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G1zM0

Projekt: Leistungssteigerung Dieselmotor

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G1zM0
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Mahlzeit liebe Community.

Im Rahmen meiner Diplomarbeit auf der Universität habe ich einen Auftrag von einer österreichischen Institution angenommen, welche eventuell für den einen oder anderen Auto bzw. Motor Enthusiasten ganz interessant ist.

Wie im Thread Namen schon beschrieben geht es in dieser Arbeit zuerst primär um die Leistungssteigerung eines Diesel Aggregats.

Ich habe mir gedacht dass hier sicher einige Hobby-Ingenieure aber auch studierte Ingenieure zu gegen sind, die sich im Gedanken gerne mal ausleben was möglich wäre.

Im ersten Schritt sammle ich Ideen welche Optionen es generell gibt einen vorhandenen Dieselmotor zu verbessern. Ungeachtet von Spritverbrauch, Emissionen und Budget welche alle keine relevanten Faktoren für die Institution/ das Fahrzeug sind, bzw. Faktoren welche erst am Schluss entscheidend sind.

Nähere Details über den eingebauten Motor, das gesamte Projekt, und meine eigenen Ideen werde ich im laufe der Zeit immer wieder als Input in den Thread schreiben.

Ich hoffe es ergibt sich eine rege Diskussion, die nicht nur mit hilft sondern euch auch Spaß macht, über die Möglichkeiten und deren für und wider. Aus der Erfahrung einiger Threads wie zum Beispiel das Projekt CPone von Tim (Botzelmann) sind schon einige großartige Dinge hier entstanden. :-))!

Also haut in die Tasten und schreibt, egal wie unrealistisch es im Moment auch klingen mag, aber auch die simpelsten Sachen wie: Turbolader. Wichtig ist dass das Ding so wie Tim Taylor schon so gern sag "mehr Power" bekommt.

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magic62
Geschrieben

Da man es beim diesel nicht über die Drehzahl holen kann, bleibt nur die füllung.

Wenn der block stabil genug ist, dann eben über Turbo und dieselzufuhr.

Die amis setzen auch noch Nitrous ein.

Turbo über geht über hybridturbos oder registeraufladung.

Einspritzung mit hohem druck und menge.

Steuerzeiten und einspritzzeiten sind selbstverständlich.

DPF kostet nur Leistung O:-)

bozza
Geschrieben

Dann bringe ich mal eigene Erfahrung an einem 66kw 1,9 TDI (ALH) aus dem VW Regal hier ein.

Änderungen:

-Einspritzdüsen mit größeren Querschnitt (0.185 auf 0.216 wenn ich mich recht erinnere)

-Förderkolben der Verteilereinspritzpumpe

-Diode in der Messleitung des Ladedrucksensors; damit ist der max Ladedruck im 0,2 Bar Bereich anpassbar

-"Powerbox" zwischen den Einspritzpumpenkabelbaum (unterm Strich ein regelbarer Widerstand zur Anpassung der Einspritzzeiten)

Mit der Powerbox waren reproduzierbar mehr als 140kw an der Vorderachse. Finde evtl auch noch die Messdiagramme von anno dazumal :)

Ohne der Box fährt der Motor heute noch mit gut 300tkm und erster Kopfdichtung und ersten Turbolader rum. Man(n) mag sich nun fragen, warum die Eigenbau-Box geflogen ist. Es waren eben harte Werte hinterlegt (Widerstand) und dadurch wurde im Alltagsgebrauch viel zu viel eingespritzt bis der Ladedruck erreicht ist -> Nebelmaschine :D

In Zeiten von Common-Rail, DPF, Piezo Injektoren und Steuergeräten mit der Rechenleistung einer Interkontinentalrakete mag das nicht mehr state of the art sein, aber es funktioniert. zuverlässig.

Eben über die bereits erwähnte Füllung, oder: Luft und Einspritzmenge müssen stimmen, der Rest ist Physik ^^

Viele Diesel Tuning Sachen kommen auch aus den USA, mit 1500 PS Dodge Rams und so Sachen.

so far

der Dino

Hessenspotter
Geschrieben

@ Gizmo: Muss eine Abgasnorm eingehalten werden? Wenn ja ... dann wirds schwierig. Sonst das Standart Programm. DPF weg, größere LLK, größere Düsen. Alles andere entzieht sich dann auch schon meiner Kenntnis.

1500PS Rams haben aber auch mehr Hubraum :D.

G1zM0
Geschrieben
@ Gizmo: Muss eine Abgasnorm eingehalten werden? Wenn ja ... dann wirds schwierig. Sonst das Standart Programm. DPF weg, größere LLK, größere Düsen. Alles andere entzieht sich dann auch schon meiner Kenntnis.

1500PS Rams haben aber auch mehr Hubraum :D.

Nein müssen in erster Linie Gott sei Dank nicht eingehalten werden! Erst wenn die gewünschte Leistungssteigerung erreicht wird, wird bei der Auflistung der Varianten der Faktor mit einbezogen und bei zwei "gleich guten" Methoden dann für die entschieden welche Schadstoffärmer ist.

Das gute an der Instituion ist dass sie bei ihren Fahrzeugen machen kann was sie will solange sie im Sinne des Einsatzzweckes dienen.

G1zM0
Geschrieben
"Powerbox" zwischen den Einspritzpumpenkabelbaum (unterm Strich ein regelbarer Widerstand zur Anpassung der Einspritzzeiten)

Mit der Powerbox waren reproduzierbar mehr als 140kw an der Vorderachse. Finde evtl auch noch die Messdiagramme von anno dazumal :)

Erzähl uns bitte mehr darüber.

G1zM0
Geschrieben
Da man es beim diesel nicht über die Drehzahl holen kann, bleibt nur die füllung.

Da dies gleich am Anfang erwähnt wurde:

Interessant wären auch Möglichkeiten welche bei Otto-Motoren angewendet werden, aber bei Diesel-Motoren keine erwähnenswerte Leistungssteigerung bringt. Mit Erklärung warum.

compuking
Geschrieben

gehts dir denn auch um Fahrbereit?

Ansonsten könnte ich ja einfach einen riesen Lader draufschnallen und habe die Leistung halt nur zwischen 4000 und 4600U/min...

fiat5cento
Geschrieben

-Einfach gehts mit einem Widerstand am Raildrucksensor... Somit wird der Raildruck hochgesetzt, weil das Steuergerät einen niedrigeren Druck sieht.

-Es gibt Boxen bei denen man den Wert vom Raildrucksensor abhängig vom Druck ändern manipulieren kann. Das heisst, man kann zum Beispiel bei geringem Raildruck den Druck unverändert lassen und erst erhöhen wenn man höhere Drücke hat.

Zusätzlich gibt es sowas noch für den Ladedruck. Den kann man allerdings nicht übermässig hochdrehen, weil das Steuergerät Ladedruck und Luftmasse gegencheckt.

-Es gibt auch noch Boxen, wo man den Wert vom Raildrucksensor abhängig vom Druck und von der Drehzahl manipulieren kann. Ebenso Ladedruck. Die sind schon recht gut.

-Die besten "Boxen" sind meiner Meinung nach Boxen, bei denen man die Einspritzzeit verlängern kann. Die sind von der Elektronik her natürlich komplizierter.

-Am besten ist es natürlich das Kennfeld direkt ändern zu können.

-Eine Abgasanlage mit wenig Gegendruck ist bei einem Turbomotor immer gut.

-Größerer Ladeluftkühler ist auch immer gut, allerdings würde ich da erstmal Messungen machen, wie hoch die Ladelufttemperatur bei Volllast wirklich ist. Und auch prüfen, ob man den serienmässigen Kühler nicht besser anströmen kann.

Einen wassergekühlten LLK würde ich gleich gegen einen luftgekühlten ersetzen.

G1zM0
Geschrieben
gehts dir denn auch um Fahrbereit?

Ansonsten könnte ich ja einfach einen riesen Lader draufschnallen und habe die Leistung halt nur zwischen 4000 und 4600U/min...

Natürlich wird das Fahrzeug Fahr- und Einsatzbereit sein. Aber wie gesagt im ersten Ansatz dieses Threades geht es um Möglichkeuten zur Leistungssteigerung von Motoren. Welche sinnvoll und welche nicht sinnvoll für einen Dieselmotor sind und warum. Ungeachtet von Budget, Spritverbrauch, Emissionen, Fahrbarkeit etc.

Wie versprochen werde ich immer mehr Details zur Arbeit preisgeben (um was für einen Motor es sich handelt, zu welchem Einsatzzweck...). Natürlich kann ich leider nicht alles verraten.

compuking
Geschrieben
Natürlich wird das Fahrzeug Fahr- und Einsatzbereit sein. Aber wie gesagt im ersten Ansatz dieses Threades geht es um Möglichkeuten zur Leistungssteigerung von Motoren. Welche sinnvoll und welche nicht sinnvoll für einen Dieselmotor sind und warum. Ungeachtet von Budget, Spritverbrauch, Emissionen, Fahrbarkeit etc.

Wie versprochen werde ich immer mehr Details zur Arbeit preisgeben (um was für einen Motor es sich handelt, zu welchem Einsatzzweck...). Natürlich kann ich leider nicht alles verraten.

Es sollte auch "Fahrbarkeit" heißen... aber mein Mac war anderer Meinung als ich...

Dann wie gesagt:

- Größerer Turbolader

- Passender Krümmer (TwinScroll oder Stoßaufladung)

- Mehr Ladedruck

- Größere Düsen (bedingt vermutlich eine größere Pumpe)

- Größerer LLK

- Größere AGA

- Je nach Machbarkeit vom Aktuellen Block den Zylinder vergrößern um mehr Hubraum zu bekommen

- Größere und Entdrosselte Ansaugung

Hessenspotter
Geschrieben

Und wenn alles nicht mehr hilft, NOS hilft auch bei Diesel Fahrzeugen. Und von Moskau unlimited wissen wir ja, Trockeneis auf den LLK hilft. :D

Felix
Geschrieben

Sicher ein spannendes Thema, ich wünsche schon mal viel Erfolg.

Gestern habe ich bei MotorTrend einen Beitrag über die aufstrebende US Diesel Tuning Szene gesehen, evtl. ist ja etwas interessantes für dich dabei.

Mit Partikelfiltern haben die Amis aber anscheinend nicht so viel am Hut. O:-)

Gr3xx
Geschrieben

Die Leistung beim Dieselmotor ist begrenzt durch:

  1. Abgastemperatur
  2. Rußemissionen
  3. Spitzendruck

zu 1.: Die Temperatur wird bedingt die eingespritzte Kraftstoffmenge (Dauer, Druck, Düsenanzahl, Einspritzzeitpunkt (früh: niedrige Temperatur Abgas), Tröpfchengröße, usw.), Luftverhältnis und Brenndauer (Aufbereitung, Drall)

zu 2.: hier ja anscheinend zu vernachlässigen

zu 3.: Abhängigkeiten zu Verdichtung, Einspritzzeitpunkt (früh = hoher Druck), und Festigkeiten der Bauteile (Kurbelwelle und deren Gehäuse (z.B. lieber GG als Alu))

mal ein paar formelmäßige Überlegungen:

effektive Leistung Pe:

Pe = i * n * p_me * V_H

i: für 4-Takt 0,5 -> Konstante

n: Motordrehzahl -> Begrenzung durch Dieselbrennverfahren, aber hauptsächlich durch die Hochdruck-Common-Rail-Pumpe (Ungleichförmigkeit Antrieb)

V_H: Hubvolumen -> Kosten, Bauraum, Gewicht

p_me: Mitteldruck

-> Mitteldruck p_me:

p_me = indizierter Wirkungsgrad * mechanischer Wirkungsgrad * Luftdichte * (unterer Heizwert / stöchiometrischer Luftbedarf) * Liefergrad Ladungswechsel * (1 / Luftverhältnis Lambda)

beim Dieselmotor sind hier wichtig:

- Luftdichte -> Aufladung

- Luftverhältnis Lambda -> Brennverfahren

- indizierter Wirkungsgrad -> Brennverfahren

ansonsten:

- unterer Heizwert und stöchiometr. Luftbedarf sind Konstanten

- mechanischer Wirkungsgrad

- Liefergrad

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