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Ladeluftkühler

kuame

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Montag, 20. April 2009, 10:39

Ladeluftkühler

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Sollte sich jemand noch nicht mit diesem Thema beschäftigt haben, findet man auf dieselschrauber.de einen guten Fachartikel zur Ladeluftkühlung und auf Wikipediaeinen etwas allgemeineren Einstieg.

Zum Grande im speziellen:

Der Grande ist mit einem FMIC = Front Mounted InterCooler ausgestattet. Dieser befindet sich unterhalb des normalen Kühlers, hinter dem unterem Grill.

Hier noch eine Prinzipskizze der Ladeluftkühlungsstrecke
»kuame« hat folgendes Bild angehängt:
  • LL_strecke.jpg
gruss kuame

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kuame

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Montag, 20. April 2009, 10:54

Als Teststrecken wählte ich eine 1,5km langen Anstieg und Fahrten in der Ebene sowie einen abschließenden Test auf der Autobahn.

Ich stelle hier den abschließenden Volllasttest auf der Autobahn vor.

Das erste Diagramm zeigt fast alle aufgezeichneten Meßwerte, am Beginn sieht man die Beschleunigungsphase und dann die eigentlich Volllastphase.
(Normalerweise fahre ich nicht Volllast auf der Bahn, hier MAL zu Untersuchungszwecken, wer wissen will wie mein normales Fahrprofil aussieht einfach MAL bei Spritmonitor nachschlagen.)
Die langen Schwankungen sind auf das gefahrene Streckenprofil zurückzuführen.
(Und nein ich habe den Motor nicht sofort abgestellt nach dieser Hetze.)

Teststrecke ca. 8km BAB, 20°C Außentemperatur

Achtung: LLT ist nicht die Ladelufttemperatur sondern nur die Temperatur am LMM, vor dem ATL und somit auch vor dem LLK.
»kuame« hat folgendes Bild angehängt:
  • gesamt_LLT.jpg
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Montag, 20. April 2009, 11:04

*gelöscht*
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Montag, 20. April 2009, 12:48

Nett das ganze MAL so anzusehen... aber der Fakt, das ein größerer LLK nicht notwendig ist, steht hier im Forum schon länger rum.
Als beispiel wurde ja schon das Chiptuning von G-Tech genannt... die machen die Leistungssteigerungen auch ohne größeren LLK.
Gruß...
...Daniel

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Montag, 20. April 2009, 13:14

*gelöscht*
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Montag, 20. April 2009, 13:17

mit welchem GP wurde denn die messung durchgeführt?
benziner / diesel?
ps?
...gut...
besser...
Fiat GP Sport...

Zisch und weg...
Aus den Augen aber immer im Sinn!

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Montag, 20. April 2009, 13:18

hm... vergess immer das du nen Diesel hast... ^^
das was ich schrieb war auf den t-jet bezogen... jemand hat das wohl schonmal gemessen und gesagt das der noch genug Reserven hat. Bei der Leistungssteigerung auf 150PS bei G-Tech muss der aufjedenfall nicht gewechselt werden.
Gruß...
...Daniel

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Montag, 20. April 2009, 13:23

Allerdings sind wohl bei allen GP die gleichen LLK verbaut (bin aber nicht sicher und habe eper nicht zur Hand).

Dazu könnte r0cksau sicher mehr sagen.

Ich denke man kann sich gut am Abarth orientieren. Den dieser erhält wohl ab einer bestimmten Ausbaustufe auch einen neuen LLK. Ab essesse Kit?

In jedem Fall hat der 66kW Diesel mit 1,3bar schon eine relativ hohen LD.
Somit auch eine hohe Erwärmung aus der Verdichtung der Luft heraus allerdings niedrigere Abgastemperaturen wird vielleicht also ähnlich einem T-Jet liegen.
gruss kuame

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Montag, 20. April 2009, 13:27

Damals an meinem Fiat Coupe war ein halb so großer LLK verbaut. Der saß vorne auf der Fahrerseite vor dem Radkasten.
Der war ausreichend für 220PS...ich schätz MAL so grob das er nur halb soviel Fassungsvermögen hatte. Der war auch noch ausreichend für ne Leistungssteigerung auf 250PS, danach sollte man dann erst größere Verbauen.
Gruß...
...Daniel

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Montag, 4. Mai 2009, 10:52

Hier noch ein paar Richtgrößen im Zusammenhang zwischen Verdichtung der Luft, der Temperatur und der Luftdichte.

Eine LLT-Senkung um 10K erhöht auch die Luftdichte um ca. 3 % und verringert so die Russneigung.
bzw.
Eine Verminderung der Ladelufttemperatur um etwa 10°C erhöhen die Leistung um etwa 3 %.
und
Die Aufheizung der Luft um etwa 90 K pro bar Druckerhöhung (je nach Wirkungsgrad des Verdichters) führt dazu, dass schon bei 1 bar Ladedruck ohne jede Ladeluftkühlung etwa 40 % des möglichen Luftmassengewinns verlorengehen; bei höheren Ladedrücken steigt der Verlustanteil noch weiter an.

edit: 1,3 bar LD bedeuten also eine Aufheizung der Luft auf ca. 120°C. Eine Aufheizung durch den heißen Turbolader an sich wird bei Volllast kaum stattfinden, weil der Luftdurchsatz ca. 50 Liter/sec. beträgt. Die Verweildauer der Luft im Lader sehr gering ist und somit eine Aufheizung durch heiße Bauteile sehr klein.

Rechnung:
rd. 1,3 kg/m3 = Masse der Luft unter Normalbedingungen
Durchsatz: LM(Volllast) = 70 g/s
70/1,3 = ca. 50l/s
gruss kuame

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Montag, 4. Mai 2009, 11:19

ich hab mir jetzt folgendes Interface bestellt, wenn es da ist, kann ich noch nen paar Vergleichswerte vom 1.9er beisteuern

Link
Bilder von meinem Grande gibts hier
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Freitag, 8. Mai 2009, 20:10


So hier kommen jetzt ein paar sehr betrübliche Nachrichten.

Nachdem carsten nun auch mit einem Adapter ausgerüstet ist, und dieses auch gleich an seinem 1.9er ausprobiert hat ist ihm etwas aufgefallen.

Wir verwenden beide das gleiche Programm zum Messen. In diesem wird ein Sensorwert als Luft-Einlasstemperatur gekennzeichnet.
Ihm ist aufgefallen, daß die dieser Wert bei ihm am LMM ermittelt wird.

Zitat

Zitat carsten:
naja, ich hab zum Test einfach MAL den Stecker vom LMM abgezogen und danach wurde mir aufgrund des hohen Widerstandes der maximale Temperaturwert angezeigt (in meinem Fall 215°C).

Hätte ich auch selbst MAL drauf kommen können. :evil: *michärger*

Also habe ich das ganze auch noch am 1.3er ausprobiert mit ähnlichem Ergebnis.
Bei mir werden vom MSG -40°C weitergegeben, nach entfernen des Steckers am LMM.

Ich habe also irrtümlicher Weise angenommen, daß es sich bei der Einlass-Lufttemperatur um die LLT handelt.
Falsch gedacht. Diese Annahme hätte ich eben prüfen müssen. :-(

Egal wie, ich lösche also jetzt ein Teil des Textes, die Diagramme lasse ich MAL drin und ändere noch ein bischen am Text.

Was gesicherte Aussagen, insbesondere Meßwerte über die LLT angeht ist also wieder alles offen.

Ich habe noch eine Idee für eine digitale LLT - Anzeige, MAL schauen ....
gruss kuame

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Freitag, 8. Mai 2009, 23:40

ja, viel mehr ist dazu auch eigentlich gar nicht zu sagen!

ich mein, dass die Temperatur sowieso nur ein ungefährer Wert ist und nicht mit den, sich ständig ändernden, Drehzahl- und Lastzuständen des Motors standhalten kann, sollte sowieso klar sein. Deswegen leuchtet es schon ein, dass man Abstand davon genommen hat, die Ladelufttemperatur in die Motorsteuerung einfließen zu lassen.

@ für alle, die nicht wissen, warum uns das ganze interessiert:
Für uns interessant ist es daher nur, zu wissen, wie hoch die Temperatur der Ladeluft beispielweise unter Vollast bei konstant hoher Temperatur ist. Daraus könnte man Rückschlüsse auf den Wirkungsgrad des Ladeluftkühlers fassen und so mit Gewissheit sagen, ob er ausreichend dimensioniert ist, oder sich etwa durch einen größeren LLK ein Performance-Gewinn erzielen lässt. Dahinter steht die Tatsache, dass desto kälter die Luft ist, ihre Dichte umso größer ist; folglich ist bei gleichem Ladedruck mehr Luft im Kolben. Im Normalfall würde mehr Luft im Brennraum für eine sauberere Verbrennung sorgen, man kann aber durch eine Kennfeldänderung des MSG die Einspritzdauer des Diesel/Benzins anpassen und so mehr Kraftstoff einspritzen, was zu einer höheren Motorleistung führt.

@ Kuame:
Es wäre auch noch interessant zu wissen, um was für einen Einlass-Luftdruck es sich handelt. Ist der Ladedrucksensor eine Drucksonde, die den statischen Druck misst; ein PITOT-Rohr, was den Gesamtdruck ermittelt oder gar ein PRANTL-Staurohr, was den dynamischen Druck misst. Für die perfekte Abstimmung des Kennfeldes wär das schon wichtig zu wissen.
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Grande Peppi

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Samstag, 9. Mai 2009, 10:23

Hey Jungs!!

Muss euch mein Kompliment aussprechen. Ihr habt etwas sehr kompliziertes und anspruchvolles begonnen und nachedm ihr sogar Fehler gemacht habt, wurden sie behoben! Das verdient den höchsten respekt vor dieser Arbeit. :accord: :accord: :accord: :accord:

Jedoch hab ich noch ne Frage: Ich spiele schon lang mit dem Gedanke eine Kennfeldoptimierung machen zu lassen und jetzt steht es ja wieder offen ob es was bringt einen etwas größeren LLK zu verbauen. Auch wenn man die Einlasstemperatur nicht kennt jedoch trotzdem die Kennfeldbearbeitung vornimmt müsste es doch möglich sein die Leistung etwas zu "optimieren" oder? Laut Kennfeldoptimierung sollte sich der Ladedruck auch etwas erhöhen. Jetzt rein vom LLK her, wenn die Optimierung bis auf 116PS und 270Nm bringt. Also mit neuem LLK auf 120 PS oder so. Auch wenn der größere LLK den Turbo nur etwas entlastet würde sich das für mich schon sehr lohnen. Jedoch auch nur wenn die Entlastung (für den Turbo) spürbar ist.

Lieben Gruß Grande Peppi

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Samstag, 9. Mai 2009, 10:41

Ich bin mir fast sicher, daß das MSG auch die LLT kennt.

Wieso ich das vermute?
Deswegen ...

Zitat


Die Pinbelegung des Sensors (4poliger Stecker) ist folgendermaßen:

- Pin 1 Masse (0 V)
- Pin 2 Anschluß NTC Ladelufttemperatur vom Steuergerät
- Pin 3 +5V Versorgung für den Ladedrucksensor
- Pin 4 Ausgangssignal (Spannung) Ladedrucksensor

Zwischen Pin 1 und 2 wird also die Ladelufttemperatur gemessen, zwischen Pin 1 und 4 das Ausgangssignal des Ladedrucksensors.
Bei den Ladedrucksensoren gibt es Ausführungen mit unterschiedlichen Meßbereichen.


Der Stecker für den Ladedrucksensor ist in jedem Fall 4-polig. Und außerdem kann als sicher gelten, daß das verwendete Software nicht auf alle Informationen des MSG zu griff hat.

Dieses will ich irgendwie noch MAL austesten, dann könnte man eine digitale LLT - Anzeige basteln.

Zitat


die Pinbelegung des kombinierten Ladedruck/Ladelufttemperatursensors kann ich Dir zuhause nachsehen, falls nicht jemand aus dem Forum schneller ist.
Pinbelegung kannst auch selber rausfinden per Multimeter, indem Du bei eingeschalteter Zündung den Stecker ausmisst(Achtung, gibt höchstwahrscheinlich Fehlereintrag).
Es müssen folgende Potentiale zu finden sein:
- Masse
- +5V (Versorgung für Ladedrucksensor)
- Ausgangssignalspannung des Drucksensors, bei Atmosphärendruck um 1,8V bei der 2,5bar Ausführung
- Messpin Ladelufttempertursensor, durch Erwärmung per Hand und Messen gegen Masse leicht identifizierbar, Widerstandsänderung


Der Einlassluftdruck wird wie folgt angegeben:

Einlass-Luftdruck ($10)
97,96,99,111,121,106,107,114,125,120,120,111,104,101,103,110,119,128,113,117,108,118,181,206,231,155,154,211,228,228

hierbei handelt es sich um den Gesamtluftdruck , es muß immer der barometrische Luftdruck abgerechnet werden. Dieser wird ebenfalls vom MSG ermittelt. So kann im Falle einer Fahrt ins Gebirge, die Ansteuerung des ATL verändert werden.

edit: @Peppi: Ein größerer LLK wird denn Lader zwar thermisch entlasten, wenn die LLT durch ein Tuning zu hoch liegt aber gleichzeitig muß der Lader jetzt auch mehr Luft komprimieren durch den größeren LLK. Dadurch wird der Mehrgewinn an Leistung aus der kühleren Luft z.T. wieder aufgebraucht. Außer man senkt den Ladedruck ab.
Wird der LD hingegen noch angehoben, dann treibt das den Lader noch schneller in den Tod.

Ich empfehle dir für mehr Informationen die Fachartikel auf dieselschrauber.de
gruss kuame

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Samstag, 9. Mai 2009, 11:19

@ Grande Peppi:
natürlich kann man eine Kennfeldänderung zwecks Leistungssteigerung machen, ohne die genauen Ladelufttemperaturwerte zu kennen. Die maximal mögliche Ausbeute orientiert sich dabei an der im Kolben zur Verfügung stehenden Masse der Luft, da du diese zur Verbrennung des Diesel zwangsweise benötigst. Steht nicht genug Luft zur Verfügung bleibt unverbrannter Diesel zurück und in Form von "Ruß" über die Abgase abgeführt.
Die hier auch schon oft angesprochene Abgasrückführung lasse ich jetzt MAL bewusst außen vor, da sie zwar negativen Einfluss auf die Leistung des Motors hat aber primär nur der Verbesserung der Abgaswerte dient.

Soll nun eine Leistungssteigerung über die normalen Leistungsreserven des Motors hinaus gehen, benötigst du dafür zwangsweise mehr Luftmasse im Brennraum. Das kannst du zum einen durch einen höheren Ladedruck in den einzelnen Drehzahlbereichen erreichen (aber nur durch eine Veränderung der VTL-Steuerung am Turbolader, bzw. einen Austausch des ATL) oder eben durch eine Reduzierung der Ladelufttemperatur. Die Gründe hierfür hab ich ja schon beschrieben. Erreichen kannst du das zum einen durch einen größeren Ladeluftkühler oder zum Beispiel durch den Einbau einer aktiven Kühlung, wie es bei einer Einspritzung von Wasser in den Ladeluftstrom (Stichwort WAES) der Fall ist. Zu diesem Thema gibt es aber auch schon spezielle Threats.
Nun zu deiner Frage, ob der größere Ladeluftkühler den Turbolader entlastet. NEIN! Wie sollte es auch gehen? Der LLK sitzt doch hinter dem Turbolader und hat somit mit ihm rein gar nichts zu tun. Es geht dabei nur um eine Reduzierung der LLT.

@ kuame:
also wenn es am LD-Sensor tatsächlich einen LLT-Sensor gibt, so ist es doch ein einfaches diese Werte mit einem Multimeter abzugreifen und auszulesen. Man braucht nur 2 Referenzwerte mit einer bekannten Temperatur.

Was den LD angeht, hast du mich falsch verstanden! Es gibt große Unterschiede, wie du den Ladedruck innerhalb des Ladedruckstromes misst. Ich kann dir bei Bedarf ja MAL ne Abhandlung darüber schicken ;-)
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Samstag, 9. Mai 2009, 11:33

Wegen der Entlastung hab ich mi das immer so vorgestellt, dass wenn der LLK größer ist, der Lader mehr Platz hat um Luft einzupressen. Also sozusagen weniger "Staudruck".

Ich dacht mir auch, wenn der Ladedruck erhöht wird, müsste/sollte/könnte der LLK größer sein denn sonst steigt ja die Temperatur auf JEDEN FALL an denn ich schätze der standart-LLK ist für genau die Menge Luft ausgelegt, die der VTG-Lader im 1.3 mit 66KW Verdichtet. Oder hab ich Falsch gedacht?

Das ist halt alles mit PKW-Technik und ich bin nunmal LKW`ler und da ist die Sache etwas größer und einfacher...

Grüßle Giuseppe

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Samstag, 9. Mai 2009, 13:12

also!

Zitat

Wegen der Entlastung hab ich mi das immer so vorgestellt, dass wenn der LLK größer ist, der Lader mehr Platz hat um Luft einzupressen.


Ziel ist es das Volumen des Überdruckbereichs möglichst klein zu halten, da der Lader ansonsten mehr Zeit benötigt, den Ladedruck aufzubauen, also insgesamt träger reagiert. Das kann auf keinen Fall Ziel der Auslegung sein.


Zitat

... wenn der Ladedruck erhöht wird, müsste/sollte/könnte der LLK größer sein denn sonst steigt ja die Temperatur auf JEDEN FALL an denn ich schätze der standart-LLK ist für genau die Menge Luft ausgelegt, die der VTG-Lader im 1.3 mit 66KW Verdichtet.


Da bringst du jetzt ordentlich was durcheinander! Es gibt auf der einen Seite den Druck der Ladeluft und auf der anderen Seite, die Menge.
Abhängigkeit zur Temperatur:
Die Menge hat keinerlei direkten Einfluss auf die Erhöhung der Temperatur durch die Kompression. Lediglich durch einen höheren Luftdurchsatz im LLK ist die Kühlung der Ladeluft nicht mehr so effektiv, als wenn sie eine längere Verweildauer in selbigem hat.
Dahingegen beeinflusst das Kompressionsverhältnis zum atomosphärischen Druck (Ladedruck) direkt die Temperaturerhöhung. Die Verweildauer im LLK bleibt jedoch hierbei dieselbe, egal wie hoch der Ladedruck ist. Doch bedingt durch eine höhere Eingangstemperatur in den LLK steigt zwar auf Grund der erhöhten Temperaturdifferenz zur Außenlufttemperatur auch der Wirkungsgrad des LLK, jedoch wird die Ausgangstemperatur aus dem LLK in jedem Fall höher sein, wie bei einem niedrigeren Ladedruck. In wie weit der erhöhte Ladedruck und die erhöhte Ladelufttemperatur Auswirkung auf die Dichte der Luft haben, wäre dann im Einzelfall zu bestimmen. Anhand konkreter Daten, die noch zu ermitteln wären, kann man dann auch sagen, ob und wie weit eine Vergrößerung des LLK technisch sinnvoll wäre.


Zitat


Das ist halt alles mit PKW-Technik und ich bin nunmal LKW`ler und da ist die Sache etwas größer und einfacher...


Was soll daran anders sein? Es ist alles in anderen Dimensionen, aber weder einfacher noch schwerer.
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Samstag, 9. Mai 2009, 17:38

Ok dann hatte ich einen kompletten Denkfehler! Aber danke für deine Aufklärung! Beim Nutzfahrzeug ist der LLK halt viel zu groß Dimensioniert für den Turbolader. Zum Beispiel der MAN TGA 18.540. da weis ich genau das es so ist...


Grüßle Grande Peppi

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Carsten84

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20

Samstag, 9. Mai 2009, 18:12

das wird wohl daran liegen, dass ein LKW über lange Zeiten (Autobahn) konstant mit einer bestimmten Drehzahl fährt und sich so der Ladedruck nicht permanent ändert. Da fällt die Trägheit durch den überdimensionierten LLK dann nur beim Beschleunigen oder im Stadtverkehr auf.

Ist aber mit Sicherheit nicht bei allen LKW's so!
Bilder von meinem Grande gibts hier
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Mein Grande Punto: 1.9 M-Jet DPF 130PS, schwarz, 5-Türer, Emotion, SkyDome, Leder, Blue&Me, Interscope, Sitzheizung, Standheizung inkl. FFB, Regen- und Parksensoren, Tempomat, Sperrdifferential, 18‘‘ OZ Supertourismo, KW-Gewindefahrwerk Variante 2, 6-Kolben Bremsanlage

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