mann . Es wurden mehr als 120 verschiedene Simulationen allein von der Ansaugbrücke - immer im Motorgesamtverhalten - durchgeführt. Mit der Simulation ist man nie fertig, man setzt mutig einen Schlusspunkt unter diese Endlosschleife an Erkenntnissen . Den habe ich vor Konstruktion der Teile gesetzt gesetzt, aber während der Bauphase immer wieder angeschmissen um weitere Varianten der besseren Bauraumausnutzung vs. Motorcharakteristik zu generieren. Einen Abschluss der Simulation sehe ich erst wenn der Motor am Prüfstand lief und nichts mehr geändert wird. Geplant soll das in knapp 6 Wochen sein.

Es bleibt spannend, da noch ein Langlaufteil zu bestellen ist: Antriebswelle rechts. Der Rest ist kindergarten bis herausfordernd und innerhalb der Zeit machbar...jedenfalls äußerst spannend

.

Bezüglich der ECU-Vorbereitung. Aktuell ziehe ich alle relevanten Parameter in Anzeigen und Laufanzeigen sowie erstelle noch 2-3 Funktionen für eine effizientere Abstimmung, die noch auf meiner Liste stehen.

[1HGEJ2]

Nö wollte keine Ironie verbreiten...sondern wissen wann die simulationen abgeschlossen sind. Aber so wie ich verstanden habe wenn der motor aufm prüfstand war.

[LotusElise]

Nö wollte keine Ironie verbreiten...sondern wissen wann die simulationen abgeschlossen sind. Aber so wie ich verstanden habe wenn der motor aufm prüfstand war.

Oh, tut mir leid, meine Misinterpretation. An der oben gezeigten DAMPFHAMMER-Drehmomentkurve aus der Simulation wird sich nichts mehr ändern, das ist meine Maßgabe, die es zu erreichen gilt. Was noch gemacht wird sind Varianten um Sensitivitäten (= Änderung im Drehmomentverlauf pro Änderung im Design) zu extrahieren um evtl. Abweichungen von Simulation und Messung schneller interpretieren zu können um evtl. Gegenmaßnahmen einzuleiten. Als Beispiel, wenn in der Simulation der VTC Winkel bei 8500/min bei 20° lag und in der Realität aber bei 25°, dann will ich wissen welche Bauelemente für die bessere Spülung des Motors bei dem Betriebspunkt sind. Das kann ich dann wiederum für die Testplanänderung bei z.B. den Injektorvarianten heranziehen. Bessere Spülung -> weniger klopffreudig Verbrennung -> Spritzbild-Öffnungswinkel kann angepasst werden um mehr Leistung rauszukitzeln...oder so'n Zeugs.

[RGT]

Mal ne Zwischenfrage, gibt es einen Grund, warum du nicht den K24 Block genommen hast?
Dann wäre doch bestimmt mehr Leistung drin gewesen.

[LotusElise]

Mal ne Zwischenfrage, gibt es einen Grund, warum du nicht den K24 Block genommen hast?...Dann wäre doch bestimmt mehr Leistung drin gewesen.

Gute Frage RGT. Hubraum ist bekanntlich durch nichts zu ersetzen, außer durch noch mehr Hubraum. Darüber habe ich auch nachgedacht. Was mich daran hinderte soll nachfolgende Grafik zeigen.

DAMPFHAMMER Potential.jpg

Darin sieht man zwei Motorsimulationen des gleichen Motoraufbaus, einzig der Bohrung und Hub sind verschieden. In grün der 87,5x99 und in blau der 86,5x86 Motor, in rot wiederum jeweils die 16 bar Mitteldrucklinie von jeweils 4500/min-8500/min. Diese liegt für den 86x86 Motor bei 258 Nm und für den 87x99 Motor bei 303 Nm. Wie man erkennen kann, reduziert sich der Mitteldruck oder das Drehmoment des K24-Aufbaus nach 7000/min deutlich, während der K20-Aufbau den Mitteldruck locker bis 8000/min halten kann und dann erst einbricht. Das liegt daran dass der aktuelle Aufbau, insbesondere der Einlasskanal, nur auf den K20 abgestimmt ist. Der größere Motor kommt mit den aktuellen Kanälen ab 7000/min nicht mehr zurande, da die Schallgeschwindigkeit dort im engsten Querschnitt schon an der physikalischen Grenze von 0.6 Mach ist.

Um den K24 Kurbeltrieb auf die 16 bar zu bringen müsste ich beim Zylinderkopf wesentlich mehr investieren, und hier liegt der Hund begraben. Den Kanal aufreißen kann jeder, nur die Luft effizienter als im Serienkopf fließen zu lassen, das ist die Kunst. Bisher kenn ich nur einen der das kann, Larry von ENDYN aus Texas (USA). Dieser hat das sogar schon mit einem Ventil-Hals-Verhältnis (Valve-Throat-Ratio) von 0,92 geschafft hat. Was der gerade mit seinen selbst entwickelten Zylinderköpfen treibt, ist sensationell. Kosten angeblich 3 x OEM-Zylinderkopf-Neupreis und sind noch im Entwicklungsstation...also ließ ich die Finger weg. Lunkerfrei nachgewiesen - ich bin sofort dabei.

Klar, der größer Hubraum ist der Knaller, um die 40 Nm und 40 PS mehr über das ganze Drehzahlband? Wer sagt da nein ? Nur die …mehr als 16 bar Mitteldruck von 4500/min-8500/min.

[Alf]

n00b-Frage: Den K24 drehst du doch aber letztlich garnicht so hoch wie in deinem Diagramm angegeben.
Daher fällt letztlich das Moment gegen Ende hin nicht so sehr ab, also das Delta von Maximum zu Endwert ist nicht so hoch?

Soweit ich das gelesen habe, gehen die K24/20 im Regelfall von der Drehzahl nicht höher als ~7700U/min. In dem Bereich liegst du ja immernoch über der Leistung vom 2L...

[LotusElise]

... K24 drehst...nicht so hoch wie in deinem Diagramm angegeben...

Gute Frage! Was begrenzt die Lebensdauer bei Anwendung von noch höherer Drehzahl:

• Ventil-Nocken-Kontaktverlust - der liegt aktuell oberhalb von 9500/min
• Steuerketten - liegen aktuell oberhalb von 10.500/min
• Kolben-Kopf-Kontakt - liegt beim Dampfhammer K20 oberhalb von ca. 9500/min, beim K24 über 10.000/min
• Kolbenbolzenbruch - nur über Dauerbruch mgl. da andere Schwachstellen
• Hohnungsverschleiß und in Folge mehr Blowby und schlechtere Schmierung - nur über Laufzeit bei hohen Drehzahlen
• Kolbenbruch - noch keinen aufgrund nur von Drehzahl bei Mahle-Kolben beobachtet
• Fließen der Pleuelschrauben - läge oberhalb von 10.500/min
• Dauerbruch der Pleuelschrauben - läge oberhalb bei 11.250/min

Klar sind 28-29 m/s mittlere Kolbengeschwindigkeit abartig hoch, d.h. er müsste je nach Applikation bei 8000/min-9000/min eingefangen werden. Wichtig sind hier die Spiele der Lager, das des Kolben-Laufbuchsen-Systems und das verwendete Öl sowie dessen Temperatur- und Chemiehaushalt und schließlich die Honung. Die Abstimmung, insbesondere des Reglers an der Drehzahlgrenze und des Lambdas sind ebenfalls entscheidend. Prinzipiell lässt er sich aber zum Beschleunigen durch die Gänge bis 8700/min drehen. Ich würde ihn dann dynamisch über eine Zeitverzögerungsfunktion auf 8500/min runter holen, in dem man z.B. die Nockenphase nach spät nimmt, dann kommt er sanft eingefangen von allein.

Dauerbruch ist eine Frage von Zeit und Belastung, die Drehzahl für einen Spontanbruch wird bei 9000/min noch nicht erreicht. Der Rest ist Abstimmungssache: Spiele, Lambda und Regelung an und von den Grenzen von Mechanik und Thermodynamik.

Soweit ich das gelesen habe, gehen die K24/20 im Regelfall von der Drehzahl nicht höher als ~7700U/min. In dem Bereich liegst du ja immernoch über der Leistung vom 2L...

Für Serienkolben würde ich auch nicht über 7800/min gehen, da das Spiel zur Laufbuchse das auf Dauer nicht mitmacht. Der wird zu heiß, das Öl lokal ebenfalls = Film ist hoch belastet. Das Öl verändert sich physikalisch und teilweise chemisch ungünstig. Wenn dabei noch unzureichend von oben gekühlt wird (zu mager Mischung) kippt das System. Kolben reibt, entweder gibt dann das Pleuel nach oder der Kolben knutscht die Ventile...meistens klopft es dann noch zur Feier so daß der Kolben meist angeschmolzen wird, dann ist eh Feierabend...