AGR, Turbolader und technische Details

[Kane.326]

@ Robert

 

kannst du mir das nochmals mit dem Wirkungsgrad in Zusammenhang mit der AGR erläutern?

[Robert_BRG]

Aber klar doch Kane.

 

Also das ganze gild wie angesprochen für Direkteinspritzer im strahlgeführten Brennverfahren mit Magerbetrieb (Schichtladung).

 

Wir spritzen also um den Injektor (beim Benziner um die Kerze) und erzeugen eine zündfähige Wolke mit fettem Gemisch. Nach aussen hin nimmt Lambda zu und das Gemisch wird Mager.

 

Würden wir unseren Brennraum nun mit Frischgas füllen entzieht dieses Enthalpie aufgrund der geringen Temperatur. Da in diesem Betriebszustand die äußere Zone nicht an der Verbrennung beteiligt ist entsteht hier ein Nachteil. Ausserdem NOx durch den Sauerstoffüberschuss!

 

Nehmen wir einen Teil unseres warmen Abgases so müssen wir keinen Kraftstoff verwenden um diese Enthalpiebetrag zu ersetzen.

Ausserdem betten die warmen Abgase unsere Einspritzwolke sehr gut ein und isolieren diese. Dadurch reduzieren sich die Wandwärmeverluste deutlich. Die Brennraumwand ist ja rellativ kalt, weil sie gekühlt wird von aussen.

Hier entsteht die Verbesserung unseres thermischen Wirkungsgrades. Ausserdem reduzieren wir den NOx Ausstoß da ja weniger Sauerstoff zur Verfügung steht.

 

Aber wo viel Licht ist, ist auch Schatten. Denn in diesem Betriebszustand emittieren wir erheblich mehr an HCs. Dafür ist ja der Kat da, aber nur wenn er heiß ist, funktioniert er.

Unsere nun sehr effiziente magere Verbrennung ist aber leider auch recht kalt und lässt den Kat nach 10 Minuten auf 200 bis 250 Grad abkühlen. Da verbrennt der keine HCs mehr!

 

Also wieder Rohemissionen aufwenden um das Abgas zu säubern!

Wie? Ganz einfach Postinjektion (Späteinspritzung): Diese verbrennt nochmal sehr spät Kraftstoff was nicht maßgeblich an der Hauptverbrennung mitmischt. Aber wir erhöhen unsere Abgastemperatur und der Kat funktioniert wieder.

 

Aber unterm Strich bleibt uns noch ein kleines bisschen Wirkungsgradverbesserung.

 

Wenn es egal ist was hinten raus kommt und man den Motor optimal betreiben kann dann würden auch Benziner schon ~3,5L und Diesel noch weniger verbrauchen.

(natürlich in einer Fahrzeugklasse wie den A2)

 

 

Gruss Robert

[Uwe F.]

Wenn es egal ist was hinten raus kommt und man den Motor optimal betreiben kann dann würden auch Benziner schon ~3,5L und Diesel noch weniger verbrauchen.

(natürlich in einer Fahrzeugklasse wie den A2)

 

 

Pest oder Cholera, Schadstoffe oder CO2, mal sehen was uns die Zukunft noch bringt.

 

Kleines Wortspiel zum VW UP!

 

VW IROC wurde später zum Sh IROC co

 

Dürfte wohl jedem klar sein was aus dem UP! wird.

Na klar, ein L UP o

 

Gruß Uwe

[Kane.326]

ja gut, aber bei unseren 1.4TDIs gibts ne Vor- und ne Haupteinspritzung und keine Nacheinspritzung.. wie kommt dann der Kat auf seine Temeratur?

Wenn ich jetzt die AGR einfach still lege, dann gibts halt mehr NOx und weniger HC .. aber einen mehrverbrauch wegen thermischer Verluste ist wohl kaum feststellbar oder?

[Robert_BRG]

Also die Pumpe Düse Motoren sind davon natürlich ausgenommen! Man kann hier aufgrund der Kinematischen gegebenheit nicht zu belibiger Zeit Einspritzen. Die PD Einheiten werden ja von einem Einspritznocken angetrieben.

Diese Motoren haben andere Vorteile womit sie Punkten.

 

Nur Common Rail kann Mehrfacheinspritzungen realisieren. Dazu braucht man dann auch schnell schließende/öffnende Piezo Injektoren.

Damit kannst du rein theoretisch 360 ° Einspritzen (im Versuch selber gefahren)

 

Aber auch der PD erfährt Wirkungsgradeinbußen (nicht im gleichen Maße aber schon vorhandene!)

Aber NUR unter der Vorraussetzung das du auch im Magerbetrieb fährst. Also Teiellast. Wenn ich mir ansehe das dein 1.4 TDI 155 PS hat wirst du wohl eher der homogene Typ sein. Denn bei Volllast nähert auch der Diesel wieder Lambda 1 sowie auch die Schichtlader bei den Benzinern.

 

Gruss Robert

[Kane.326]

dann erläuter mir auch bitte wie ein PD-Motor den Kat beheizt?!

Welche Vorteile haben PD-Motoren vor CR-Einspritzsystemen?

der PD hat Wirkungsgradeinbußen, nicht im gleichen Maße..... erläuter auch bitte das ^^

sorry - interessiert mich halt

[Robert_BRG]

Er heizt den Kat nicht, was auch sein Problem ist. Man hat die Haupteinspritzung bei den letzten Generationen so spät wie möglich gelegt das musste genügen für Euro 4 Mehr war nicht drin mit den Systemen.

 

Ja also der Vorteil der PD Motoren lag eben in der steifen Konstruktion welche es schon vor über 10 Jahren erlaubte Einspritzdrücke von über 2000 bar zu fahren wodurch eine sehr feine Zerstäubung möglich war. Desto feiner das Spray desto leichter Verdampft der Kraftstoff und umso effizienter die Verbrennung (da schnellere Gemischbildung).

Die modernen CR Systeme sind heute gerade mal bei 2000 bar angekommen da war der PD also schon vor über 10 Jahren. Aber sie beherrschen die Abgasseite wie kein anderer. Daher auch der Umstieg von PD auf CR.

 

Warum PD nun nicht mehr gebaut wird sollte klar sein. Es lassen sich nicht die gefordeten Mehrfacheinspritzungen aufgrund der Kopplung an den Einspritznocken realisieren und somit ist er einen "Abgastot" gestorben weil es mit ihm nicht möglich war Kraftstoffsparend und Sauber zu fahren.

 

Kraftstoffsparend geht, aber Abgasnachbehandlung nur mit externer Nacheinspritzung. Wurde in Versuchen gefahren hat auch super geklappt aber es ist für die Brot und Butter Wagen zu teuer.

Die letzten im Versuch gefahrenen PD Einheiten kratzten an der 4000 bar Marke. Da wird CR wahrscheinlich erst in weiteren 10 Jahren sein wenn man überhaupt noch weiter an den Drücken fummeln wird. Ich denke eher an andere Injektoren für die Zukunft.

 

Nicht schlimm Frag ruig. Es gibt ja bekanntlicher Weise keine Dummen Fragen ;-)

So lange ich darauf Antworten weiss werd ich was dazu schreiben. Ansonsten müsste ich auch erst wieder Nachfragen. So lange ich die Wissenquellen habe wie zur Zeit sollte das auch kein Problem sein. Abgesehen von Aktuell laufenden Forschungen, dafür sollte jeder Verständnis haben das ich da nicht ins Detail gehe.

 

 

Gruss Robert

[Kane.326]

lassen wir mal die marginalen Abgaswerte außen vor .. was passiert wenn ich bei einem typischen 1.9TDI mit 96KW die Einspritzung nach Früh verlege? Weil du schreibst ja, dass diese nach Spät verschoben wurde... mehr Leistung, weniger Verbrauch? oder was?!^^

 

Jetzt fehlt noch die Frage zu den Wirkungsgradeinbußen

[Robert_BRG]

Beim verlegen des Einspritzzeitpunktes nach früh würde erstmal nur eines passieren, dass Gemisch hat mehr Zeit zum Verdampfen und er zündet unter Umständen auch etwas schneller. Damit kannst du weniger Verbrauch realisieren.

Wenn du mehr Leistung willst musst du etwas früher legen und vor allem mit der Einspritzmenge höher gehen. Die Abgase wären dann eine Katastrophe. Aber das macht ja dein Steuergerät für dich wenn du Last forderst. Was ich hier erzähle gilt doch nur für die Teillast also da wo du eh Relativ wenig Umdrehungen fährst. Da hat dann auch bei später Einspritzung das Gemisch immer noch genug Zeit zum Verdampfen. Verwechsle bitte nicht die Effiziente Teillast mit der Leistungsbringenden Volllast. Bei Volllast wird AGR fast komplett zu gemacht und der Motor Fett betrieben (auch ein Diesel nähert sich hier Lambda 1)

Aber ich glaube du hast hier eine falsche Vorstellung. Wenn ich von Wirkungsgradverbesserung spreche dann handelt es sich hier für eine Aplikationsentscheidung höchstens um 1 Maximal 2 Prozentpunkte im Wirkungsgrad! Das sind ja auch Welten im Motorenbau.

Wichtig ist immer das Gesamtkonzept zu betrachten. Man dreht in der Regel nicht an einer Schraube und hofft das dies den Gewünschten erfolg bringt.

 

Wenn du AGR Lahm legst muss auch etwas mehr Ladedruck gefahren werden um die Verluste der Ladungswechselschleife zu kompensieren.

 

Hierfür gibt es keine Pauschalantwort.

 

Zu den Wirkungsgradeinbußen dachte ich eigentlich das man das aus meinem letzten post entnehmen kann.

Also er hat deswegen nicht die gleichen Wirkungsgradeinbußen weil er nicht die gleiche Menge Rohemissionen aufwenden kann wie ein CR System da er ja keine echte Postinjektion schafft! Darum hat man die Haupteinspritzung so spät wie möglich gelegt. Das bedeutet auch die letzten PD laufen noch sehr effizient nur eben aus diesem Grund schaffen sie leider nur Euro 4 !

Würde man beim PD eine externe Nacheinspritzung durch Injektion in den Abgasstrang realisieren würde man Euro 5 (vielleicht sogar 6) schaffen! Nur dann hat man wie Einbußen aufgrund der zusätzlich eingebrauchten Kraftstoffmenge zur Abgasnachbehandlung (quantitativ genauso wie beim heutigen CR).

 

Gruss Robert

[Kane.326]

Ladungswechselschleife..

würde ein Diesel mit Pop-off ventil mit Rückeinspeisung - wies serienmäßig bei den Turbobenzinern ist, was bringen?

Wegen den hohen Ladedrücken hab ich beim Lastwechsel sicherlich nen Rückstau bis zum Turbolader, der die Turbine abbremst. Außerdem drückts mir etwas Luft bei beiden Stutzen von der Kurbelgehäuseentlüftung (Ventildeckel und Ansaugschlauchstutzen) raus. Bzw man siehts am Öl. Aber auch erst seit dem starken Tuning.

[Gast Ge.Micha]

Aktuelle AMS:

 

Weitere Reduktion des Hubraumes und der Zylinder bei gleichzeitig höheren Turbodrücken wird die Zukunft sein.

Heißt, so wie sie schreiben, der 2.0 TDI 143 PS 340 NM z.B aus dem A 4 wird in naher Zukunft ein 1.2 Liter Turbo mit Dreizylindern sein. Beim Benziner gilt gleiches.

[Uwe F.]

Ich glaube kaum, das Premiumfahrer mit der Laufkultur eines 3 Zylinders in einem A4 zufrieden zu stellen sind.

 

Das Downsizing hat doch nur den Zweck, den Flottenverbrauch zu senken damit die Hersteller nicht allzuviel Druck bekommen weil sie weiterhin ihre 400, 500 oder gar 600PS Boliden auf den Markt hauen.

 

Und die Mehrheit fällt darauf rein.

 

Schaut Euch mal die Motorenpalette des BMW 1er auf bmw.us an.

Die wollen uns hier in D nur verar...en.

Schluß mit Öko, Hubraum und Leistung satt, für alle.

 

Gruß Uwe

Bearbeitet 9. Dezember 2009 von Uwe F.

[phoebus]

und wie langlebig und robust die Motoren sein werden bleib ja auch noch offen

Bearbeitet 9. Dezember 2009 von phoebus

[hirsetier]

...Schaut Euch mal die Motorenpalette des BMW 1er auf bmw.us an....

 

Die haben da ja ned mal die normalen einser, nur Coupe und Cabrio .

Dies müssen dann natürlich die "richtigen" Motoren haben, auch wenn die die Leistung niemals ausfahren dürfen...

[Robert_BRG]

@Kane.

 

Die verluste der Turbine entstehen nicht weil der Lader gegen eine gschlossene Drosselklappe drückt, sondern weil dir die Abgasmasse fehlt Wenn im Brennraum kurzzeitig nichts passiert.

 

Mach einmal den Selbstversuch und halte beim Staubsauger die Öffnung zur und du wirst sehen seine Drehzahl steigt. Er hat dann keine Masse mehr zu bewegen und dreht im eigenen Saft.

 

Ich seh schon du willst die trick wissen wie man Ladedruck bei Lastwechsel aufrecht erhalten kann.

 

Ich kann es dir verraten aber nur wenn du das nicht nachmachst! Kleiner Tip wird bzw. wurde im Ralley Sport gemacht. Im Urquattro lagen bei geschlossener Drosselklappe 4 Bar an. Darum musste da auch Walter sitzen, sonst wäre das Wägelchen einfach von der Strasse gehüpft beim wieder öffnen der DK ;-)

 

Wie hast du denn deinen Ladedruck erhöht? Größerer Lader oder Software?

 

Gruss Robert

[Kane.326]

dass mir die Abgasmaße fehlt is mir klar .. nur die Luft staut sich doch, wenn die Drehzahl schlagartig sinkt beim Schalten. Mit oder ohne Drosselklappe....

ja, dann verrate es mir doch ^^

Turbolader vom 115Ps 1.9TDI und Software vom Rainer Kaufmann

[Robert_BRG]

Mir fällt gerade ein das klappt nur bei Benzinern. Da wurde Kraftstoff in den heissen Turbo gelassen dieser Fungiert dann als Kraftmaschine. Ist schon Clever aber für den Strassenverkehr mal wieder zu riskant. Kommen auch ordentlich Stichflammen aus dem Auspuff ;-)

 

Gruss Robert

[Kane.326]

und zur frage ob sich ein popoff lohnt? denn der Turbo wird beim Diesel eindeutig abgebremst beim Schalten und muss dann erst wieder auf Dreh´zahl gebracht werden..

[Robert_BRG]

Nein lohnt es sich nicht. Die Drehzahl deines Laders sinkt nicht weil er gegen eine Geschlossene Wand drückt sondern weil die energiereiche Abgasmasse fehlt. Du hast doch am Lader ein Bypass. Oder hast du den abgebaut?

 

Gruss Robert

[Kane.326]

VTG .. nix bypass

 

und wieso drückts dann vorm Turbolader Saugseitig das Öl raus? Bei übrigens vielen Motoren schon gesehen.

[Robert_BRG]

Hmm VTG Lader.

 

Überlegen wir mal zusammen. Du leitest einen Teil deines Frischgases am Lader um und wieder rein. Was machen meine Leitschaufeln? Die bleiben in Spitzen winkeln da wir weiterhin Wenig Abgasmasse haben.

Somit Förderst du nur im Kreis dann aber mit hohem Gegenmoment. Das Öl haste dann auch noch im Bypass drin. Der enorme Rückstau ist aber nicht normal. Heisst ja das Brennraumdruck und Ladedruck gleich werden. Das sollte auch bei Schubabschaltung nicht der Fall sein. Hast du was an den Ventielsteuerzeiten geändert?

[Kane.326]

nö .. und ich hab das phänomen schon an nem serienmäßigen 1.9tdi und an nem 3.3tdi gesehen.. direkt am Stutzen wo der Turbo seine Luft saugt, drückts Öl raus...

 

von welchem Bypass sprichst du?

ich war mal in der Motorenentwicklung bei Audi und die meinten, dass es schon einen Rückstau beim Schalten gibt, aber der wäre vernachläßigbar, weil es keine Drosselklappe gibt... Nur bei Diesel und Tiptronic gäbs kleine Komplikationen, weil die Drehzahl schnell abfällt, weil die Getriebespreizungen größer sind und schneller geschaltet wird.

 

Es gibt aber aufjedenfall diese Druckwellen, die beim Sauger für ein Resonanzschaltsaugrohr verwendet werden. Könnt ich mir auch beim Dieselturbo vorstellen, denn da gehts um deutlich mehr Luftmasse

[Robert_BRG]

Stimmt das Öl am Ansaugstutzen kenne ich. Das würde bedeuten das die kinematik der Gassäule so groß ist es es zu einer Umkehrbewegung im Brennraum kommt und die Luft samt Ölbenetzung wieder durch das Einlassventil nach draussen kommt bevor EV schließt.

 

Das kenne ich eigentlich nur von hochdrehenden Benzinern wo die EV Schließen Zeiten sehr spät gelegt werden um die o.g. Dynamik der Gasäule auszunutzen.

 

Bei Dieseln war mir dieses Problem nicht bekannt da diese ja auch nicht so hoch drehen werden hier ja die EV Schließen nicht so Spät gelegt. Aber auch ich habe an unseren 1.9er TDI T4 Bus am ansaugstutzen des Turbos diese Ölspuren. Beim Bus sehr Praktisch da dort der Turbo oben auf dem Motor drauf sitzt, das sieht mann dann gleich als erstes wenn die Haube aufgeht.

 

Theoretisch könnte dein Pop Off Ventil hier helfen. So wie ich es verstanden habe möchtest du bei Lastabschaltung des Motors den Frischluftmassenstrom einmal um den Lader leiten und saugseitig wieder reinschieben. Probieren kannst du es aber aufjedenfall wird es noch länger dauern bis der Ladedruck da ist. Da das Ventil erst wieder schließen muss und dann baut sich Druck auf.

 

Aber ein Versuch ist es Wert ;-)

 

Gruss Robert

[Kane.326]

hab das schon vor nem Jahr probiert

ich meine, dass die Luft garnicht vom Brennraum kommt.. sondern, dass sich einfach die Luft staut und dann gibts vorm Turbolader überdruck. Und vorm Turbolader ist die Luft schon ölig und zwar von der Kurbelgehäuseentlüftung, weil die vorm Turbolader saugseitig mündet!

[cer]

Bitte nicht böse sein, ich habe diesen wertvollen Teilthread rausgenommen.

Beide Threads können sich so besser entwickeln.

[Robert_BRG]

Ja ist auch Logisch das es nichts bringt. Da der Diesel ja ein Entdrosselter Motor ist (keine DK) schiebt der einfach die Luft durch den Brennraum.

Bei der von dir beschriebenen Lastabschaltung, spritzt der dann einfach nichts ein. Die Luftmenge geht weiterhin durch den Motor. Allerdings fehlt dir die Enthalpie im Abgas und somit bricht die Laderdrehzahl ein, da ja nun ein größeres Moment auf der Verdichter Seite herrscht.

Das umgehst du auch nicht durch einen Bypass (oder Pop Off Ventil)

 

Das kannst du beim Diesel nur durch eletrisch unterstütze lader realisieren. Hat es auch schonmal gegeben.

Da der Kunde aber mit dem Fahrverhalten eines normalen Turbo Motors leben kann hat sich der Elektonisch unterstütze Turbo nicht durchgesetzt.

 

Das Öl kommt von der Kurbelwellengeäuseentlüftung und wird warhscheinlich durch die Pulsation der Gasmassen dort so ungünstig rausgedrückt.

 

Gruss Robert (der sich gerade auf sein Wochenende freut)

[Kane.326]

@ Robert BRG

ich muss das nochmals auspacken...

ich dachte ich hätte das saugseitige Öl vom Turboanschluss beseitigt .. es ist wieder da ^^ und bei nem freund - ebenfalls 90PS TDI - ist es auch!

 

woher kommt das genau..... ich merke beim Fahren bei Vollgas einen Unterschied ob der Sauganschluss dicht ist oder nicht! Evtl werden die LMM-Werte leicht verfälscht, weil ein Teil der angesaugten Luft dort entweicht! --> Ruß

weißt du inzwischen mehr?

[Robert_BRG]

Ohh altes Thema ;-) (musste ich erstmal lesen bevor ich wusste worum es geht)

 

also Kane, so wie ich dich verstanden habe hast du trotz nicht angeschlossener Kurbelwellengehäuseentlüftung Öl am Lader (saugseitig).

 

Oder ist die Kurbelwellengehäuseentlüftung vor dem Lader eingebunden?

 

Gruss Robert

[Kane.326]

ja die is dran...

vorm Turbo gibts ja keinen Überdruck, eher Unterdruck... wieso drückts da Öl raus?

[A2-D2]

Es herrscht Unterdruck wenn der Turbo konstant dreht oder wenn der Turbo schneller wird.

 

Sobald die Drehzahl vom Turbo abfällt herrscht Überdruck, da die Strömungsgeschwindigkeit vor dem Drehzahlabfall relativ hoch ist und durch die geringere bzw. abfallende Turbinengeschwindigkeit nicht mehr so viel Masse durch den Turbo geschoben wird. Folge ist ein Stau der strömenden Luftmasse was für kurzzeitigen Überdruck sorgt. Dieser kurzzeitige und vor allem stoßweise Überdruck reicht ggf. aus um das Öl am Flansch zwischen Ansaugseite des Turbos und Ansaugluftführung raus zu drücken.

 

Du kannst dir das ungefähr so vorstellen wie Wasser was eine Rinne lang läuft. Staust du dann an einer Stelle abrupt das Wasser hast du unmittelbar an der gestauten Stelle einen recht hohen Druck - nur dass hier das Medium kein Wasser sondern Luft ist.

 

Der gleiche Effekt tritt auch beim Benziner an der Drosselklappe auf. Hier sorgt der Rückstau und erhöhte Druck sogar dazu, dass Ölnebel aus der Kurbelgehäuseentlüftung vor die Drosselklappe gelangen kann - die DroKla sieht dann von beiden Seiten versifft aus.

Bearbeitet 9. November 2010 von A2-D2

[Kane.326]

ja gut .. was macht man da dagegen? ^^

nen dickeren gummi hab ich ums verrecken nicht drauf gebracht ...

[A2-D2]

Das weiß ich nicht.

 

Da dein Motor mit Sicherheit Serie ist könnte es vielleicht reichen die Ansaugluftführung gegen eine neue zu tauschen die noch nicht so oft (de)montiert wurde und strammer auf dem Flansch sitzt.

[Gast Audi TDI]

mit leichtem Siff leben

Ich wusste doch dass Dein A2 männlich ist und sein Revier markiert

[Robert_BRG]

Es ist fast so wie A2-D2 schreibt. Nur das die verursachte Stauwelle nicht vom Lader kommt sondern von der weniger benötigten Luft des Motors. Sobald du beim Schalten oder Auskuppeln einen abrupten Drehzahlabfall im Motor verursacht. Staut sich die Luft und verdichtet sich ansaugseitig ein wenig. Der die Laderdrehzahl schleppt sowohl beim Hochdrehen wie auch beim Abfall der Motordrehzahl nach. (Massenträgheit von Turbine und Verdichter und geringer Wiederstand)

 

Dieser Druckstoß wird die wohl Ölnebel aus der Kurbelwellengehäuseentlüftung durch deine Flanschverbindung schieben.

 

Gruss Robert