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gillchen

Klarheit über Airbox und alpha N

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gillchen
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Ich wünschte der tolle Text würde von mir stammen, tut er leider nicht! Die meistgestellten Fragen werden nach diesem Text entfallen :)

Was ist das Ziel des Tunings?

Ziel ist eine Verbesserung der Spitzenleistung, da davon ausgegangen wird, dass der Motor nicht die maximale mögliche Leistung erbringt. Als Grund hierfür ist der nicht optimale Ansaugbereich zu sehen.

Es werden eine Kohlefaserairbox, ein Fächerkrümmer 42 mm, spezielle Kats und eine Alpha N Steuerung eingesetzt.

Was ist Alpha N? (Kurze Erläuterung von Dipl.Ing. B. Biehler www.325e.de)

Das System Alpha N setzt auf die Parameter Drosselklappen-Öffnungswinkel (Alpha) und Motordrehzahl (N) um daraus die Einspritzmenge zu bestimmen. Im Originalzustand wird dafür zwar auch die Drehzahl (n) hergenommen, nicht aber die Drosselklappenstellung. Man bedient sich hier eines Luftmassenmessers, der die durchströmende Luftmasse exakter misst, gleichzeitig aber auch den Luftstrom zusätzlich bremst. Diese Luftstrom-Bremse entfällt bei einer Alpha-N-Steuerung natürlich und das allein verspricht schon mal eine gewisse Mehrleistung. Leider werden gerne weniger Parameter als vom Werk aus zur Einspritzmenge herangenommen. Das führt dazu, dass der Motor im unteren und mittleren Drehzahlbereich überfettet läuft und damit zuviel verbraucht. Weiterhin ist die Winkelmessung der Drosselklappe ein Problem in sich. Bei Lasten über 50% Gaspedalstellung spielt die Ungenauigkeit eine untergeordnete Rolle. Bei geringen Lasten ist die Ungenauigkeit aber von entscheidender Bedeutung, weshalb schon ab Werk die Drosselklappenstellung hier feiner gemessen wird, aber man vertraut trotzdem nicht auf diese Genauigkeit, denn sie ist noch immer zu gering. Es handelt sich ja schließlich um beträchtlich geringere Luftmengen und damit Einspritzmengen im Motor. Wegen dieser Ungenauigkeiten verwendet kein Hersteller ab Werk den Drosselklappenwinkel als Messgröße, was ja ansonsten eine recht geschickte Lösung wäre. Tunt jemand jedoch sein Fahrzeug, so bedeutet das im Klartext, dass er möglichst viel Leistung haben will. Der Verbrauch wird zur Nebensache (während er für den Fahrzeughersteller mit ganz oben im Pflichtenheft stand) und man fährt "ganz einfach" mit etwas zuviel Einspritzmenge. Dies würde nebenbei auch noch den Katalysator auf lange Sicht zerstören.

Selbst wenn man den Winkel genauer messen könnte, wäre die durchströmende Luftmenge immernoch schwierig auszurechnen, denn bei unterschiedlichen Drehzahlen strömt die Luft unterschiedlich schnell durch den freigegebenen Querschnitt. Die Temperatur der Luft, die die Dichte beeinflusst spielt auch noch mit hinein, und nicht zuletzt auch der Feuchtigkeitsgehalt. All dies wird z.B. mit einem Heißfilm-Luftmassenmesser oder einem Stauklappen-Luftmengenmesser mit berücksichtigt. Und da man gerne auch diese Details bei der Applikation von Alpha-N-Anlagen unberücksichtigt lässt, ergibt sich hier die dritte Verbrauchserhöhung.

Der Abfall des Drehmomentes im unteren und mittleren Drehzahlbereich ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass durch den geringeren Strömungswiderstand im Ansaugtrakt (der obenherum mehr Leistung bringt) die Schwingungen der Luftsäule verändert wurden, und damit der Nachladungseffekt verschlechtert wurde. Es müsste eine neue Ansauganlage konzipiert werden, die auf diese neuen Verhältnisse abgestimmt ist. Und das ist nur experimentell möglich. Also Prototypen bauen, Tests fahren, umbauen, Tests fahren, neuen Prototypen bauen, Tests fahren. Wenige Tuner machen das. Die Schwäche untenherum führt dem Fahrer des getunten Wagens ja nur vor, wie gut das Tuning obenherum angeschlagen hat. Man wird dem Kunden ja nicht erzählen, dass man durch die Tuningmaßnahmen den Nachladungseffekt im unteren und mittleren Drehzahlbereich zerstört hat und damit das Drehmoment gesunken ist. Nein, das Drehmoment kommt doch aus dem Hubraum und der ist doch nicht verändert worden. Der Nachladungseffekt funktioniert übrigens so, dass die schwingende Luftsäule (Schwingungen angeregt durch die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile und mitbestimmt durch Widerstand im Ansaugtrakt) jeweils bei Öffnung eines Einlassventils gerade eben wieder eine Welle auf das Ventil zu bildet, mit der zusätzliche Luft "eingeschoben" wird. Dies kann natürlich auch genau "dumm" kommen und die Welle bewegt sich just zur Ventilöffnung davon weg und behindert damit die Luftansaugung und der Füllungsgrad sinkt.

Wie sieht das Ergebnis aus?

Es bleibt festzuhalten, dass die Ing. der BMW M GmbH ganze Arbeit geleistet haben, d.h. ein mehr an Spitzenleistung wird mit Abstrichen beim Drehmomentverhalten und höheren Verbräuchen erkauft.

Das Fahrzeug wurde noch nicht ausgiebig getestet aber es zeichnet sich ab, dass die Leistungsentfaltung des Motors in höhere Drehzahlregionen verschoben wird. Dies ist bedingt durch den Einsatz des neuen Fächerkrümmers, der ab 4500 U/min seine Wirkung entfaltet und durch die Airbox die ab ca. 5000 U/min effektiv arbeitet.

Der Verbrauch bewegt sich im Teillastbereich zwischen 13,5 bis 15 Litern. Ist man mit Vollast unterwegs gehen 20 Liter auf 100 Kilometern durch die Einspritzdüsen.

Der Motor wird also bei Vollastbetrieb angefettet, um Schäden am Motor zu vermeiden, dazu gehört beispielsweise das Durchbrennen der Kolben.

Die wichtigste Frage wieviel Leistung hat der Motor - 316 PS.

Man sieht also, dass eine Leistungssteigerung auf Saugmotorbasis bei M Triebwerken sehr schwer möglich ist, ohne Abstriche in Kauf nehmen zu müssen.

Zufrieden?

Für den Alltagsbetrieb ist so ein Umbau natürlich nicht gedacht. Bewegt man das Fahrzeug aber zwischen 2500 und 5000 km im Jahr bei schönem Wetter, dann geniesst man natürlich den Klang und die Beschleunigung des Wagens und hier ist ganz klar ein Plus zu verzeichnen - eben "tourenwagenlike".

Der Vorteil der Alpha N Leistungssteigerung ist in meinen Augen der, dass hier das Ursprüngliche Saugmotorkonzept beibehalten wird und die Lager und anderen Komponenten nicht wie bei aufgeladenen Motoren atypisches belastet werde, d.h. enorme Drehmomentbelastungen schon knapp über Lehrlaufdrehzahl ertragen müssen.

Ich hoffe einen objektive Blickwinkel und somit eine Entscheidungsgrundlage für Leistungshungrige erstellt zu haben und somit die Entscheidung für oder gegen Airboxmotoren etwas erleichtern zu können.

Ein großes Dankeschön geht noch an Ben für die schnelle und kompetente Unterstützung.

Text: Tim Dutschmann, Benjamin Biehler

orig link:

http://www.bmw-power.de/Schrauberecke/schrauber_td_Alpha_N_Airbox_1.html

Hoffe ich konnt weiterhelfen,

Gil :wink2:

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Sacha///M
Geschrieben

Danke, das war mal fällig :-o

Silverman
Geschrieben

Toll gemacht.

:-))!

Dr. Nagano
Geschrieben

Vielen Dank, sehr informativ ! :-))!:-))!:-o

gillchen
Geschrieben

Ihr seht also, eine Umenge an Mehr-PS gibt's nicht bei 3,0 +3,2l agregaten. Ich hab auch rumgenörgelt beim Tuner, der die Abstimmung gemacht hat und meinte es sei nicht genug Leistung. Der dückte mir seine Akten von ca. 20 Abstimmungen in die Hand und meinte ich soll mir die Leistungsdiagramme mal anschauen (sehr wahrscheinlich dass ich ihm endlich seine Ruhe lasse :evil: ) -Beides X-) hab ich dann auch getan. Ich hab mir alle Diagramme angeschaut, keiner hatte mehr als 358 PS (das war sogar ein 3,0l) einige lagen sogar bei 330PS mit den Nockenwellen :cry:

Bei dem Bericht von Tim (oben) waren es ja nur 316PS, aber sehr wahrscheinlich ohne Nocken. Bei Airbox-Motoren spielt es also keine Rolle im Endeffekt ob nun 3,0 oder 3,2l. Ich glaub kaum das dies beim E46 M3 wohl viel anders ist, siehe CSL=350PS die streuen vielleicht auch nach oben (+8PS?), aber wieviel Ingenieure sind wohl über den hergefallen????

Gil

igor
Geschrieben

Hi!

Also meinen Respekt da hast ja ganz schön lang getippt! :-o:-o

Aber nun mal zum Inhalt:

Also das ist eigentlich nichts neues! Das so ein Umbau nicht unbedingt alltagstauglich ist wird wohl jedem klar sein der sich für sowas entscheidet! Das man dann unten Leistung einbüst ist auch nichts Neues! :bored::bored:

BMW bzw. die meisten Besitzer machen sich ja schon in die Hosen wenns um nen Sportauspuff am M3 geht! Da könnte er ja nicht mehr so lange halten X-)X-)

Abgesehen davon ist ein Sportauspuff auch nicht unbedingt Alltagstauglich!

So ausgereizt wie hier oft behauptet wird ist der M3 Motor nun auch wieder nicht! Ist das denn ausgereizt wenn beim M3 Motor ne Gesamtlaufleistung von 200tkm mind. drin sein können!??

MFG :wink2::wink2:

gillchen
Geschrieben

Ja Igor, ich weiss O:-)

wieviel gemessene PS hat denn deine MMaschine?

ps:hab das doch nicht getippt, nur kopiert und eingefügt X-)

autschi
Geschrieben

Hallo Kollegas

da ich eine Airbox auf meinem E36 M3 3.0l seit Juli 2002 habe kann ich mal behaubten dass man die echte Leistungssteigerung nur bei kalter Luft (bis20°C) richtig merkt

je kälter desto besser(genauso das Ansauggeräusch) :lol:

meiner hatte vorher auf dem Kerscher Prüfstand 274 PS/313NM

leider würde die Airbox bei jemand aneren auf dem Prüfstand abgestimmt und gemessen: Ergebnis>322PS/ 325NM, so dass man vielleicht die beiden Werte nicht 100% vergleichen kann, da ja Prüfstände sehr verschieden sind von Hören und sagen

aber man sieht dass ich eigentlich an Drehmoment zugenommen hab, auch wenns nur hier 12NM sind , wenn man den Prüfständen trauen darf O:-)

bei den Messungen hatte mein //Motor auch schon kanppe ,echte 130tkm!

//Mfg :wink2:

Der Abfall des Drehmomentes im unteren und mittleren Drehzahlbereich ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass durch den geringeren Strömungswiderstand im Ansaugtrakt (der obenherum mehr Leistung bringt) die Schwingungen der Luftsäule verändert wurden, und damit der Nachladungseffekt verschlechtert wurde. Es müsste eine neue Ansauganlage konzipiert werden, die auf diese neuen Verhältnisse abgestimmt ist. Die Schwäche untenherum führt dem Fahrer des getunten Wagens ja nur vor, wie gut das Tuning obenherum angeschlagen hat. Man wird dem Kunden ja nicht erzählen, dass man durch die Tuningmaßnahmen den Nachladungseffekt im unteren und mittleren Drehzahlbereich zerstört hat und damit das Drehmoment gesunken ist. Nein, das Drehmoment kommt doch aus dem Hubraum und der ist doch nicht verändert worden. Der Nachladungseffekt funktioniert übrigens so, dass die schwingende Luftsäule (Schwingungen angeregt durch die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile und mitbestimmt durch Widerstand im Ansaugtrakt) jeweils bei Öffnung eines Einlassventils gerade eben wieder eine Welle auf das Ventil zu bildet, mit der zusätzliche Luft "eingeschoben" wird. Dies kann natürlich auch genau "dumm" kommen und die Welle bewegt sich just zur Ventilöffnung davon weg und behindert damit die Luftansaugung und der Füllungsgrad sinkt.

Wie sieht das Ergebnis aus?

Es bleibt festzuhalten, dass die Ing. der BMW M GmbH ganze Arbeit geleistet haben, d.h. ein mehr an Spitzenleistung wird mit Abstrichen beim Drehmomentverhalten und höheren Verbräuchen erkauft.

Das Fahrzeug wurde noch nicht ausgiebig getestet aber es zeichnet sich ab, dass die Leistungsentfaltung des Motors in höhere Drehzahlregionen verschoben wird. Dies ist bedingt durch den Einsatz des neuen Fächerkrümmers, der ab 4500 U/min seine Wirkung entfaltet und durch die Airbox die ab ca. 5000 U/min effektiv arbeitet.

Der Verbrauch bewegt sich im Teillastbereich zwischen 13,5 bis 15 Litern. Ist man mit Vollast unterwegs gehen 20 Liter auf 100 Kilometern durch die Einspritzdüsen.

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