Leistungssteigerung durch Abgasanlagen

Diskutiere Leistungssteigerung durch Abgasanlagen im Motortuning Forum im Bereich Golf 5 R32; Vorab : Ich habe gesehen, das es auch eine Rubrik gibt, die Abgasanlagen enthält. Das sich mein Beitrag mit Mehrleistung und nicht mit Optik...
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #1
Stefan_
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Vorab :
Ich habe gesehen, das es auch eine Rubrik gibt, die Abgasanlagen enthält.

Das sich mein Beitrag mit Mehrleistung und nicht mit Optik oder Sound beschäftigt, habe ich den thread unter Motortuning aufgemacht.
Die Abgasanlage sollte immer Bestandteil einer gesunden Leistungssteigerung sein.
( Meine Meinung ...)

Bestimmung der Leistung, die notwendig ist, das Abgas durch Kat und Auspuff zu entsorgen

Zu diesem Zweck hilft zunächst Audi mit einem Artikel in der MTZ
Auszüge hat Para im technischen Teil abgelegt.

Gesucht ist die Strömungsleistung :
Strömungsleistung = Volumenstrom * Druck P = Q*p

Erste Angabe: der Abgasgegendruck beträgt 350 mbar der original Abgasanlage bei Nenndrehzahl

Fehlt noch der Volumenstrom
Der setzt sich zusammen aus angesaugter Luftmasse und dem eingespritzen Kraftstoff
Der angesaugte Luftmassenstrom ist per OBD über VAG COM messbar, genau wie Lambda, das noch notwendig ist, um die Kraftstoffmasse ( oder besser : Kraftstoffmassenstrom ) zu bestimmen.
Damit ist klar, welcher Massenstrom das Auslassventil verlässt. Logisch ist, das nach der Verbrennung die gesamte Masse gasförmig vorliegt. Im Auspuffkrümmer ist das verfügbare Volumen durch den Krümmer und das Hosenrohr klar definiert. Deshalb ist von einer isochoren Zustandsänderung auszugehen. p/T = konst

Mit p = rho * Rs T und m = rho * V

Muss noch ein Wert für Rs bestimmt werden. Der Einfachheit halber nehme ich den Wert für Luft. ( über 70% ist und bleibt Stickstoff )

Damit ist im Punkt der Nennleistung die Leistung errechenbar, die notwendig ist, das Abgas aus dem Brennraum gegen den Abgasgegendruck der Abgasanlage zu entsorgen.

Also bekannt sind Abgasgegendruck, Abgastemperatur, Massenstrom von Frischluft und Benzin, damit kann der Strömungswiderstand von Kat und Auspuff berechnet werden.

Ergebnis: P ( 6300 U/min ) = 15,3 kW oder 20,7 PS *schock*
Das entspricht einem Drehmoment von 23 Nm, die von der Kurbelwelle abgezweigt wird, bevor das verbleibende Drehmoment als Kupplungsmoment für anständige Fahrleistung zur Verfügung stehen.

Damit keine Missverständnisse aufkommen: durch Verminderung des Abgasgegendrucks kann von diesem Potential nur ein Teil gehoben werden.


Grüße, Stefan
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #2
Stefan_
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Was bringt eine Auspuffanlage an Mehrleistung?

Die Mehrleistung, die diese Anlage bietet, besteht aus 2 Anteilen:

1. Durch bessere Abgasentsorgung erhöht sich die Füllung
2. Die Ausschiebearbeit des jeweiligen Kolbens gegen den Abgasgegendruck verringert sich.

Die unter 1. habe ich gemessen.
Das geht mit dem VAG Com mit der Funktion Drehmoment im Turbo Modus auslesen & mitloggen.
Ergebnis : Drehmentzuwachs um 9 Nm bis ca. 3500 U/min.

Das von der Bosch ME 7.1 errechnete Drehmoment ist die zentrale Größe in modernen Einspritzanlagen. Die Rechnung berücksichtigt die Parameter:
Drosselklappenstellung,
Saugluft Temperatur
Luftdruck,
errechnet daraus für den langsamen Füllungspfad die angesaugte Luftmasse und dann für Lambda=1 die Einspritzmenge,
©
erhöht um den Lambda Faktor für Volllast bei der entsprechenden Drehzahl, wählt im schnellen Kurbelwellen synchronen Pfad den ZZP und erhält als Abfallprodukt unter Berücksichtigung des Lambda Wirkungsgrads und des ZZP Wirkungsgrades das innere Drehmoment.
Von dieser Größe werden noch die inneren Reibungsverluste der Kolbengruppe, der Lager, der Nockenwelle und die Antriebmomente für Wasserpumpe, Ölpumpe und Generator abgezogen
©
und erhält so das Kupplungsmoment.

Das war arg schnell und deutlich vereinfacht, soll halt nur verdeutlichen, daß das auslesbare Kupplungsmoment nicht vom Himmel fällt. Die Größen zwischen den © 's sind als Kennfelder Motor spezifisch vom Hersteller zu bestimmen und abzulegen.

Der Grund, warum oben unter 2) der Anteil nicht im Drehmoment zusätzlich auftaucht, ist simpel die Tatsache, das auch der Abgasgegendruck als Kennfeld mit aufwendiger Restgasrechnung für die innere Abgasrückführung hinterlegt ist. Eigens für diese aufwändige Rechnung wurde die clock Frequenz des Prozessors von 32 MHz auf 40 MHz erhöht.

Ich habe zwar die Abgasanlage im Abgasgegendruck reduziert, das Abgasgegendruckfennfeld ist aber unverändert.

Eine Messung von 1. + 2. Anteil kann somit nur auf dem Leistungsprüfstand erfolgen. Aus Gründen der Genauigkeit und des Realismus werde ich das auf einem MaHa 3000 nachholen.

Greetz
Stefan


P.S.: die Messungen deuten darauf hin, das die Summe von 1. & 2. (oben ) sich zu ca. + 15 ... 20Nm im unteren Drehzahlbereich bis etwa 3500 U/min ergeben werden. Meine Schätzung der Mehrleistung ergibt +8 ... 12 PS. Im oberen Drehzahlbereich überwiegt die Verringerung der Ausschiebearbeit.
Hier ein Photo das bei BN Pipes anläßlich der Standgeräuschmessung entstand .
 
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #3
enta
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Redest du hier von einer bestimmten abgasanlage?
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #4
Stefan_
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@ Enta

Hallo,
nein, es geht zunächst drum, festzustellen, Welches Drehmoment oder Leistung mit der Serienanlage verloren geht, um im Serienzustand das Abgas zu entsorgen. Ich möchte mit der Darstellung einfach darauf aufmerksam machen, welches Potential hier drin steckt. Das gilt auch in besonderem Maße für Kompressor oder Turbomotoren !!
Bei diesen Motoren werden die Verluste proprotional zum Gasdurchsatz anwachsen und überproprotional durch höhere Abgastemperaturen.

Grüße, Stefan
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #5
enta
enta
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Achso.

Mir wurde hier im forum nähmlich mal gesagt die R32 abgasanlage wär schon so gut das man durch eine andere keine Leistungssteigerrung mehr erzielen kann, lediglich der sound wird verbessert.
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #6
Stefan_
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Auswertungen zu diesem Thema der Supersprint Fächerkrümmeranlage

Hier findet Ihr als Anlagen Auswertungen der Supersprint Anlage

Konfigurationen :
1) original
2) nur Endtopf
3) Fächer, Metal Kat, Abgasanlage

Ergebnis : bis zu 30 Nm mehr,
je nach Betriebspunkt bis zu 22 PS Mehrleistung

Grüße, Stefan
 
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #7
Stefan_
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Was bringt's an Fahrleistungen ?

Hier die Antwort :

Zusammenfassung :
Von 0 ... 100 in 6,2 s statt 6,7
Endgeschwindigkeit 254 km/h statt 247 km/h

Details im Word .doc.

Grüße, Stefan
 
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #8
enta
enta
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Das hört sich doch super an, frag mich warum mir so ein quatsch erzählt wird.

Aber die kostet bestimmt auch ordentlich oder? :)
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #9
cs
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Jetzt hab ich auch mal ne Frage:

Sind die Leistungsdaten simuliert oder nach erfolgtem Umbau auf einem Prüfstand gemessen?
Wurde ein Remap/Chiptuning gleichzeitig durchgeführt oder ergeben sich die Verbesserungen mit der Seriensoftware?
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #10
Stefan_
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Supersprint Anlage

Also, was sie kostet : *noahnung*

Aber : was ich vergessen habe zu erwähnen :
Sie reduziert den Benzinverbrauch durch die reduzierte Ausschiebearbeit. :great:

Wir ist nicht bekannt, ob ein Tuner die Anlage einbaut & einträgt.

Optimale Ergänzung zur Fächerkrümmeranlage mit Metal Kat's :

Eine auf Drehmoment ausgelegte Nockenwelle mit 11 ... 11,5 mm Hub und 240 ... 250° Öffungswinkel &
dann natürlich überarbeitete Kennfelder

Mehr brauchts nicht.

Grüße, Stefan
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #11
biSheep
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Das sieht man z.B. sehr gut, wie das Verlustmoment abnimmt, wenn ich die Auspuffklappe auf mache. Dann sehe ich in der MFA ~5NM weniger Verlustmoment :)
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #12
Stefan_
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@ Svenni

Das sieht man z.B. sehr gut, wie das Verlustmoment abnimmt, wenn ich die Auspuffklappe auf mache. Dann sehe ich in der MFA ~5NM weniger Verlustmoment :)

Hallo Svenni,
ich brauche unbedingt Dein MFA für meinen Audi !
Wann hast Du es ?????

Übrigens, danke für die Bestätigung ...
Bei welcher Drehzahl & Last hast Du die -5Nm Verlustmoment gemessen ?

Grüße an die Waterkant, Stefan
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #13
biSheep
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ich brauche unbedingt Dein MFA für meinen Audi !
Wann hast Du es ?????

Tja, das ist leider das Problem. Die Daten auf dem Motor CAN sind 1:1 gleich wie beim G4, G5. Nur leider nicht die Art und Weise, das Tacho zu beschreiben :( Da ist alles anders. Wenn VW Protokoll A verwendet, nimmt Audi Protokoll B, Seat nimmt (A/0,5) + (B/0,5) = C und Skoda nimmt A+B = D :D :(


Übrigens, danke für die Bestätigung ...
Bei welcher Drehzahl & Last hast Du die -5Nm Verlustmoment gemessen ?

Bei knapp 60km/h im 4. Gang, also etwa bei 3000UPM. Ich kann aber gerne noch mehr Tests machen ;)
 
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #14
Stefan_
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@ cs

Jetzt hab ich auch mal ne Frage:

Sind die Leistungsdaten simuliert oder nach erfolgtem Umbau auf einem Prüfstand gemessen?
Wurde ein Remap/Chiptuning gleichzeitig durchgeführt oder ergeben sich die Verbesserungen mit der Seriensoftware?

Die Werte sind auf einem Maha 3000 gemessen und dann habe ich damit eine Fahrleistungssimulation gemacht.

Grüße, Stefan
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #15
Stefan_
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Inneres Motordrehmoment und mech. Motorwirkungsgrad

Hallo,
bitte den Anhang zu diesem Thema öffnen ...

Grüße, Stefan

8)
 
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  • Bestimmung des inneren Motordrehmoments und des Motorwirkungsgrades.doc
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #16
Kompressor-Robs
Kompressor-Robs
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Hallo,
bitte den Anhang zu diesem Thema öffnen ...

Grüße, Stefan



Das nun das Motordrehmoment MKup abfällt, liegt dann nur noch an den in etwa Drehzahl proportional zunehmenden Reibungsverlusten der innern Reibungspartnern und den Antriebsmomenten für die Nockenwellen, die Öl- und Wasserpumpe sowie dem Drehmoment zur Ansaugung der Frischgasmasse und das Ausschieben der Abgase gegen den Abgasgegendruck der Abgasanlage.


Um 2000 U/min liegt der mechanische Wirkungsgrad bei 90% und ist damit wirklich gut. Bei Nenndrehzahl (6300 U/min) liegt er immerhin noch bei 76% und fällt weiter zu höheren Drehzahlen. 8)



So, wie das aussieht, würde er bei 7000 U/min jedoch noch etwa 70 % betragen und gar nicht so stark abfallen, wie es die Drehmomentkurven vermuten lassen...
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #17
Stefan_
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Abgasanlage des A3 3.2 und des R32

Hier noch ein kurzes update :

Es gibt einen bedeutenden Unterschied der Abgasanlagen :

Der A3 3.2 besitzt einen ESD, der trotz Klappentechnik erheblichen Abgasgegendruck erzeugt. )((
Das habe ich mit meiner BN Pipes Anlage gründlich abgestellt. :D

Der R32 hat einen wirklich guten ESD. Ist die Klappe geschlossen, läuft der Topf als Reflektionsschalldämpfer und hat im Teillastbereich ein gute Schalldämpfung. Wird der Motor gefordert, öffnet die Klappe und das rechte durchgehende Rohr funktioniert den ESD zu einem wirklich gutem Absorbationsdämpfer um. Aus Sicht von Drehmoment und Leistung besteht kein Handlungsbedarf beim Golf R32. :great:

Da könnt man ja meinen, der R32 hat mehr Leistung, jedoch gibt's Unterschiede in den Kennfeldern :

Mein A3 läuft unter Volllast mit 84° Wassertemperatur, der R32 mit 90°.
Das verbessert den Verbrauch und die Abgaswerte, kostet aber Leistung, da der Liefergrad leicht sinkt und die Klopfgrenze zu späteren globalen ZZP's verschobn wird *roll*

Grüße, Stefan_
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #18
Stefan_
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Messung Supersprint Fächer, Kat, & 70mm MSD , ESD

Nun hat Supersprint doch noch eine Messung mit einem Audi A3 3.2 Quattro ins Internet gestellt.

Supersprint betreibt seit einiger Zeit einen Maha 3000 LPS

Vor der Betrachtung :
die Messung macht anscheinend Probleme. Die Ursachen sehe ich im motorischen Umfeld und der Raumbelüftung. Die Umgebungstemperatur ist mit ca12 ... 16° moderat. Die Ansaugtemperatur steigt im Laufe der Messung deutlich an. Jenseits der 5800 U/min bricht im Originalzustand und mit der Fächerkrümmeranlage die Leistung und das Drehmoment ein. Die Zündkennlinien zeigen keine eindeutigen Hinweise.
Wahrscheinlich wird zum Schutz des Motors die Drosselklappe etwas geschlossen.

Das original Drehmoment liegt bei nur 298 Nm. Dabei sollte man berücksichtigen, das in Italien, der Heimat von Supersprint, nur 95 Oktan Sprit verfügbar ist. Leistung : 229PS ( Folge des Einbruchs )

Ab 2500 U/min hat die Supersprintanlage mehr Drehmoment. Ab 2800 U/min sind es bis an den Begrenzer immer etwa + 20 Nm. Bei 5800 U/min hat der Motor +16 PS. bei etwa 6300 dürfte die Mehrleistung auf etwa +20 PS ansteigen, wenn der Einbruch nicht auftritt (Vermutliche Ursache : mangelnde Oktanzahl 95 in I statt 98min in D).

Der Einbruch könnte auf den Engpass in der Kühlung des 3.2 VR6 zurückzuführen sein, wie ich schon anderweitig berichtet hatte.

Grüße, Stefan
 
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  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #19
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Die Supersprint sieht auch sehr geil aus..:great:

Ich hab die Underground Racing ab Kat,habe zwar keine Vergleichsmessungen aber man merkt schon nen Unterschied,dass eR besser zieht,gerade oben rum..:great:
Also Mehrleistung ist vorhanden..

Hauptkaufgrund war aber die Turbotauglichkeit.. der mega Sound ist nur extra Pluspunkt..:D
 
  • Leistungssteigerung durch Abgasanlagen Beitrag #20
Stefan_
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Supersprint vs A3 3.2 Original

Hier noch der direkte Vergleich in Form *.pdf :

Und ein wichtiger Hinweis zum Supersprint Fächerkrümmer : :D

Wie auf dem Bild zu sehen ist, kreuzt Supersprint die Abgasrohre von Bank 1 & 2 aus. Das ist dann kein Problem, wenn man die Lambda Regelkreise der ME 7.1.1 wieder richtig schließt und betreibt. :great:

Man muß aufgrund des Auskreuzens im Fächerkrümmer die Stecker der Nachkatsprunglambdasonden tauschen, sonst laufen die beiden Lambda Regelkreise in den Anschlag, der Motor geht in Notbetrieb, die Abgaswerte sind entsprechend. :p

Und : die Leistung geht deutlich zurück !!

P.S.: Leider mag anscheindend der Server dieses *.pdf nicht, ist 3,5 Mb groß ... ???
http://www.supersprint.com/homeuk.htm Die Messung befindet sich unter A3 Sportback ab 2004
Grüße, Stefan
 
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