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Die Kraftstoffpumpe

Die „Spritpumpe“, sie wird kaum beachtet, ist jedoch sehr wichtig wenn es um Leistung, Zuverlässigkeit und Standfestigkeit geht.

Auch sie ist ein Verschleissteil, ihre Fördermenge sinkt aufgrund von Verschleiss, ganz besonders, wenn man öfters mit fast leerem Tank rumfährt, und sie dabei als mal Luft zieht und kurz trocken läuft.

Beim Saugmotor ist es schön wenn man eine stärkere Benzinpumpe einbaut, beim Turbomotor sollte es jedoch Pflicht sein!

Denn, wenn man eine Benzindruck von z.b. 1.5bar fährt, sind es dann bei 1.0 bar Ladedruck schon 2.5Bar Benzindruck den die Pumpe bringen muss. Spätestens da fängt dann die Serienpumpe an zu schwächeln, erkennbar am Abmagern bei Vollast, auch wenn man die Tectronik Richtung „fett“ dreht wird es nur besser.  Und wenn man keine Überwachung der Lambdasondenspannung bzw. der Abgastemperatur hat, ist der Motor schneller kaputt als einem lieb ist

Zusätzlich sollte die Pumpe ordentlich verkabelt werden. Recht simpel aber sehr effektiv ist das Verkabeln und Schalten über ein Relais:

http://crashgalerie.bubu-power.com/2016/09/29/auch-die-benzinpumpe-braucht-saft/

als ideal hat sich die gute 342er WALBRO herausgestellt.

Alternativ kann man auch die Kraftstoffpumpe aus den Modellen wie z.B. Barchetta, Coupe 1,8L nehmen, dann passt die Kraftstoffpumpe plug & play, da die Abmessungen identisch sind. Diese ist allerdings nur gebraucht (mit den üblichen Nachteilen) zu finden, oder sie ist neu relativ teuer.

Pumpeneinheit ausbauen:

-Halteblech der Kraftstoffleitungen lösen und die Leitungen vorsichtig aus dem Sitz ziehen

Tankgeber ausbauen, diesen löst man indem man ihn entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht (etwa 15°)

Einbausatz

wegen der identischen Maße passt die Pumpe ohne Basteleien

die Pumpe so verbauen dass sie mit dem unteren Ende etwa 5-10mm über dem Sieb am Grund sitzt

neuer Stecker anlöten (die ganz peniblen löten 2.5mm² Kabel direkt oben an den Stecker;) )

und dann wieder rein damit

Dichtring einschmieren, dann geht der Geber leichter rein, und es bricht nichts ab!

WAES Wasser-Methanol-Einspritzung

Die Wassereinspritzung

Leider ist die Zeit des E85-Kraftstoffes aufgrund der hohen Preise vorbei……kaum eine Tankstelle verkauft noch E85. Mit E85 hatte man einen richtig klopffesten Kraftstoff, der zudem nicht teurer war als Super-Plus.  Der Preis lag 2015 etwa bei 1.10€, der Verbrauch war jedoch aufgrund des deutliche niedrigeren Brennwertes um 25-30% höher.

Nun muss man wieder zu Super-Plus mit 98Oktan greifen, oder alternativ zu Shell V-Power  oder Aral Ultimate 102.

Ein weiterer Vorteil von E85 war der deutlich kühler laufende Motor aufgrund der Verdunstungskälte des E85, …..dies kann man sich wieder mit einer WAES erkaufen:

 

Früher bei Jagdflugzeugen und in der Formel 1 (Turbo-Ära) eingesetzt um im Kampf zusätzlich Leistung zu generieren, ist über diese Form der Leistungssteigerung wieder vermehrt in technischen Berichten zu lesen……aktuell aber nicht zur reinen Leistungssteigerung, sondern um Kraftstoff im hohen Lastbereich zu sparen, was sich auch wiederum auf das Abgasverhalten auswirkt. Denn, Bauteileschutz bedeutet durch zusätzliches Anfetten im Volllastbereich eine gewisse Abgastemperatur (EGT=Exhaust-Gas-Temperatur) nicht zu überschreiten, i.d.R. 950-1050°C um Turbolader und Vor-Kats zu schützen. Leider steigt dadurch der Verbrauch massiv, da die Fahrzeuge teilweise bis runter auf Lambda 0.68-0.70 anfetten müssen!

Dieses starke Anfetten lässt sich durch eine zusätzliche Kühlung mit Hilfe von Wasser deutlich reduzieren, da sich eine Absenkung der Ansauglufttemperatur( IAT=Intake-Ait-Temperatur) direkt mit auf die EGT auswirkt. Zudem erhalten wir je nach Einspritzmenge auch eine Leistungssteigerung!

Doch wie kommt es dazu?!…..mit verantwortlich ist natürlich die deutliche niedrigere IAT die dadurch einen höheren Sauerstoffanteil besitzt, zudem aber sorgt die geringere Temperatur auch dazu, dass das Steuergerät etwas mehr Frühzündung zulässt, und weniger stark anfettet, beides bringt spürbar Leistung, denn spätestens ab 50-60°C Ansaugtemperatur fangen Steuergeräte an Zündung zurückzunehmen, anzufetten, und evtl. sogar den Ladedruck zu senken, alles Punkte die massiv Leistung kosten!

Erstmals in Serie eingesetzt von BMW im M4 GTS

 

Führende Hersteller im Zubehörsegment sind SNOW-PERFORMANCE und AQUAMIST

Die Hauptbauteile sind:

  • Pumpe
  • Tank
  • Düse
  • Controller

Bei der Auswahl sollte man nicht am Controller sparen, denn einfach AN/AUS ist weniger elegant.  Schöner ist es wenn man einen Startwert für den Beginn der Einspritzung (minimale Einspritzmenge) und Ende/Max (maximale Einspritzmenge) einstellen kann.  z.B. min. ab 0.4bar Ladedruck, max. dann ab 1.2bar Ladedruck.

Verbaut werden kann das alles wie man möchte, Tankposition, Pumpenposition usw.

Bewährt haben sich jedoch möglichst kurze Leitung zw. Pumpe und Düse! Das heisst, die Pumpe in der Nähe der Düse, und für die Gewichtsverteilung den Tank ins Heck.

Die Düse muss zw. Ladeluftkühler und Einlassventile montiert werden. Niemals vor den LLK. Am einfachsten verbauen lässt sie sich in den Druckrohren oder in einem der Verbindungsgummis der Verrohrung. Bei der Düsengröße sollte man sich bei etwa 60-150ml/min bewegen.

Hardcore-Variante wäre eine Montage kurz vor dem Turbolader, also am Eintritt des Verdichters, dies würde das Verichtergehäuse massiv runterkühlen, allerdings muss mit Kavitation an den Verdichterschaufeln gerechnet werden. Eine extrem feine Zerstäubung wäre hier anzuraten!!

Für die Montage in den Schläuchen gibt es von SNOW einen Adapter, an diesem muss man jedoch händisch etwas rumschnitzen damit dieser nicht unötig störend im Luftstrom liegt

Und was wird eingespritzt? Viele fahren nur mit Wasser, aber viele andere mischen auch Wasser mit Methanol.

 

Vorteile zusammengefasst:

-Höhere Zündwinkel möglich–> mehr Leistung/Drehmoment

-mehr Ladedruck–> mehr Leistung/Drehmoment

-Bauteileschutz–> längere Lebensdauer

 

 

Die Nockenwelle

Was die Nockenwelle macht wird jedem Cinque-Schrauber bekannt sein…..möchte man es schneller haben muss einfach eine schärfere Nocke mit viel Öffnungswinkel rein…..?!

Ein paar Grundbegriffe kurz beschrieben:

Öffnungswinkel: Er sagt aus wie lange das Ventil geöffnet ist (in KW-Winkel). Viel hilft nicht viel!

Ventilhub: Sagt aus wie weit das Ventil geöffnet wird.

Spreizung: Die Spreizung ist der Winkel zwischen Kolben-OT bis zum maximalen Ventilhub. Somit gibt es eine Auslass-, und Einlassspreizung.  Anhand der Spreizungs-Winkel kann man schon grob abschätzen wohin es mit der Nockenwelle geht. Spitzenleistung, oder eher Midrange.

Überschneidung: Die Überschneidung beschreibt den Winkel in der beide Ventile gleichzeitig geöffnet sind. Auch hier ist viel nicht immer gut!

Wenn man sich nun ein Nockendiagramm anschaut, kann man evtl. schon Zusammenhänge der Begriffe sehen;)

kleine Spreizung (108°) jeweils Einlass-,und Auslassseitig—-> ergibt eine grosse Überschneidung (der Bereich mittig unten).

Bildlich gesehen wandern die Nocken näher zusammen, was dann eine längere Überschneidung ergibt.

Für den Fire-Motor taugen die Nockenwellen mit mit bis knapp 280° allemal. Wobei es ab 270° und relativ viel Hub(+9,5mm) dann schon etwas „gröber“ im Leerlaufverhalten werden kann. Für den Alltag würde ich eher etwas mit max.260° fahren.

Alles über 280° und mit über 2mm Hub in OT einlassseitig funktioniert erst mit einer Ansaugung per Einzeldrosselklappen venünftig.  Oft ist Verlust um Drehzahlbereich bis 4-5000U/min größer, als der Gewinn ab 5000U/min.

300° aufwärts wird auf einem SPI/MPI überhaupt nichts bringen…..zu sehr beeinflussen sich die Zylinder gegenseitig, daher ist hier eine EDKA Pflicht!

Auch muss man sich bei Ventilhüben über 10,5mm um die Freigängigkeit der Ventilfedern und Schaftabdichtungen Gedanken machen. Die Feder muss bei maximalem Hub noch 1mm Reserve haben, darf also niemals auf Block gehen. Ebenso sollte man den Kopf zerlegen, und prüfen dass der Federteller nicht die Schaftdichtung berührt, auch hier sollten 1mm Reserve sein.

Sollten andere Ventilfedern erforderlich sein, müsste dies der Nockenwellenhersteller angeben!

Anzumerken ist, dass die Öffnungswinkel unter den Herstellern NICHT direkt vergleichbar sind, denn jeder Hersteller gibt die Öffnungswinkel bei unterschiedlichem Spiel bzw. Prüfhub an.

z.B. Fiat bei 0,8mm Hub, da hat die MPI Nocke 228°  Bei 0,1mm Hub wie es Catcams misst, sind es sicherlich um die 240-250°.

An den Catcams Werten bei 1mm und 0,1mm erkennt man schön wieviel Grad dies ausmachen kann!  die 277° bei 0,1mm sind dann bei 1mm nurnoch 238°.

Viele Hersteller geben es bei wenig Spiel an, denn die meisten Käufer denken „mehr ist mehr“ Ein seriöser Hersteller gibt jedoch meist an bei wieviel Spiel die Werte gelten.

Hier ein Musterbeispiel! Auch wird sauber angegeben wie die Nockenwelle per einstellbarem Nockenwellenrad eingestellt werden muss!

In diesem Fall Ventilhub 2mm Ventilhub bei Kolben-OT,(lift at TDC)  zu beachten ist das „cl=0“, das heisst dass man per Fühlerblattlehre das Ventilspiel auf Null bringen muss. Tut man dies nicht, wird man mit der Einstellung sicherlich 5-10° daneben liegen.

Übersicht:

Mit aufgeführt in der Tabelle sind auch die Ventilhübe in OT.  D.h. wie weit das Ventil geöffnet ist wenn der Kolben in OT steht.

Als Faustformel gilt: alles über 280° Öffnungswinkel und 2mm Hub in OT ist dann langsam immer weniger Alltags-/Strassentauglich.

und für den 16V:  (Beitrag wird noch vervollständigt:)

die Steuerzeiten und Ventilhübe darf man nicht 1zu1 mit einem 8V Motor vergleichen.  z.B. sind bei einem kleinen 16V Motor Ventilhübe von 1mm in OT schon relativ viel;)

alles etwas verwirrend;)

Der Abgaskrümmer (wieso weshalb warum)

Was ein Abgaskrümmer ist und macht, wird jedem Cinque-Schrauber geläufig sein.  Und wie er beim Turbomotor aussehen sollte, bzw. nicht, seht ihr hier:

http://crashgalerie.bubu-power.com/2017/02/27/original-abgaskruemmer-eher-schlecht-als-recht/

Ein schöner Krümmer mit getrennten Rohrführungen bis zum Sammler muss her…..

 

Weshalb benötigt man eine Flutentrennung bei einem Turbomotor?

Aufgrund des 4-Zylindermotors haben wir einen Zündabstand von 180°.  Das bedeutet das je nach Auslasssteuerzeiten die Abgasdruckwelle ein Teil des Abgases in ein benachbartes noch offenes Auslassventil schieben kann.  Das ergibt mehr Restgas im Zylinder was wiederum das Klopfen fördert…..dies ist natürlich auch von den Werten der gefahrenen Nockenwelle abhängig:

Hier ein paar Infos zu Nockenwellen:

http://crashgalerie.bubu-power.com/2018/11/14/die-nockenwelle/

 

Mit einer Flutentrennung in Form von länger gewählten Krümmerrohren lässt sich das „Übersprechen“ zu den benachbarten Zylindern vermeiden.  Der Motor läuft deutlich sicherer, bringt in der Regel einen früheren Ladedruckaufbau trotz größerem Krümmervolumen, und läuft auch obenrum spürbar besser.

Das Problem mit dem Übersprechen ist auch ein Mitgrund weshalb die Hersteller derzeit gerne 3-Zylinder aufladen…….–>240° Zündabstand;)

 

Weshalb kommen viele Serienfahrzeuge ohne Flutentrennung aus?

Serienmotoren haben sehr kurze Ausslasssteuerzeiten, was die Gefahr der gegenseitigen Beeinflussung minimiert, bzw. verhindert.  Oder es werden bei variablen Ventiltrieben je nach Lastzustand und Drehzahl entsprechend kurze Steuerzeiten gefahren.

Auch lässt sich mit variablen Ventiltrieben „Scavenging“-Strategien ausführen…..d.h. man spült den Brennraum bewusst, um alles Restgas rauszubekommen, behilflich ist dabei das entstandene „Spülgefälle“ d.h. man hat nach dem Auslassventil ein kurzes Zeitfenster mit Unterdruck was das schädliche Restgas aus dem Brennraum zieht:)  Dies machen sehr viele moderen Turbomotoren im unteren Drehzahlbereich, um den Ladedruckaufbau früher beginnen zu lassen. Leider treibt dies aber auch die NOx-Werte nach oben.  D.h. in den nächsten Jahren müssen die Hersteller wieder davon abkommen, denn die neuen Fahrzyklen wie WLTC+RDE sind im Kommen:/

 

Da wir aber zum Glück nicht von diversen Regelungen betroffen sind, wieder zurück……so schaut das gute Stück eingebaut aus: