Geschichte
Die Wassereinspritzung wurde das Erstemal als Tuningmaßnahme im 2.Weltkrieg in den Messerschmidtflugzeugen verwendet. Es wurde ein Wasser-/Methanolgemisch eingespritzt und steigerte so die Leistung kurzzeitug um ca. 40 Prozent.
In der Fahrzeug Industrie fand sie in der Formel 1 in der Turboära Anwendung. Im Saab 99 Turbo in den 80igern gab es optional eine Wassereinspritzung von Werk aus zu kaufen.
Heute findet die Wassereinspritzung im Rally Sport, Dragst Rennen und Traktorpulling hauptsächlich Anwendung und natürlich im Tuningbereich.
Wie funktioniert sie?
Die Wassereinspritzung findet hauptsächlich bei Turbomotoren Anwendung obwohl sie auch beim Saugmotoren möglich ist und dort aber nur einen geringen Leistungszuwachs bringt.
Wasser wird mittels einer Düse in die Ansaugung nach dem Ladeluftkühler eingespritzt. Es zerstäubt fein und wird mit der Luft in die Brennkammer angesaugt, in der Brennkammer findet erst die wirkliche Reaktion statt, dass Wasser fängt zu verdampfen an und expandiert. Durch das Verdampfen entzieht das Wasser der Luft Energie und senkt somit die Temperatur.
Durch diesen Vorgang sinkt die Temperatur und die Gefahr des Klopfens (Entzündung des Gemisches an anderen heißen Teilen im Brennraum bevor der Zündfunke war) vermieden wird, somit kann man den Zündzeitpunkt nach vorne stellen oder den Ladedruck erhöhen.
Es wird ein Wasser-/Methanolgemisch verwendet. Das Wasser sollte destilliert sein, da sonst Kalkablagerungen im Motor entstehen, dass Methanol wird zugesetzt um einen Betrieb im Winter auch zu ermöglichen und um die Klopffestigkeit noch weiter zu steigern. Methanol hat eine Klopffestigkeit ROZ von ca. 110. ROZ ist ein Maß für die Klopffestigkeit und diese wird in einem Versuchsmotor ermittelt.
Allgemein:
Eine Leistungssteigerung von ca. 20 bis 30% ist möglich. Ab ca. 400 Euro für ein Set ist man dabei. Der Verbrauch soll so bei ca. 1-2 Liter Wasser auf 100km liegen, aber kommt auf den Motor und die verwendeten Einspritzdüsen drauf an. Die Wassereinspritzung eignet sich super als Ersatz oder als Ergänzung zu einem Ladeluftkühler, man hat den Vorteil, dass die Abkühlung weit unter der eines Ladeluftkühlers liegt. Bei einem Ladeluftkühler ist die Umgebungstemperatur das Minimum der Abkühlung.
Hier 3 Homepage Seiten wo es Sets zum kaufen gibt:
www.turbotuning.net
www.3sxperformance.com
www.apexperformance.co.uk
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Donnerstag, 20. Mai 2010
Donnerstag, 11. Februar 2010
Technik Klopfen
Das Thema Klopfen beschäftigt schon seit Jahrzehnten die Motorenentwickler und die richtige Zündung, ist auch ein Punkt des Erfolges über hohe Leistung und gutes Ansprechverhalten.
Was ist Klopfen überhaupt?
Wie jeder weiß ist der Ottomotor ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor mittels Zündkerze, es gibt aber zwei abnormale Verbrennung wo dies nicht der Fall ist:
1. Glühzündung (Entzündung des Gemisches an heißen Stellen
z.B.: Zündkerze mit falschen Wärmewert, Ölablagerungen
usw.)
2. klopfende Verbrennung
Die Glühzündung ist die "ungefährlichere" für den Motor, da sie ungefähr wie eine zweite Zündkerze ist und die Verbrennung langsam abläuft, sie ist aber trotzdem unerwünscht, da sie unkontrolliert zu einem beliebigen Zeitpunkt auftritt.
Die klopfende Verbrennung ist eine plötzliche Selbstentzündung des noch unverbrannten Gemisches im Zylinder.
Es gibt 3 Einflussfaktor dafür:
1.betriebstechnische Gründe (Drehzahl, Last)
2.kraftstoffspezifische Gründe (Oktanzahl)
3.Geometrie (Brennraumform, Zündkerzenanordnung, Zylinderwandtemp.….)
Allgemein kann man sagen die Bereiche bei Vollast und niedrigen Drehzahlen sind klopf gefährdeter als hohe Drehzahlbereiche, warum werden Sie später erläutern.
Auswirkungen des Klopfens?
Dadurch das es eine plötzliche Entzündung des Gemisches ist, kommt es einer Detonation gleich und es treten Flammgeschwindigkeiten bis zu 1500m/s auf, welche um das 10fache höher sind, wie eine normale Flammenausbreitung im Motor. Diese Detonation führt zu einer hohen thermischen Belastung des Triebwerkes und auch zu Abtragungen von Material am Kolbenboden.
Die Zylinderwände werden in Schwingung versetzt und führen zu diesem klopfenden bzw. klingenden Geräusch.
Was verursacht Klopfen bzw. verhindert es?
Klopfen ist eine Selbstentzündung des Gemisches, dafür ist eine gewisse Energie notwendig. Normalerweise wird diese Energie für die Zündung von der Kerze bereit gestellt, aber in diesem Fall kommt sie durch die Verdichtung des Gemisches zustande. Die Verdichtung kommt einerseits durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens zustande und andererseits durch die Ausbreitung der Flammenfront, welche durch die Kerze entzündet wurde und eine „Druckwelle“ vor sich herschiebt. Irgendwann hat das sogenannte Endgas (noch nicht brennendes Gemisch) einen Zustand von Druck und Temperatur erreicht wo es sich selbstentzündet und schlagartig explodiert.
Wir definieren schnell 2 Dinge, damit wir die Maßnahmen besser beschreiben können:
tf... Zeit welche die Flammenfront der Zündkerze bis zum
Durchbrennen des gesamten Gemisches braucht, also
z.B. von Mitte des Zylinders bis an die Zylinderwände
tsz...Zeit von den Vorreaktionen im Endgas bis zur
Selbstentzündung
Also die Bedingung ist das tf
Maßnahmen zur Verringerung von tf :
- kompakte kleine Brennräume, die für kurze Brennwege
sorgen, kann auch durch zwei Zündkerzen z.B. erzeugt
werden
- leicht fettes Gemisch um 0.9 Lambda, da hier die
Brenngeschwindigkeit geringfügig höher ist
- Erzeugung einer hohen Gemischbewegung, wobei es
Grenzen gibt, da bei sehr hohen Verwirbelungen die Flamme
ausgeht. Dies ist auch ein Grund warum hohe Drehzahlen
weniger Klopfneigung haben, da die Verwirbelungen dort sehr
viel größer sind als die bei kleinen Drehzahlen.
Daher werden auch sogenannte Quetschkanten bei den
Kolben konstruiert, die die Verwirbelung im
Zylinderwandbereich erhöhen, welcher ja am Klopf
gefährtesten ist.
Einflüsse auf tsz:
- Ansaugzustand (p1,T1), sollte eine tiefe Temperatur und
Druck aufweisen um tsz zu verringern. Ein hoher Druck führt
nämlich auch zu einer leichteren Entzündung
- Verdichtungsverhältnis, sollte gering sein
- Zündzeitpunkt sollte nach spät also näher zu OT verstellt
werden (dies macht die Klopfregelung zum Beispiel)
Was können wir nun darauß lernen:
Klopfen ist ein sehr wichtiger Punkt, der uns die Leistungsgrenze des Ottomotors nach oben beschränkt. Wir können nur schauen, dass wir bei unseren gegebenen Motoren, wenn wir Probleme mit Klopfen haben und wir keine Leistungseinbuße erfahren wollen, die Ansauglufttemperatur senken (Ladeluftkühler), Einspritzung von kühlenden Flüssigkeiten z.B. Wasser/Alkoholgemische oder dass wir das Gemisch anfetten um somit die Kühlung zu erhöhen bzw. die Flammgeschwindigkeit zu erhöhen.
Was ist Klopfen überhaupt?
Wie jeder weiß ist der Ottomotor ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor mittels Zündkerze, es gibt aber zwei abnormale Verbrennung wo dies nicht der Fall ist:
1. Glühzündung (Entzündung des Gemisches an heißen Stellen
z.B.: Zündkerze mit falschen Wärmewert, Ölablagerungen
usw.)
2. klopfende Verbrennung
Die Glühzündung ist die "ungefährlichere" für den Motor, da sie ungefähr wie eine zweite Zündkerze ist und die Verbrennung langsam abläuft, sie ist aber trotzdem unerwünscht, da sie unkontrolliert zu einem beliebigen Zeitpunkt auftritt.
Die klopfende Verbrennung ist eine plötzliche Selbstentzündung des noch unverbrannten Gemisches im Zylinder.
Es gibt 3 Einflussfaktor dafür:
1.betriebstechnische Gründe (Drehzahl, Last)
2.kraftstoffspezifische Gründe (Oktanzahl)
3.Geometrie (Brennraumform, Zündkerzenanordnung, Zylinderwandtemp.….)
Allgemein kann man sagen die Bereiche bei Vollast und niedrigen Drehzahlen sind klopf gefährdeter als hohe Drehzahlbereiche, warum werden Sie später erläutern.
Auswirkungen des Klopfens?
Dadurch das es eine plötzliche Entzündung des Gemisches ist, kommt es einer Detonation gleich und es treten Flammgeschwindigkeiten bis zu 1500m/s auf, welche um das 10fache höher sind, wie eine normale Flammenausbreitung im Motor. Diese Detonation führt zu einer hohen thermischen Belastung des Triebwerkes und auch zu Abtragungen von Material am Kolbenboden.
Die Zylinderwände werden in Schwingung versetzt und führen zu diesem klopfenden bzw. klingenden Geräusch.
Was verursacht Klopfen bzw. verhindert es?
Klopfen ist eine Selbstentzündung des Gemisches, dafür ist eine gewisse Energie notwendig. Normalerweise wird diese Energie für die Zündung von der Kerze bereit gestellt, aber in diesem Fall kommt sie durch die Verdichtung des Gemisches zustande. Die Verdichtung kommt einerseits durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens zustande und andererseits durch die Ausbreitung der Flammenfront, welche durch die Kerze entzündet wurde und eine „Druckwelle“ vor sich herschiebt. Irgendwann hat das sogenannte Endgas (noch nicht brennendes Gemisch) einen Zustand von Druck und Temperatur erreicht wo es sich selbstentzündet und schlagartig explodiert.
Wir definieren schnell 2 Dinge, damit wir die Maßnahmen besser beschreiben können:
tf... Zeit welche die Flammenfront der Zündkerze bis zum
Durchbrennen des gesamten Gemisches braucht, also
z.B. von Mitte des Zylinders bis an die Zylinderwände
tsz...Zeit von den Vorreaktionen im Endgas bis zur
Selbstentzündung
Also die Bedingung ist das tf
Maßnahmen zur Verringerung von tf :
- kompakte kleine Brennräume, die für kurze Brennwege
sorgen, kann auch durch zwei Zündkerzen z.B. erzeugt
werden
- leicht fettes Gemisch um 0.9 Lambda, da hier die
Brenngeschwindigkeit geringfügig höher ist
- Erzeugung einer hohen Gemischbewegung, wobei es
Grenzen gibt, da bei sehr hohen Verwirbelungen die Flamme
ausgeht. Dies ist auch ein Grund warum hohe Drehzahlen
weniger Klopfneigung haben, da die Verwirbelungen dort sehr
viel größer sind als die bei kleinen Drehzahlen.
Daher werden auch sogenannte Quetschkanten bei den
Kolben konstruiert, die die Verwirbelung im
Zylinderwandbereich erhöhen, welcher ja am Klopf
gefährtesten ist.
Einflüsse auf tsz:
- Ansaugzustand (p1,T1), sollte eine tiefe Temperatur und
Druck aufweisen um tsz zu verringern. Ein hoher Druck führt
nämlich auch zu einer leichteren Entzündung
- Verdichtungsverhältnis, sollte gering sein
- Zündzeitpunkt sollte nach spät also näher zu OT verstellt
werden (dies macht die Klopfregelung zum Beispiel)
Was können wir nun darauß lernen:
Klopfen ist ein sehr wichtiger Punkt, der uns die Leistungsgrenze des Ottomotors nach oben beschränkt. Wir können nur schauen, dass wir bei unseren gegebenen Motoren, wenn wir Probleme mit Klopfen haben und wir keine Leistungseinbuße erfahren wollen, die Ansauglufttemperatur senken (Ladeluftkühler), Einspritzung von kühlenden Flüssigkeiten z.B. Wasser/Alkoholgemische oder dass wir das Gemisch anfetten um somit die Kühlung zu erhöhen bzw. die Flammgeschwindigkeit zu erhöhen.
Donnerstag, 7. Jänner 2010
TECHNIK RB26 Engine
Hier das erste Thema unseres neuen Bereiches auf der Driftunion.at
Das Thema ist der in jedem Munde bekannte RB26 Motor aus dem Nissan Skyline GTR.
Es hat wahrscheinlich jeder Autofreak schon von 1000PS GTR Skyline gehört, die 9er Zeiten in den Asphalt brennen und darum ist dieser Artikel entstanden, weil mich hat es interessiert, was ist an diesem Motor so besonderes.
Technische Daten von einem Skyline R33GTR /Audi S4 Biturbo:
Baujahr ab 1995 / 1999
Motor Reihen 6 Zyl. / V6
Hubraum 2568ccm / 2671ccm
Leistung 280PS/6800min-1 265PS/5800min-1
Drehmoment 353Nm/4400min-1 / 400Nm/1850min-1
0-100 5s /5.8s ´
0-160 12.9s / 15.1s
1/4 Meile 13.7s / 15.1s
Gewicht 1530kg / 1592kg
Antrieb Allrad / Allrad
Wie man sieht sprechen die Fakten für den Skyline. Es wurde ein S4 zum Vergleichen gewählt, denn vom Motorkonzept sind sie sehr ähnlich beide Biturbo und um die 2.6 Liter Hubraum und Allradantrieb.
Motordaten Skyline/S4:
Motor 6 Zyl. Reihe / V6
Turbo Biturbo Garret T28 / Biturbo KKK
Verdichtung 8.5:1 / 9.3:1
Höchstdrehzahl 8000min-1 7200min-1
Hubraum 2568ccm / 2671ccm
BohrungxHub 86x73.3 / 81x86.4
Ventile 4, dohc / 5, dohc
Ladedruck 0.6 bar / 0.9 bar
Die vollständige Bezeichnung des Skyline Motor ist RB26 DETT RB engine code 26
Hubraum 2.6 Liter
D DOHC
E Electronic Fuel Injection
TT Twin Turbo
Interpretation der Werte von oben:
Hub- Bohrungsverhätnis:
Dieses Verhältnis Hub/Bohrung wird in drei Abschnitte unterteilt:
1.Hub/Bohrung=1 quadratisch
2.Hub/Bohrung<1>3.Hub/Bohrung>1 unterquadratisch, Langhub z.B. Dieselmotoren, Drehmomentauslegung, keine hohen Drehzahlen
Wenn man nun die beiden Verhältnisse von S4 Motor (Hub/Bohrung= 1.07 ) und RB26 (Hub/Borhung= 0.85 ) vergleicht, dann sieht man, dass der RB eher für hohe Drehzahlen ausgelegt ist, das erklärt nun auch die höhere Maximaldrehzahl des RB. Zum Vergleich ein Motorrad Honda CBR 1000RR BohrungxHub 75x56.5, Verhältnis 0.75, maximal Drehzahl des Motorrad 11500min-1.
Erklärung warum ein Kurzhubmotoren für höhere Drehzahlen geeignet ist:
1.Reibung an den Wänden geringer, da geringere Schrägstellung des Pleuels, weiters resultiert darauß geringere Kolbenverformung
2.Mehr Platz für Ventile, denn der Durchmesser der Zylinderbohrung ist größer. Der Vorteil der größeren Ventile kommt erst bei hohen Drehzahlen zum tragen im unteren und mittleren Drehzahlbereich eher geringer Leistungsgewinn.
3.Eine mittlere Kolbengeschwindigkeit (=Hub x Drehzahl/30) von ca. 20m/s sollte nicht überschritten werden. Dies hat Gründe wegen der Schmierung und den Belastungen der Bauteile.
Das andere was man aus diesem Verhältnis erkennen kann ist, warum der S4 so ein hohes Drehmoment hat, denn dadurch, dass der Hub größer ist, ist auch der Kurbelwellenradius größer, denn 2xKurbelwellenradius ist gleich Hub. Das Drehmoment ist Hebelarm also Kurbelwellenradius mal der Kraft vom Pleuel. Das war nun ein kurzer Überblick über die technischen Fakten des originalen Motors; nun werden wir kurz auf die Umbauten und die Leistungssteigerung eingehen.
Die originalen „Innereien“ (Pleuel, Kurbelwelle usw.) sind bis zu einer Leistung von 550PS standfest. Der RB 26 wurde ursprünglich für eine japanische Rennserie entwickelt. Der originale Garret Lader stoßt bald an seine Grenzen, denn er ist für ca.300PS dimensioniert.
Umbauten an einem 700PS Skyline so grob:
Umbau auf 2.7 Liter BohrungxHub 87x75.7
größere Ventile
Tomei Kopfdichtung 1.2
BB Turbine Kit GT
HKS Auspuffanlage
SARD 720cc Injector
3 Scheiben Kupplung
größerer Ölkühler
stärkere Benzinpumpe
Wie man sieht ist an einem 700PS Skyline nicht mehr so viel original, er besitzt andere Ventile, geschmiedete Kolben, eine Kurbelwelle mit mehr Hub usw. Dieser Umbau kostet ungefähr 10000 bis 20000 Euro. Man muss trotzdem sagen, dass der Motor ein Wahnsinn ist, denn bis ca. 400, 500PS sind die Kosten relativ niedrig ca. 3000,4000 Euro, da die Innereien nicht angegriffen werden müssen.
Die stärksten Skyline die es gibt mit RB26 Motor haben 1300PS, diese haben aber auch 2.9 Liter Hubraum und noch viel mehr Modifikationen, wie zum Beispiel auf einen Turbolader statt 2, Titanpleuel, Titanventile, erleichterte Ventilfedern und die Umbaukosten betragen ca. 60000 Euro, aber das ist ein Auto das von 0-300 in ca. 12 Sekunden geht und eine Höchstdrehzahl von 13000min-1 hat. Ich hoffe, es war ein interessanter Bericht für euch und hat euch einige Informationen geliefert und ihr wollt mehr Berichte noch haben.
Hier noch eine Homepage zum Überblick über die Teile: www.japanparts.com
MFG
Wolfi
Das Thema ist der in jedem Munde bekannte RB26 Motor aus dem Nissan Skyline GTR.
Es hat wahrscheinlich jeder Autofreak schon von 1000PS GTR Skyline gehört, die 9er Zeiten in den Asphalt brennen und darum ist dieser Artikel entstanden, weil mich hat es interessiert, was ist an diesem Motor so besonderes.
Technische Daten von einem Skyline R33GTR /Audi S4 Biturbo:
Baujahr ab 1995 / 1999
Motor Reihen 6 Zyl. / V6
Hubraum 2568ccm / 2671ccm
Leistung 280PS/6800min-1 265PS/5800min-1
Drehmoment 353Nm/4400min-1 / 400Nm/1850min-1
0-100 5s /5.8s ´
0-160 12.9s / 15.1s
1/4 Meile 13.7s / 15.1s
Gewicht 1530kg / 1592kg
Antrieb Allrad / Allrad
Wie man sieht sprechen die Fakten für den Skyline. Es wurde ein S4 zum Vergleichen gewählt, denn vom Motorkonzept sind sie sehr ähnlich beide Biturbo und um die 2.6 Liter Hubraum und Allradantrieb.
Motordaten Skyline/S4:
Motor 6 Zyl. Reihe / V6
Turbo Biturbo Garret T28 / Biturbo KKK
Verdichtung 8.5:1 / 9.3:1
Höchstdrehzahl 8000min-1 7200min-1
Hubraum 2568ccm / 2671ccm
BohrungxHub 86x73.3 / 81x86.4
Ventile 4, dohc / 5, dohc
Ladedruck 0.6 bar / 0.9 bar
Die vollständige Bezeichnung des Skyline Motor ist RB26 DETT RB engine code 26
Hubraum 2.6 Liter
D DOHC
E Electronic Fuel Injection
TT Twin Turbo
Interpretation der Werte von oben:
Hub- Bohrungsverhätnis:
Dieses Verhältnis Hub/Bohrung wird in drei Abschnitte unterteilt:
1.Hub/Bohrung=1 quadratisch
2.Hub/Bohrung<1>3.Hub/Bohrung>1 unterquadratisch, Langhub z.B. Dieselmotoren, Drehmomentauslegung, keine hohen Drehzahlen
Wenn man nun die beiden Verhältnisse von S4 Motor (Hub/Bohrung= 1.07 ) und RB26 (Hub/Borhung= 0.85 ) vergleicht, dann sieht man, dass der RB eher für hohe Drehzahlen ausgelegt ist, das erklärt nun auch die höhere Maximaldrehzahl des RB. Zum Vergleich ein Motorrad Honda CBR 1000RR BohrungxHub 75x56.5, Verhältnis 0.75, maximal Drehzahl des Motorrad 11500min-1.
Erklärung warum ein Kurzhubmotoren für höhere Drehzahlen geeignet ist:
1.Reibung an den Wänden geringer, da geringere Schrägstellung des Pleuels, weiters resultiert darauß geringere Kolbenverformung
2.Mehr Platz für Ventile, denn der Durchmesser der Zylinderbohrung ist größer. Der Vorteil der größeren Ventile kommt erst bei hohen Drehzahlen zum tragen im unteren und mittleren Drehzahlbereich eher geringer Leistungsgewinn.
3.Eine mittlere Kolbengeschwindigkeit (=Hub x Drehzahl/30) von ca. 20m/s sollte nicht überschritten werden. Dies hat Gründe wegen der Schmierung und den Belastungen der Bauteile.
Das andere was man aus diesem Verhältnis erkennen kann ist, warum der S4 so ein hohes Drehmoment hat, denn dadurch, dass der Hub größer ist, ist auch der Kurbelwellenradius größer, denn 2xKurbelwellenradius ist gleich Hub. Das Drehmoment ist Hebelarm also Kurbelwellenradius mal der Kraft vom Pleuel. Das war nun ein kurzer Überblick über die technischen Fakten des originalen Motors; nun werden wir kurz auf die Umbauten und die Leistungssteigerung eingehen.
Die originalen „Innereien“ (Pleuel, Kurbelwelle usw.) sind bis zu einer Leistung von 550PS standfest. Der RB 26 wurde ursprünglich für eine japanische Rennserie entwickelt. Der originale Garret Lader stoßt bald an seine Grenzen, denn er ist für ca.300PS dimensioniert.
Umbauten an einem 700PS Skyline so grob:
Umbau auf 2.7 Liter BohrungxHub 87x75.7
größere Ventile
Tomei Kopfdichtung 1.2
BB Turbine Kit GT
HKS Auspuffanlage
SARD 720cc Injector
3 Scheiben Kupplung
größerer Ölkühler
stärkere Benzinpumpe
Wie man sieht ist an einem 700PS Skyline nicht mehr so viel original, er besitzt andere Ventile, geschmiedete Kolben, eine Kurbelwelle mit mehr Hub usw. Dieser Umbau kostet ungefähr 10000 bis 20000 Euro. Man muss trotzdem sagen, dass der Motor ein Wahnsinn ist, denn bis ca. 400, 500PS sind die Kosten relativ niedrig ca. 3000,4000 Euro, da die Innereien nicht angegriffen werden müssen.
Die stärksten Skyline die es gibt mit RB26 Motor haben 1300PS, diese haben aber auch 2.9 Liter Hubraum und noch viel mehr Modifikationen, wie zum Beispiel auf einen Turbolader statt 2, Titanpleuel, Titanventile, erleichterte Ventilfedern und die Umbaukosten betragen ca. 60000 Euro, aber das ist ein Auto das von 0-300 in ca. 12 Sekunden geht und eine Höchstdrehzahl von 13000min-1 hat. Ich hoffe, es war ein interessanter Bericht für euch und hat euch einige Informationen geliefert und ihr wollt mehr Berichte noch haben.
Hier noch eine Homepage zum Überblick über die Teile: www.japanparts.com
MFG
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