Frage an Strömungsdynamiker und Thermodramatiker. Also vor Allem der W.


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Frage an Strömungsdynamiker und Thermodramatiker. Also vor Allem der W.

11. Juli 2024 20:01:32 - Joachim S    

Hi Zusammen,

ich möchte ein bisschen Gefühl dafür bekommen, was der vorgeschriebene Airrestriktor vorm Turbo so anrichtet...

Der muss über 3 mm Länge einen Durchmesser von 37 mm aufrecht erhalten. Dann hat er Platz, um sich auf max. 50 mm Länge bis zur Schaufel wieder zu erweitern. Hier auf 55 mm.

Der Einlauf darf beliebig lang sein, theoretisch. Und auch beliebig dick. Realistisch ist aber von etwa 70 mm Durchmesser innerhalb von sagen wir auch rund 70 mm Länge bis zur Engstelle.

Wieviel Druckdifferenz erzeugt das, in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom?

Gibts da coole Simulationsprogramme, oder haut der Werner einfach ne knackige Formel raus?

Die Luftmasse... Die kenn ich ja auch nicht. Was ist nötig für 250 PS bei Lambda 1,25 etwa?

Gruss Jo

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Mal der Versuch eine rechnerischen Annäherung

12. Juli 2024 17:59:29 - Werner    

250 PS sind angesagt. Wie hoch kann der Wirkungsgrad eines so schnell laufendes Dieselmotors sein? Schafft er 30% ? Oder sind es doch eher 25% bei Volldampf und hoher Drehzahl ?

Ich bin mal faul und gehe auf die 25%. Wären also 1000 PS Brennleistung oder 736 kW. Für 10 kW Brennleistung werden ca- 1 Liter Diesel pro Stunde gebraucht. Also müßten bei Dauervollgas - ich runde passend - 72 Liter in der Stunde durch die Düsen gedrückt werden.

72000 ccm pro Stunde sind charmanterweise 20 ccm pro Sekunde. Nun bin ich wieder faul und nehme eine Dichte von 800 an, damit die 1,25 lambda passen.

Und so brauche ich das Luftäquivalent von 20 Gramm pro Sekunde Brennstoff.

Für ein kg Heizöl brauche ich 12 m³ Luft, also für 20 Gramm 240 Liter Luft, die durch den Schnorchel müssen.

Nun nehmen wir die Querschnittsfläche der engsten Stelle mit 37 mm. Verflixt, jetzt brauche ich doch den Rechner:

3,7² x pi / 4 wären also 10,75 Quadratzentimeter. Diesen Wert runden wir jetzt mal nicht ab, auch wenn es schön wäre. Denn ich sehe schon Ungemach auf uns zu kommen.

240.000 kubikzentimeter Luft durch 10,75 Quadratzentimeter sind 22.326 cm/s oder 223 m/s . Das ist schon wirklich wahnsinnig schnell. Für normale Benzinmotoren geht man von 80 bis 100 m/s im Ansaugrohr aus, da sind wir weit drüber.

In diesen Bereichen kann man die Strömung nicht mehr als inkompressibel ansehen. Der Einfluß ist zwar noch nicht sehr groß, aber wir sind schon bei fast zwei Dritteln der Schallgeschwindigkeit.

Der Wunsch-Öffnungswinkel von 10° kann bei dieser Anordnung nicht verwirklicht werden. Ganz offenbar hat man das absichtlich so vorgesehen.

Anmerkung: der Öffnungswinkel bezieht sich immer auf beide Wände, heißt von der Mittelachse betrachtet, sollten es nur 5° bis zu einer der Wände sein.


Ehe jetzt die große Formel kommt, die ich auch aus dem Buch entnehmen muß, nochmal was zum Einlauf: es hat in jedem Fall Sinn, diesen schlank und günstig auszuführen, damit die sich verengende Strömung möglichst wenig ablöst. Würde der Eintritt gleich mit diesem engsten Durchmesser von 37 mm beginnen, hätte das sehr negative Folgen. Die Luft kommt ja von allen Seiten, würde dann einen Strudel bilden und die kinetische Energie vernichten => es käme weniger durch.

So rein optisch nach dem gezeigten Bild ist der Einlauf halbwegs ok. Man könnte noch versuchen, eine Ausrundung zu schaffen, so daß kurz vor der Engstelle, die Strömung schon parallel geht.

Hier mal der Screenshot der Venturidüse, die ich für meinen allerersten Auftrag bei der UNI Bonn angefertigt habe:

Screenshot

Gefertigt nach dem MNC-Verfahren, also 900 Wertepaare an der Drehbank manuell angefahren. Danach ist man blöd im Kopf, aber das nur am Rande. Die Form des Einlaufes entspricht einer Ellipse, das paßt ganz gut.

Jetzt noch ein Bild aus der Industriepraxis, von unten fotografiert:

DSCN2601

Um die Suche zu erleichtern, das Gerät befindet sich rechts im Bild neben dem dick isolierten Rohr. Scheinbar startet der Einlauf (im Bild von oben) schon gleich mit einem kleineren Durchmesser, was aber nicht stimmt. Intern ist der Einlauf ausgerundet so ähnlich, wie bei dem Bild davor. Der Kern geht ein Stück länger, um dort Anschlüsse anbringen zu können ohne zu nahe an den Schweißnähten zu sein. Man sieht ein ganz dünnes Rohr vom kleinsten Durchmesser abgehen. Dort wird gemessen. Aber die gerade Strecke mit dem kleinsten Durchmesser macht auch nix. Das erzeugt kaum Verluste.

Danach geht der Auslaufkonus einfach gerade. Das ist so in Ordnung. Das gezeigte "Gerät" hat sogar etwas Druckverluste, die aber in dem Fall keine Rolle spielen. Von der Funktion her hätte man dort auch eine Meßblende setzen können. Warum dort so etwas edles verbaut wurde, weiß ich nicht, die Anlage stammt aus den 70ern.


Die Formel für die Berechnung ist sehr komplex und besteht aus zwei Teilen. Den zweiten Teil schenk ich mir und Dir jetzt mal. Für den muß man u.a. iterativ Werte ermitteln und einsetzen und wieder kontrollieren usw.

Der erste Teil ist auch schon ganz hübsch:

"fi" ist er Öffnungswinkel

Widerstandsbeiwert Zeta: 3,2 x tan( fi/2) x 4. Wurzel {tan( fi/2) } x (1 - A1/A2)²

Dieser Teil der Formel beschreibt den Widerstand durch dynamische Verluste. Dazu kämen dann noch die Reibungsverlust, aber das ist mir heute so kurz vor dem Feierabendkrimi zu viel. Können wir aber mal per Mail irgendwie machen, da wird nicht viel bei rauskommen

Eingesetzte Werte:

tan(fi/2) errechnen sich zu 0,18 (bitte nochmal checken, ob ich die Daten richtig ausgelesen habe)

A1/A2 = 37/55

also 3,2 x 0,18 x 4. Wurzel(0,18) x ( 1 - 0,45)²


Ich komme auf einen Zeta-Wert von 1,53, was schon ein echter Widerstand ist. Dazu kommen noch die Reibungsverluste, die aber nicht sehr groß sein dürften.

Sagen wir mal, der Wert stiege auf 1,65 für Zeta.

Dann nimmt man die Geschwindigkeit der Luft zum Quadrat durch zwei mal Dichte mal Zeta-Wert

Also 223²/2 x 1,2 x 1,65

wären also 49.232 Pa => 0,49 bar.

Das Ergebnis überrascht mich selbst, ich habe es noch nicht gecheckt, aber als Bremse dient es jedenfalls schon mal deutlich.

Ich verabschiede mich jetzt erstmal in den Feierabend, hab noch andere Dinge zu tun. Aber das ganze könnte man mal in Excel bringen und dann mit den Zahlen spielen. Es sind eine Menge Annahmen getroffen worden, aber aus der Erfahrung sag ich mal, das könnte so in etwa hinhauen.

Gruß

Werner

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Re: Mal der Versuch eine rechnerischen Annäherung

13. Juli 2024 09:34:26 - Joachim S    

Hi Werner,

danke schon mal! Die 55 mm Durchmesser sind richtig, Hübi hat nachgemessen.

Reglementkonform bleibt es als eher bei 15 Grad Öffnungswinkel. Es sei denn, ich pfusche...

Ob es Sinn macht, die Kurve glatt durchzuziehen? Also nicht drei mm gerade lassen, sondern das Reglement so interpretieren, dass er an der engsten Stelle ganz minimal enger ist, der Durchmesser aber auf drei mm <= 37 bleibt?

Wenn da jemals geprüft wird, dann haben die da nen Dorn, der darf nicht durch passen. Das wäre sicher gegeben.

70 Liter Sprit pro Stunde kommt mir irgendwie zu viel vor. Vermute, der Wirkungsgrad ist doch etwas besser?

Ich versuche die Rechnung mal von der anderen Seite. Übliche Werte der Einspritzmenge je Hub aus dem Steuergerät... Oder Sollwerte des LMM.

Die Werte der aktuellen 2-Liter TDIs bräuchte ich. Die kommen ja auch schon auf 200 PS, da müsste nan nicht SO viel extrapolieren...

Gruss Jo

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Das hab ich jetzt nicht kapiert

13. Juli 2024 09:56:56 - Werner    

wieso 15 ° ??

Ich komme nur auf 10,2°

Wo ist da jetzt der Fehler ? Mit 15° wird der Druckverlust höher.


Gruß

Werner

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Ich auch nicht ;-)

13. Juli 2024 12:11:30 - Joachim S    

Hi Werner,

hab mich selbst verwirrt... Hatte das noch mal gezeichnet, für 50 mm Ausgang.

Da wurde der Winkel dann besser, und ich wäre auf 15° Gesamtöffnung gekommen.

Aber die 55 mm stimmen schon, die Zeichnung hier ist also gültig. Es werden ungefähr 21° werden.

Gruss Jo


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Korrektur und noch ein schönes Bild dazu

13. Juli 2024 13:46:36 - Werner    

ich meine 10,2 ° für den halben Winkel, also 20,4 gesamt.

Du siehst, dass in der Formel immer den halbe Winkel benutzt wird. Dieser ist ja auch relevant für die Ablösung von Strömung. Dennoch ist der Öffnungswinkel als gesamter definert.

Da bin ich jetzt selbst drüber gestolpert.

Mal was ganz anderes dazu:

Vor 20 Jahren hatte ich ja meinen Mega-Job bei dem Ergas-Gasspeicher zwischen Köln und Düsseldorf. Der ist inzwischen stillgelegt und abgerissen.

Bei der Inbetriebnahme des Lagertankes ging es darum, möglichst verlustfrei den Tank zu spülen. Nach dem Umbau ist erst noch Luft drin, dann wird mit Stickstoff so lange gespült, bis es einigermaßen trocken ist darin und dann wird mit kalten Stickstoff weiter gespült, um den Tank vorzukühlen. Der Tank selbst hält maximal 100 mbar aus bei seiner Größe und bei 55 mbar spricht bereits ein kleines Überdruckventil an.

Nun war aber in der Situation das Ansprchen dieses Überdruckventiles total unerwünscht, weil dadurch eine Vermischung der Phasen eingetreten wäre. Im Ergebnis hätte man dann gleich zwei Wochen länger spülen müssen und Unmengen an Stickstoff verbraucht. Der Tankdruck stieg aber und stieg immer weiter, es mußte was passieren. Nur gab es keine Öffnung unten am Tank mehr. Denn diese waren wegen behördlicher Auflagen alle geschlossen worden. Und so bin ich vom Begehrost in die Rohrleitungen geklettert und habe das einzige noch verbliebene Ventilchen für die Druckmessung unten am Tank aufgedreht - in der Hoffnung, damit den Druckanstieg zumindest verzögern zu können.

Also strömte aus einer Daumendicken Öffnung bei leichtem Überdruck der kalte Stickstoff aus und in der Folge gefror die Luftfeuchtigkeit um die Öffnung herum. Zuerst war das Zischen laut und deutlich zu vernehmen, mit den Tagen wurde es immer leise aber der Druck sank stärker. Zauberei? Nein, es bildete sich ein idealer Auslaufkonus aus Eis, der den Austrittswinkel von 10° hatte. Jedenfalls so, wie man das mit dem Zollstock messen konnte. Im Bild ist der Konus noch nicht perfekt, aber später gab es keine Möglichkeit mehr zu fotografieren. Selbst dieses Bild ist nur halblegal entstanden und einer von der Schicht hat es für mich aufgenommen.

IMG-1559

Ins Eis mit eingefroren ist der Meßanschluß. Man sieht die dünne Leitung. Die wurde von den Behörden als kleinste Öffnung unten am Tank akzeptier. Da hätte im Störfall nicht viel Flüssigkeit austreten können.

Man sieht oben an der Krempe den allmählichen Verfall bzw. die nicht mehr konsequent ausgerichteten Wände. Der Nebel darüber zeigt den kalten Stickstoff, der an dieser Stelle etwa -120°C kalt war.

Durch den Einfluß von Wind wurde die Krempe etwas ungeordnet, aber es kam noch viel besser: ein ziemlich konstanter Wind erzeugte einen aufgesetzten Bogen in Windflußrichtung, der natürlich auch noch die Absaugung unterstützt hat. Nachdem dieser Bogen fertig war, fügte die Natur noch ein übriges hinzu und bildete einen welligen Rand aus, so ähnlich, wie man das an den Triebwerken des Dreamliners sehen kann. Das dient der Schalldämmung und unsere Ausblasstelle wurde tatsächlich flüsterleise und hocheffektiv. Wir konnten sogar vorsichtig die Menge etwas erhöhen. Das Teil war ein echtes Designerstück - leider kein Foto davon.

Besser hätte man einen solchen Aufsatz nicht konstruieren können. Leider war er natürlich nach der Aktion dahin. Aber für mich ein absoluter Leckerbissen der Physik.

Gruß

Werner

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Faszinierend....

13. Juli 2024 14:03:05 - Joachim S    

Hi Werner,

da staune ich... Ist ja nicht selbstverständlich, dass sich das selbst optimiert.

Aber jetzt nochmal, 10 Grad halber Öffnungswinkel wäre also gut? Also am Werkzeugschlitten der Drehbank 10 eingestellt. Gibt 20 Grad Gesamtöffnungswinkel.

Wenn ich die hingemogelt bekomme, verliere ich praktisch nichts mehr an dieser Stelle?

Gruss Jo

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Nein, 5° sollten es sein

13. Juli 2024 19:19:59 - Werner    

diese Begrenzung ist ganz offensichtlich so ausgerichtet, dass sie begrenzt. Wie hoch der Wert wirklich wäre, hätte ich anders eingeschätzt. Aber das ist generell so, dass man Strömungen nicht schätzen kann. Wer Dir das sagt, der hat keine Ahnung. Die vielen Quadrate und kubischen und vierfach Exponenten machen das quasi unmöglich. Beim Druckverlust eines gerade Rohrs geht der Durchmesser sogar in der fünften Potenz ein. Da machste nix, das rechnet man.

Wenn Du für den halben Winkel 5° einhalten kannst, bis du voll in der verlustarmen Zone. Es ist möglich, dass das sogar besser funktioniert, ob das Verdichterrad dann größer ist, als der Zulauf. Das wäre mal echt was für den Prüfstand. 5 verschiedene Koni bauen und testen.

Gruß

Werner

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Re: Nein, 5° sollten es sein - noch was dazu

14. Juli 2024 08:58:00 - Werner    

Moin,

Diffusoren sind so etwas wie ein Geheimtipp, wenn man durch eine Engstelle mehr durchkriegen will, als bei der ersten Rechnung paßt.

Aaaaber, das hat Grenzen, bzw. es gibt Dinge zu beachten. Wenn man z.B. in Modellflugzeugturbinen reinschaut, wo jahrelang an dem Thema getüftelt und immer wieder neu ausprobiert wurde, dann sieht man, dass die Diffusoren aussehen, wie nicht gekonnt, was aber nicht stimmt.

Bei hohen Geschwindigkeiten (wie z.B. bei den Minidingern am Verdichterrad anliegen) wächst der Reibungswiderstand der Diffusoren beträchtlich an. Es kann also sinnvoll sein, sprungartige, und damit kurze Erweiterungen vorzusehen. Die Hochdruckkreiselpumpen haben so etwas häufig auch. Betrachtet man die Zeichnung, denkt man "kann ja wohl nicht sein, was haben die denn gemacht?" aber dahinter steckt einfach die Erkenntnis, dass der lange, schlanke Diffusor u.U. mehr Energie aufzehrt, als die kurze, abrupte Erweiterung.

Diese wird nach dem Carnotschen Stoßverlust berechnet, was wieder eine ziemlich einfache Formel ist. Wenn der Sprung nicht allzu groß ist, bleiben die Zeta-Werte sogar im Rahmen. Es könnte durchaus sein, dass man hinter der vorgeschriebenen Engstelle erst von 37 auf vielleicht 45 mm erweitert und dann mit einem 10° Konus bis zum Lader geht und dort wieder auf Laderdurchmesser springt. Dem Lader selbst macht es nix, wenn er konzentriert nur von weiter innen angeströmt wird. Die Ablösung nach der Engstelle kann evtl. durch den definierten Abriß günstiger ausfallen, als der Versuch, dort etwas sanft zu glätten, der dann doch nicht klappt und im Effekt einen höheren Widerstand hat.

Abrißkanten werden bei Autos oft eingesetzt. In Abweichung von der idealen Stromlinienform darf man nicht den Fehler machen, diese anzunähern und hinten etwas rundes zu schaffen. Der VW-Käfer hat z.B. rückwärts einen besseren cw-Wert, als vorwärts. Das haben irgendwelche Leute mal gemessen. Mein Suzuki hat einen runden Popo, der regelrecht bremst. Das Auto hat nominell 136 PS, die aber real nur etwa 125 PS sind. Der Vorgänger Swift Sport hatte 125 PS, einen ganz anderen Drehmomentverlauf und lief schneller, als meiner. Der Nachfolger hat jetzt 140 echte PS, aufgeladen mit Turbo und fährt wesentlich schneller. Meiner macht kurz vor 200 Schluß und den neuen hatte ich schon auf 220 (Tachowert).

Der neue ist hinten eckig und weniger hübsch, aber halt schneller.

Software für Strömungssimulationen gibt es heute schon sehr ausgereift und leider auch sehr teuer. Solid works von Dassault Flugzeugbau hat sowas als Zusatztool. Die Jungs arbeiten auch damit, bauen aber dann erstmal Modelle und testen.

Den Druckverlust bei moderaten Geschwindigkeiten könnte man mal versuchen, zu messen. Der würde sich vermutlich nicht genau hochskalieren lassen, aber tendenziell käme man wohl auf die beste Form.

Dazu werden gebraucht: Pappe, Papier, Schere, Kleber, ein Staubsauger, Anschlüsse für Klarsichtschläuche, um U-Rohr-Manometer zu bauen. Und dann kann man auch schon loslegen. Schwache Differenzdrücke lassen sich mit Wasser-U-Rohren hervorragend genau messen. Ich habe mir sowas mal gebaut für meine Gebläseentwicklung. Am Austritt habe ich zum Teil einfach Partybecher ohne Boden aufgesetzt und mit Klebeband fixiert. Diese Becher haben einen guten Winkel.

Die Schultüte meiner Tochter mußte auch mal herhalten. Das Foto habe ich mal vor langer Zeit schon gepostet.

Str-mungsmodell

Reso-Auspuff

Gruß

Werner

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Re: Nein, 5° sollten es sein - noch was dazu

16. Juli 2024 16:03:45 - Joachim S    

Hi Werner,

schöne Bilder :-)

nun bin ich schon wieder am Grübeln...

Erstmal Stand der Dinge, das Verdichtergehäuse war auf der Drehbank, und ich hab erstmal zylindrisch bis kurz vor die Turbine aufgedreht auf 57mm. In diese Erweiterung kommt dann der Restriktor.

Der ist auch schon von der Laderseite her fertig. Er weitet sich also nun auf 50 mm Länge von zur Zeit 36,8 mm auf die 55 des Laders auf. Die zwei Zehntel geben mir etwas Platz, die Übergänge zu verrunden und alles schön glatt zu schleifen.

Du meinst, es könnte u.U. besser sein, die 10° Gesamtöffnung einzuhalten, und mit kleinerem Querschnitt vor der Turbine zu enden?

Nu ja, ein interessantes Forschungsprojekt... Der Lader hat eine Aufnahme für einen Drehzahlsensor. Wenn ich mir den gönne, samt Auswertemimik bin ich ein paar Hunderter ärmer, hätte aber ein Maß, wie sich der Lader bei verschiedenen Ausgestaltungen anstrengen muss, um auf den Wunschladedruck zu kommen.

Mal schaun, ich glaube aber, das kostet zu viel Zeit, da alle Varianten an der Drehbank zu basteln und zu probieren.

Was mir aber durch den Kopf geht. 10° Öffnungswinkel wären cool, sagst du. Sonst löst sich die Strömung vom Rand und der Widerstand nimmt zu.

Könnte man nicht im Lauf des Kegel kontinuierlich den Winkel weiter erhöhen? Die Randströmung hat doch dann bereits ne Geschwindigkeitskomponente radial nach außen, und würde im weiteren Verlauf des Diffusors sich überreden lassen, dem Querschnitt zu folgen, auch wenn der Winkel die magischen 10° überschreitet?

Denkfehler?

Gruss Jo

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Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

16. Juli 2024 20:22:21 - Werner    

Moin,

die Strömung hat im engsten Querschnitt die höchste Geschwindigkeit und den niedrigsten statischen Druck. Die Summe der statischen und der kinetischen Energie bleibt gleich. Für die Aufladungszwecke wird also angestrebt, eine Geschwindigkeit entsprechend des Aufladeziels zu erreichen und die Energie möglichst gut in Druck umzuwandeln.

Gibt man der fließenden Strömung einen Gegendruck - im einfachsten Fall Hand davor halten - weicht sie zu den Seiten hin aus. Im Diffusor nimmt man den emprisch gefundenen Winkel von 8 bis 10 ° um der Strömung ein gleichmäßigs Ausbreiten und Verzögern zu ermöglichen. Der statische Druck steigt dann an, während die Geschwindigkeit abnimmt. Mir wäre nicht bekannt, dass es eine rechnerische Herleitung diese Winkels gibt.

Schneiden wir nun den Diffusor in kleine Scheiben, dann gilt für jede Scheibe wieder die gleiche Bedingung. Eine Strömung in Außenrichtig gibt es in dem Sinne nicht. Es kann zwar sein, dass man mit einem unstetigen Diffusor theoretisch noch ein oder zwei Promille rauskitzeln kann, aber die Umkehrung eines Venturi-Trichters geht schief und führt zu größeren Widerständen, als eine sprungartiege Erweiterung.

Das Problem an der Geschichte ist die Kinetik. Die Moleküle werden in eine Richtung beschleunigt und müssen sachte wieder verzögert werden - um es mal volkswissenschaftlich auszudrücken.

Am Eintritt eines Rohres sieht das völlig anders aus. Es entsteht ein Unterdruck durch einen Sauger und die Luft strömt von allen Seiten gleichermaßen auf die Öffnung zu. Halte mal einen Wollfaden an das Staubsaugerrohr 3 cm HINTER die Öffnung. Der Faden legt sich nach vorne und gerät in die Öffnung, wo man doch denken könnte, die Saugrichtung ist genau umgekehrt und man könnte vielleicht sogar an der Stelle eine Strömung weg von der Saugöffnung erwarten.

Um das Medium, was nun von allen Seiten herkommt, gut (verlustarm) in Strömungsrichtung zu leiten, muß man dem Umstand Rechnung tragen, dass es eine radiale Komponente nach innen gibt. Da die Strömung im Eintrittsbereich die Öffnung "überschießt" bildet sich ein Strudel, die die Bedingungen Energie und Impulssatz wieder erfüllt, aber leider arg bremst. Mit dem Venturitricher kann man das abmildern, aber nicht beseitigen. Dazu ist dann zusätzlich noch ein Mittenkreuz o.ä. notwendig. Bei Talsperren kann man solche Überlauföffnungen sehen, wo Strudelbrecher drin sind. Damit kriegt man bessere Entleerungen hin.


Warum das ganze am Eintritt, wo es doch nicht drum geht?

Ganz einfach, daran kann man die Kinetik besser erklären. Am Austritt ohne Diffusor passiert wieder was radiales. Die Luft schießt aus der Öffnung und reißt ihre Umgebung mit. Der dort eintretende Luftmangel wird durch Zuströmung aus radialer Richtung ausgeglichen. Durch die Zuströmung bleibt der Hauptstrahl auch stabil und verengt sich sogar noch etwas. Hat sich dieser Kern einmal gebildet, dann folgt die Außenluft ihm. Trifft er dann auf ein Hindernis, wird er umgelenkt, bleibt aber ein räumlich begrenzter Strahl. Das zeigt sich z.B. bei Helikoptern, deren Rotorwind im bodennahen Schwebeflug als gebündelter Strahl auf den Boden trifft und dann (leider) auch als gebündelter Strahl ausweicht, mal in diese Richtung, mal in jene. Wird der Hubi geneigt, z.B. nach vorne, geht der Strahl nach hinten weg und "saugt" regelrecht vor dem Hubi die Luft weg. Sobald der Pilot die Neigung reduziert und nach hinten kippt, um das Fluggerät aus dem Vorwärtsschwebeflug wieder anzuhalten, schlägt der Strahl nach vorne um und in dieser Phase geht er auch gerne mal seitlich weg oder folgt irgendeiner Bodenformation. Deshalb gleicht der Schwebeflug eines Hubschraubers dem Ritt auf einem Ball. Es ist wirklich schwierig, das Gerät einwandfrei zu führen. Was so einfach aussieht, stellt Anfänger erstmal vor echte Probleme. Der Strahl, könnte man meinen, kann doch nicht mehr schubwirksam sein, so ist er doch bereits vom Hubschrauber abgelöst. Aber dennoch folgt der Drehflügler dann gerne der Unterdruckzone, die vor dem wegeilenden Strahl entsteht. Der Pilot bringt also den Hubi genau in die Waage und wunder sicht, warum dieser nicht allmählich stehen bleibt. Ich habe schon oft zugeschaut bei der Anfängerschulung. Die eiern richtig rum. Selbst kenne ich es nur von Modellen, bei denen das aber auch eintritt. Beim großen Hubi habe ich es noch nicht probiert.

So, nun wieder zum Diffusor im Ansaugbereicht. Sobald der Strahl sich ablöst, treten auch solche Erscheinungen auf, d.h., es gibt einen Kernstrahl, der nicht mehr zentrisch ist und sich mehr oder weniger an eine Wand anlegt. Auf der gegenüberliegenden Seite "saugt" er dadurch Luft radial nach innen. Dadurch kommt ein großer Teil der Strömung im Diffusor komplett zum Erliegen und im Grenzbereich dazwischen entstehen massig Wirbel, die die Energie vernichten.

Wenn Du nun versuchst, durch eine unstetige Erweiterung die sich immer stärker öffnet, auf den Turbodurchmesser zu kommen, wird mit einiger Sicherheit genau das Phänomen eintreten.

Mir kommt aber gerade beim Schreiben eine Idee: vor Jahren hatten wir mal einen fehlerhaft gefertigten Wärmetauscher, der Flüssigkeit verdampfen sollte. Der Dampf sollte dann nach oben hin entweichen und ein Thermosyphonprinzip antreiben. Nun war nicht klar, ob die Spalte, die der Hersteller noch gelassen hat, groß genug sind. Wir haben reklamiert und der Hersteller hat was geändert. Aber ich habe dann zusätzlich noch für den Fall der Fälle einen Diffusor konstruiert, den ich hier einfach mal zeige (er wurde nicht gebraucht)

Der Apparat hatte ein Prallblech, damit keine Flüssigkeit in das Dämpferohr kommt.

Grundansicht

Man sieht, dass ein ziemlich schmaler Ringspalt nur zur Verfügung steht, durch den der Dampf in das große Austrittsrohr eintritt. Im nächsten Bild ist grün die Querschnittsfläche gezeigt. Die hat nicht etwa Löcher, sondern die Pfeile stehen einfach für die Strömung, die durch diesen Spalt muß. Der Spalt war vom Hersteller aus kleiner, als spezifiziert und mußte vergrößert werden.

Ringfl-che-7

Um eben keinen Strudel zu bekommen, habe ich folgenden Strömungsgleichrichter entworfen, um die Verluste so klein wie möglich zu halten:

Diffusor-1

Im Betrieb zeigte sich später, dass der Flüssigkeitsstand im gegenüber liegenden Rohr, wo die Flüssigkeit herunter strömte, tatsächlich der Stand zu hoch war. Da das Gerät aber funktonierte, wurde es so belassen und meine tolle Schöpfung kam nicht zum Einsatz. Ist aber immer gut, so was in der Hinterhand zu haben.

Wenn man jetzt so etwas in die Erweiterung des Saugbereiches im Auto baute, dann würde man die Strömung leiten und quasi mehrere Diffusoren parallel schalten, die dann aus geometrischen Gründen wieder einen schlanken Winkel hätten => Prinzip Insektenauge.

Im einfachsten Fall könnte man ein Kreuz einsetzen, was von der Engstelle bis zum Turbolader führt. Möglich und noch eleganter wäre ein zweiter Konus, der in den großen gesetzt wird und nur mit kleinen Stegen gehalten wird.

Wichtig ist ja, dass dieses Feature nicht durch Reibung wieder so hohe Verluste erzeugt, dass sich die Sache nicht lohnt. Wenn das allerdings der Clou wird, wette ich, dass es im Reglement bald schon verboten wird.

Zusammenfassung:

In der Summe ist die Energie aus Strömung und statischem Druck imemr gleich.

Die Geschwindigkeit ist für den Zweck der Motoraufladung viel zu hoch und sollte möglichst gut in Druck umgewandelt werden.

Die Idee, die Randströmung sozusagen "allmählich" weiter nach außen zu "biegen" geht leider schief.

Mit einem Strömungsrichter könnte man Ablösungserscheinungen vermeiden.

Könnte man dann noch diesen Strömungsrichter verstellen und als Drallregler verwenden, (ähnlich wie das VTG-System), dann könnte man wunderbar Zwischenbereiche optimieren.

Ist das Verständlich oder braucht es noch Zeichnungen dafür ?

Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

16. Juli 2024 21:48:02 - Joachim S    

Hi Werner,

der Kegel von Innen hat Charme...

Allerdings fertigungstechnisch nicht ohne.

Wenn sich der löst, gehen ungefähr 2000 Euronen den Bach runter, und die Waldmeisterschaft gleich mit...

Von der Arbeit, die drin steckt, ganz zu schweigen. Immerhin, mit einem Absturz wäre nicht zu rechnen.

Beeinflusst die Idee, dass das Verdichterrad sich gar fürchterlich dreht, und so bestimmt auch schon der Ansaugluft rückwirkend einen anständigen "Strudel" aufzwingen dürfte (sagt mir jedenfalls die Anschaulichkeit), noch irgendwie die Überlegungen?

Gruss Jo


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Nein, Strudel rückwärts gibt es nicht

17. Juli 2024 09:13:36 - Werner    

Moin Jo,

bei der Badewanne wird ein Strudel am Auslauf tatsächlich auch nach rückwärts übertragen. Es dauert ein wenig, wenn man zuschaut, kann man sehen, wie sich das aufbaut. Die Reibungskräfte in der Flüssigkeit sind ungleich höher, als bei Luft, sodaß Scherkräfte den zuströmenden Teil mit beeinflussen und in Drehung versetzen.

Aber bei Luft und diesen hohen Geschwindigkeiten, läuft die Strömung im Diffusor unabhängig von den nachgeschalteten Ereignissen. Im Gegenteil, man gibt bei Turbomaschinen sogar künstlich einen entgegengesetzten Drall, um am Eintritt des Verdichterrades noch mehr Anströmung zu bekommen. Der Verdichter braucht dadurch mehr Antriebsdrehmoment und leistet auch mehr. Das ganze hängt immer von dem idealen Winkel der Eintrittschaufeln ab. Tendenziell sollte also bei sehr hohen Liefermengen ein Vordrall in die entgegengesetzte Richtung eingestellt werden und bei geringen Mengen ein Drall IN Drehrichtung des Verdichterrades. Große Turbomaschinen haben dafür verstellbare Drallregler. Bei den Flugtriebwerken werden die Statorschaufeln zwischen den einzelnen Verdichterstufen ebenfalls bewegt. Ohne diese Einrichtung hätten die Triebwerke nur ganz erbärmlich schlechte Wirkungsgrade.

Ja, der Konus im Konus wäre wirklich das Beste. Fügte man nur ein Kreuz ein, so bestünde immer noch die Gefahr, dass die Strömung an den Außenwänden nicht wirklich anliegt. Die Strömung muß künstlich aufgeweitet werden. Du kennst sicherlich die Öffnunggitter von Klimaanlagen, wo man auf mehrere Ringe in der Decke schaut. Die sind genau dafür da, allerdings nicht, um Ventilatorleistung zu sparen - das ist ein geringer Nebeneffekt bei den Anlagen - sondern, damit nicht der unter dem Luftaustritt sitzende den ganzen kühlen Strahl abkriegt und am nächsten Tag heiser ist, während der Kollege am Nebentisch sich einen abschwitzt.


Gary hat natürlich Recht, bremsen, beschleunigen, bremsen, beschleunigen ist nicht effektiv, aber gerade das ist ja das perfide an dem Reglement. In der Literatur findet man kaum Hinweise auf das Austricksen von gewollten Effekten.

Ich sag jetzt mal mein intuitives Bauchgefühl: versuche nicht, durch Abrundung des engsten Querschnittes irgendwas zu retten! Nimm genau die vorgeschriebenen 3 mm und laß dahinter die Strömung radikal abreißen. Sprungartige Erweiterung hinter dieser Engstelle auf irgendwelche 40+ mm und dann schlank erweitern bis vor das Verdichterrad. Dort mit etwas weniger, als Turbo-Eintrittsdurchmesser ankommen. Dann gibt es zwei Sprünge, die zwar etwas weh tun, aber den Charme haben, keine Reibungsverluste zu erzeugen. Der schlanke Teil dazwischen wird sich auch nicht verhalten, wie bei glatter Strömung, aber er wird aus meiner Sicht nicht den Ärger machen, den ein stärkerer Konus erzeugt. Ich zeichne mir das mal auf und schaue.

Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

17. Juli 2024 00:32:09 - Gary    

Moin Jo,

an der Engstelle ist die Geschwindigkeit am höchsten, dann soll es möglichst ohne Wirbel zu erzeugen durch eine größer werdende Fläche langsamer werden.

Bis jetzt habt ihr nur das Einzelteil betrachtet, es folgt aber ein Verdichter, wie sind da die Luftgeschwindigkeiten?

Schnell - langsam - schnell oder für kleine Rennfahrer - beschleunigen bremsen beschleunigen macht in meinen Augen wenig Sinn. Was passiert da in der Realität?

Gruß Gary

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Re: Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

17. Juli 2024 08:25:57 - Joachim S    

Hi Gary,

nun, die Turbine ist darauf ausgelegt, die Luft recht ungestört über ihren gesamten Einlassquerschnitt ansaugen zu können.

Das Beschleunigen zuvor ist dem Reglement geschuldet, also nicht diskutierbar.

Die Frage ist nun, soll man diesen "Strahl" mit kleinerem Querschnitt auf das Verdichterrad richten, oder erweitert man ihn wieder...

Intuitiv sag ich, lieber wieder aufweiten. Aber das entzieht sich auch alles der Intuition, meiner jedenfalls.

Könnte mir vorstellen, dass die bei WRC und Co. mit der Turbine sich auf den Restriktor anpassen.

Gruss Jo


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Re: Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

17. Juli 2024 11:18:28 - Gary    

Mit dem aufweiten jenseits der 5° Halbwinkel hast du nach Werner Verluste, bremst den Luftstrom ab und die Schaufeln am Turbinenrad beschleunigen die Luft wieder. Klingt jetzt nicht nach optimaler Vorgehensweise.

Der Rally Fahrer bremst vor der Kurve, der Turbo hat aber eine eingebaute Steilkurve :-)

Nur wie die Strömungsgeschwindigkeiten im Turbolader greifbar bekommen?
Für mich aber klar, möglichst lange bei den 5/10° bleiben, das aufweiten den Schaufeln überlassen. Vom Gefühl würde ich da nur auf die Fläche schauen, die muss zu jeder Zeit größer werden.

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

17. Juli 2024 12:30:25 - Werner    

Moin,

es ist richtig, wenn einmal die Geschwindigkeit da ist, wozu wieder abbremsen und neu beschleunigen?

Der Gesamtdruck bleibt aus energetischen Gründen immer gleich. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit im Saugbereich zwar stark zunimmt, der gemessene Druck aber im gleichen Verhältnis abnimmt. Für den Turbo bedeutet das, er bekommt zwar sehr schnell fließende Luft, die aber dünner ist, als die Umgebungsluft. Bei 200 Meter pro Sekunde ist der kinetische Anteil noch nicht übermäßig hoch, beträgt aber bereits rund ein Viertel bar. Anders gesagt, die Luft kommt mit nur noch drei Vierteln des Druckes am Lader an.

Baute man den Lader jetzt so, dass er die einströmende Luft einfach nur noch weiter beschleunigt, dann gäbe es durch die hohen Geschwindigkeiten auch mehr Verluste und die Zentrifugalwirkung des Radialladers wäre gemindert. Man müßte also das Bauteil ganz anders auslegen. Die Umlenkung im Lader selbst ist verlustbehaftet, das heißt, wenn der Lader aus langsamer Strömung hoher Dichte nehmen kann, kann er daraus mehr machen, als wenn ihm die Luft quasi "in den Hals" gesteckt wird. Die gewendelten Eintrittschaufeln tragen ja dem Umstand bereits Rechnung, dass der Laufrad axial angetrömt wird. Sobald die Luft aber im Laufrad selbst ist, wird sie sozusagen in den Zellen des Laders auf sehr hohe Geschwindigkeiten gebracht und erreicht allein schon durch die Fliehkraft viel höhere Drücke, als das beim Axialverdichter der Fall wäre. Man rechnet über den Daumen, dass eine Radialstufe vier Axialstufen ersetzt.

Der Vorteil am Radiallader ist, dass die Luft im Laufrad selbst eigentlich nur langsam strömt. Sie fließt durch den Eintrittsbereich und dann im Laufrad nach außen, wobei die Relativfeschwindigkeit zu dem Schaufelwandungen stark abnimmt, weil der Durchmesser immer größer wird und das Volumen sich sogar noch verkleinert durch den zunehmenden Druck. die Absoulutgeschwindigkeit nimmt aber extrem zu und beim Austreten aus dem Laufrad hat die Luft sowohl eine sehr hohe Geschwindigkeit, als auch schon einen gewissen Druck. Würde man also nach dem Turbolader keine Druckrückgewinnung mehr einbauen, hätte man trotzdem Ladedruck. Es wird aber an den Austritten der Lader immer ein Diffusor verbaut, der entsprechend der Platzverhältnisse halbwegs brauchbar ist.

Warum nimmt der Druck durch den Lader zu? Weil Energie zugeführt wurde. Der Gesamtdruck ist nun entsprechend der mechanisch zugeführten Energie höher.

Und damit endet auch der Vergleich mit dem Rallyeauto und der Steilkurve. Das Rallyeauto wird zum unbeladenen Lastwagen, der in der Kurve mit Schotter beladen wird. Das geht besser bei Langsamfahrt, als wenn der Fahrer durch die Beladeeinrichtung durchrast - mal so ganz unwissenschaftlich erklärt.

Strömungen kann man nicht sehen, man kann sie sich mit etwas Erfahrung vorstellen. Da sie dreidimensional strömen können, wird es sehr schnell komplex. Die Techniker gehen alle erstmal nach Intuition vor und bauen dann ihre Simulation oder ihre Handrechnungen auf. Anschließend muß bei schwierigen Anwendungen zwingend ein Prüfstand die Ergebnisse verifizieren. Da kommt niemand drumrum.

Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

17. Juli 2024 13:16:31 - Gary    

Bestätigt ja das man die Sache nicht ganz einzeln betrachten kann. Die Luftmasse bleibt gleich, schnell oder langsam.
Bei einem Radialgebläse haben die Durchmesser Einfluss auf die Drücke, das heißt, bei geringer Dichte solle der Durchmesser im Zugang kleiner sein um auf den Enddruck zu kommen.

Bei allem was du geschrieben hast - nur der Versuch macht kluch..
Ein- zwei oder gar 3x Abrisskante?

Möglichst wenig Verluste - das stimmt schon nicht weil es es beim Motor nicht um den Wirkungsgrad geht, von daher gilt das mit den geringen Verlusten nur räumlich begrenzt auf die Engstelle. Eine gesamte Einzelbetrachtung joker

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

17. Juli 2024 18:08:20 - Werner    

Beim Radialverdichter bestimmt der Außendurchmesser den Druck. Der Innendurchmesser ist für den Durchsatz wichtig.

Der Außendurchmesser mal Drehzahl entspricht in guter Näherung der Geschwindigkeit, mit dem das Gas das Laufrad verläßt und aus der Gehäusespirale austritt.

Es gibt die Mär, dass man mit dem Turbo keine Ladeenergie aufwenden muß, weil die Abgasturbine der Turboladers quasi umsonst arbeitet. Das stimmt in der Praxis leider nicht. Die Lader sind in der Regel Staulader, heißt, sie bremsen den Abgasstrom. Selbst bis zu den ganz großen Motoren von Schiffen hinauf ist das so. Es lohnt sich zwar, aber es ist nicht umsonst.

Wenn man die spezifischen Kenndaten für eine Auslegung solcher Verdichter zur Hand nimmt, kommt sehr schnell raus, dass man hohe Umfangsgeschwindigkeiten braucht. Logisch, es soll ja Ladedruck entstehen.

Also gut, nehmen wir ein Riesenlaufrad, 2 Meter im Durchmesser und bauen es in ein Gehäuse ein. Die Drehzahl muß dann gar nicht hoch sein, um den Druck zu kriegen. Aber Verbrennungsmotoren brauchen im Verhältnis nur sehr wenig Luft. Ein Industrieturbo mit moderaten Drehzahlen könnte also einen ganzen Fuhrpark auf Ladedruck setzen.

Was tun ? Laufrad schmaler machen, dann ist der Durchsatz niedriger und es wird Energie gespart. Jaaaa, aber nicht viel, denn das Laufrad wird dann so schmal, dass die internen Widerstände so hoch anwachsen, dass sich das ganze wieder NICHT lohnt.

Diese Verhältnisse wurde Anfang des letzten Jahrhunderts sehr genau studiert und es wurden dafür Kennzahlen definiert, die u.a. ein bestimmtes Verhältnis von Durchmesser zu Breite also optimal anzeigen. Im zweiten Weltkrieg wurden diese Ladeverdichter mit Erfurcht "Grenzgebläse" bezeichnet. Sie wurden über mehrstufige Getriebe auf diese irren Drehzahlen gebracht, was die Maschinenbautechnik vor höchste Anforderungen stellte.

Und das ist der Hauptgrund für die Abgasturbine. Sie kann sehr klein gebaut werden, paßt zur Größe des Verdichters und arbeiten sogar zu einem gewissen Prozentsatz mit der Stoßenergie des Auspuffes. Bei den damaligen Flugmotoren war das Turboloch egal, die Motoren reagierten halt träger, aber liefen eh meist auf einer bestimmten Drehzahl.

Schnell drehende Elektromotoren heutige Bauart könnten die Ladeverdichter auch gut antreiben. Zur Vermeidung des Turboloches sind sie schon eingesetzt worden. Umgekehrt gewinnt man auch schon einen Teil der aufgewendeten Abgasenergie elektrisch zurück. Es gibt meines Wissens ein paar LKW, die das haben.

Aber nochmal, umsonst ist die Energie für die Aufladung nicht, sie muß irgendwo herkommen, steht aber nicht im Verhältnis zur gestiegenen Leistung.


Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck.... Stoss nicht stau

18. Juli 2024 12:14:42 - Schorsch    

Hi Werner,
Du schriebst:
XXXXXXXXXXXXXXXX
Es gibt die Mär, dass man mit dem Turbo keine Ladeenergie aufwenden muß, weil die Abgasturbine der Turboladers quasi umsonst arbeitet. Das stimmt in der Praxis leider nicht. Die Lader sind in der Regel Staulader, heißt, sie bremsen den Abgasstrom.
XXXXXXXXXXXXXXXXX

Die Lader sind meist "Stosslader" keine Staulader.

Vor VTG Zeiten gab es bei 6 Zyl. Lader mit zweiflutigen Abgasturbinengehäuse.
Da "schlugen" die Abgasdruckwellen "schöner" auf die Turbine.

Dennoch bremst der Gegendruck der Laderturbine das Ausströmen aus dem Zylinder.
Egal ob Stoss oder Stau im Turbinenzulauf.

Schönen Gruß Schorsch erst am letzten WE den Lader am ASV gewechselt.
PS.: Beim AFN war die Laderstütze (Turbo-Motorblock) ein "L" wobei man den Abstand einstellen konnte.
Beim ASV ist der Abstand mit einem "U" als Laderstütze festgelegt. Blöd war, dass ich lieber die 0,75mm Blechdichtungen zwischen Zyl-Kopf und Krümmer verbaut habe anstatt die 1,5mm Ori-Faserdichtung.....TJA....Stundenlanges gefummell, da die Laderstütze nicht mehr rein passt!

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Nennt sich Twin scroll und gibt es noch im Porsche

18. Juli 2024 17:34:27 - Werner    

Moin,

der Dreizylinder ist ideal für den Turboeinsatz, weil die Auspuffstöße sich nicht überlagern, das heißt, es findet keine Rückströmung in andere Zylinder statt. Beim Vierzylinder passiert das, beim Zweizylinder passiert es nicht, aber da sind die Auspuffphasen zu weit auseinander, um einen halbwegs kontinuierlichen Fluß zu erzeugen. Einfacher ist es aber beim Porsche oder V6, zwei Lader zu verwenden, die jeweils eine Zylinderbank versorgen. Doof ist halt, dass dann der Ladedruck auf beiden Seiten zwar abgeregelt gleich ist, aber bei dynamischen Vorgängen müssen eben zwei Läufer hochgedreht werden, anstelle von einem, der nur wenig schwerer ist. Im Prinzip sind das sie Spielzeuge für die Reichen :).

Mal generell zum Thema Stoßladung:

Wenn gegen Ende des Arbeitstaktes das Auslaßventil eines Zylinder öffnet, ist im Zylinder noch ein Restdruck von etwa 4 bar - bei normalen Automotoren.

Das Auslaßventil geht schon vor dem unteren Totpunkt auf, weil dieser Restdruck sonst den Aufwärtsgang des Kolbens behindert würde. Auf dem letzten Stück Hub wird als noch immer Arbeit verrichtet, obwohl das Ventil schon auf ist. Wenn dann der Druck im Idealfall am unteren Totpunkt ganz weg ist, kann die eigentliche Ausschiebearbeit beginnen.

Was wir hören, ist der erste Stoß, der mit Schallgeschwindigkeit im Ringspalt des Ausventilsitzes stattfindet. Zu diesem Zeitpunkt wird Energie vernichtet, weil die Strömung nicht schneller sein kann, als der Schall. Dies ist bis zum kritischen Druckverhältnis gegendruckunabhängig.

Anders gesagt, in dieser Phase kann ich hinter das Ventil eine Bremse hängen und es geht trotzdem die selbe Menge durch. Wenn der Turbo also durch diesen Stoß gedreht wird, ist die Energie tatsächlich umsonst.

Der Druck im Zylinder sinkt beim Abblasen sehr rasch. Selbst bei ganz langsamer Drehzahl eines Einzylinders hören wir eine Art Knall. Die Geschichte ist also schnell vorbei und das muß auch so sein, denn sonst würde Restdruck im Zylinder den aufwärts gehenden Kolben wieder abbremsen, und das soll ja möglichst vermieden werden.

Sobald der Druck im Zylinder auf etwas das Doppelte des Auspuffdruckes gefallen ist, stellt sich die Strömung um auf unterkritisch und ab da bremst jeder Gegendruck auch den Kolben. Der Traum des kostenlosen Stoßes ist also zeitlich arg begrenzt und reicht leider nicht, um die Turbine dermaßen in Schwung zu bringen, dass sie bis zum nächsten Stoß alleine weiter läuft und nicht bremst.

Würde man jetzt eine 12-Zylinder-Motor bauen und sagen, ok, da kommen so viele Stöße aufeinander, das läßt sich nutzen, dann hätte man wieder das Problem mit dem rückwärts aufpumpen der abblasenden Zylinder.

Es gibt nichts, was es nicht gibt, in den 30ern hat man mal testweise Rückschlagklappen in die Auspuffleitungen gebaut - für jeden Zylinder einzeln. Die Ergebnisse in der Leistung kenne ich nicht, aber zu der damaligen Zeit gelang es wohl nicht, Klappen zu bauen, die solche Temperaturen aushalten und dabei zuverlässig auf und zu gehen. Ich denke, wenn man mit so einem Schepperkasten heutzutage auf Kundenfang gehen wollte, würde man scheitern.


Wenn ich aber Gegendruck zulasse und einfach sage: ok, es kostet Antriebsenergie , also Abgaspumpe Viertaktmotor, kann sich trotzdem ein Vorteil gegenüber der nicht aufgeladenen Variante ergeben. Die Gasarbeit, die der Motor in den Turbo steckt, bekommt er zum Teil durch den Enlaßtrakt wieder zurück und die Füllung der Zylinder wird um so vieles besser, dass die indizierte Leistung stark ansteigt, die mechanische Reibleistung aber nur ganz wenig. So kann der Turbomotor richtig ausgelegt, sparsamer sein, als der Nichtturbo gleicher Leistung.

Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

17. Juli 2024 23:23:35 - Laden    

Elektrische Turboverdichter werden momentan von einigen Herstellern für Wärmepumpen, Brennstoffzellenversorgung etc. entwickelt. Vorteil gegen herkömmliche Kompressoren, klein, leicht hoher Wirkungsgrad - wenn man die Produktion beherrscht. Je nach Größe arbeiten die mit ca 80.000 (goße Läufer um 50kW und mehr) oder bis 300.000 Umin (bei den kleinen Ausführungen ich mein ab 1 oder 2 kW) Verschleis im Betrieb praktisch null, da auf Gaspolstern schwebend (kein Öl mehr nötig, also saubere Brennstoffzellengase) aber wiiinzige Laufspiele nötig und sehr gute Reinigung aller Anlagenteile vor Inbetriebnahme. Gekühlt wird je nachdem mit Luft, Wasser... Ach ja und ne durchdachte Motorkommutierung brauchts auch noch, etwas mehr als im Modellbau.
Es gäbe also schon elektrische Turbolader, nur was bringt das für den Akkuwagen an Vorteilen? Volvo hatte schon vor Jahrzehnten mal sowas als Testmodell statt Abgasturbo, lohnte aber wohl doch nicht.
Der Leo machts anders, kleine Brennkammer hält im Leerlauf und Teillast immer die Turbine in Schwung für vollen Ladedruck und Leistung aus dem Stand. Nur bei genug Abgasvolumen/Druck wird die Brennkammer ausgeschaltet. Wird sich im Gesamtverbrauch aber nicht bemerkbar machen.

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Aerostatische Luftlager für kleine (PKW-) Turbolader funktionieren leider nicht

18. Juli 2024 10:50:50 - huebi    

Moin.

Das liegt daran, dass sich das Zentrum der Unwucht nicht nahe genug an die Rotationsachse bringen lässt. Bei etwa 0,003 mm ist dann schluss und damit liegt es immer noch über dem Luftspalt der Lager. Wie wird das denn gelöst? Also wie ist die Lagerung ausgeführt, damit das trotzdem funktioniert?

Viele Grüße,
huebi

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Re: Aerostatische Luftlager für kleine (PKW-) Turbolader funktionieren leider nicht

18. Juli 2024 16:48:36 - Werner    

Moin Huebi,

danke für den Input. Wie schon geschrieben, ich kenne die auch nicht mit Gaslagerung, sondern mit Magnetlagern. Der Läufer wird vor dem Anlauf sogar hochgehoben, ein paar Umdrehungen langsam gedreht, wobei die magnetische Rückmeldung des Läufermotors ausgewertet und verifiziert wird, ob sich das Ding tatsächlich gedreht hat. Dann erst kriegt der Läufer richtig Power.

Wie die Jungs von der Elektronik-Fraktion das so ausregeln, dass die Welle in der Mitte bleibt, das ist mir ein totales Rätsel. Wenn es einen Lageindikator gäbe, könnte ich es mir ja noch regelungstechnisch erklären, würde aber dennoch nur staunen. Aber ohne Lageanzeiger? Die Magnetkraft nimmt im Quadrat reziprok zur Entfernung zu. Mit Permanentmagnet wurde es einmal "flitsch" machen und die Welle würde an einer Position kleben. Aber die kriegen das hin, die Hinkrieger.

Gruß

Werner

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Ja, Lagerung vor allem auch elektrisch

18. Juli 2024 08:27:16 - Werner    

Moin,

die Miniturbos, die ich kenne, sind elektrisch gelagert. Coole Sache, man braucht kein Schmieröl, was dann z.B. durch das Kältemittel geistert. Fällt der Strom aus, dann wird die Energie des Läufers zur Stromerzeugung genutzt, die die Lagerung so lange in Gang hält, bis der Läufer - einen kleinen Puffer gibt es dafür. Für geschlossene Kreisläufe ist das was ziemlich geniales.

Den Abgasturbolader an PKWs wird ein solches System künftig kaum ersetzen, das ist mir klar. Ich fürchte vor allem auch, dass man so etwas nicht schütteln darf, schon gar nicht im Rallyeauto. Ich hätte Angst, dass dann durch Kreiselmomente etc. die Lager doch ankratzen und sogar kaputt gehen.

Die Dieselzweitakter im Panzer kenne ich nicht so gut. Ich dachte immer, dass seien die gleichen Fabrikate, wie in den Dieselloks. Bei denen gibt es nämlich zwei Leerlaufdrehzahlen. Einmal Stand-By, was so gerade zum Laufen ausreicht und einmal "operating idle", da läuft der Motor etwas schneller und kann zum Anfahren sofort belastet werden. Im Stand-By hört man die Motoren kaum noch, bei Anforderung zum Fahren/Rangieren dauert es zwei bis drei Sekunden, ehe der Motor auf Betriebsleerlauf ist.

Gruß

Werner

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Re: Ja, Lagerung vor allem auch elektrisch

18. Juli 2024 12:00:12 - Uli S.    

Hallo Werner,

>Die Dieselzweitakter im Panzer kenne ich nicht so gut.

in den Leos (um die es hier ging) sind Viertakter.
Zweitakter kenn ich in Panzern nur in den US-Modellen (MTW, Hotchkiss („Unterlegkeil“), Panzerhaubitze M109, Panzerkanone M107...).

Gruß Uli

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Re: Ja, Lagerung vor allem auch elektrisch

18. Juli 2024 10:02:19 - Laden    

Genau die 2-3 Sekunden sind ausschlaggebend wenn man weg muss. Verspätung bei der Bahn-OK beim Panzer evtl Abschuß und kaputt. Daher halten die neueren eben den Ladedruck "Spritsparend" mit separater Brennkammer aufrecht um sofort durchstarten zu können. Kann man sicher auch für normale Fahrten abstellen aber im Einsatz ist 20-30 l mehr immernoch günstiger als einmal zu langsam wegzukommen.
Ist wie bei Fluchzeug und Raggeten: : Lock/Flieger laufen ewig, jeder ml summiert sich, also sparen wo es geht. Panzer und Rakete läuft nur kurze Zeit/Strecke, dann kaputt, also zählt nur Leistung und nicht ob nen Faß mehr oder weniger durchgeht.

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Aaah, separate Brennkammer

18. Juli 2024 17:08:23 - Werner    

und ich hatte schon gehofft, ich hätte sowas selbst erfunden für meine Dieselzweitaktflugmotoren.

Dass Panzer blitzschnell in Deckung fahren können, habe ich auch schon gehört. Gelegentlich habe ich auch mal zugeschaut, wenn die Belgier hier in der Wahner Heide trainiert haben. Mir sagte mal einer "Einfach nur Fahren damit ist leicht, aber mit Tempo über Stock und Stein und dabei gezielt enge Kurven, dass ist echter Streß."

Die Brennkammer, die ich in die Abgasleitung von Zweitaktern bauen wollte, sollte

1. die Durchströmung aufrecht erhalten, wenn der Motor selbst gerade keine Leistung abgibt und

2. beim Anlassen die Ladeturbine befeuern, die dann ihrerseits den Verdichter antreibt und Strom erzeugt oder auf ein Gestriebe wirkt, was den "Dicken" andreht.

3. Bei kaltem Motor einige Zeit nach dem Anlassen, sollte die Brennkammer noch unverbrannte Restgase nachverbrennen, damit der Diesel auf dem Rollfeld nicht durch Rauchentwicklung unangenehm auffällt.


Gruß

Werner

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Re: Im Prinzip ja, aber Druck ist nicht gleich Druck

17. Juli 2024 16:15:15 - Joachim S    

Hi Gary,

ja, da ist ne Menge Geheimniskrämerei im Spiel...

Ne Zeichnung von VW oder M-Sport oder Citroen, wie der bei ihren WRC im Detail aussieht, hab ich noch nicht gesehen.

Gruss Jo

PS, wenn wir hier durch sind, müssen die ihre Dinger auch wieder neu machen, weil im Lichte unserer Erkenntnisse völlig suboptimal:-)

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Re: Im Prinzip nein, strömungstechnischen Abhandlung und eine neue Idee

17. Juli 2024 10:00:09 - Uli S.    

Hi Jo,

>Könnte mir vorstellen, dass die bei WRC und Co. mit der Turbine sich auf den Restriktor anpassen.

während dieser ganzen Diskussion hab ich mir die Frage gestellt, wie das Andere machen. Solche Restriktorreglements gibt es ja schon ne ganze Weile, und wozu das Rad neu erfinden?! Oder sind das so gut gehütete Geheimnisse?
Ne interessante Diskussion ist es allemalspitze.

Gruß Uli

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Geheimniskrämerei...

17. Juli 2024 19:45:36 - Joachim S    

Hi Uli,

hatte darauf fälschlicherweise bei Gary geantwortet... Ja die Profis lassen sich da nicht so leicht in die Karten gucken...

Aber ich vermute, auf dem wirklich hohen Niveau ist der Lader speziell für den Restriktor gebaut... Könnte mir denken, dass der Einlauf dann kaum größer als das Loch ist.

Aber ich weiß es nicht.

Gruss Jo

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U-Rohr Manometer....Flüssigkeiten...Tip

16. Juli 2024 10:25:19 - ray    

Moin..kleiner Tip (für Nach- oder Erstbauer) ...immer versuchen Flüssigkeiten zu verwenden, die vom "System" toleriert werden ..oder ausreichend lange Schläuche, Fallen oder Drosseln einbringencrazy...zumindest war das meine Lernkurve beim 10min(Bauzeit)- 4Zylinder-Synchrontester mit Auqarienschlauch und Kabelschellen auf Holzbrett lol. Ich hatte ja schon Spiritus genommen aber so schnell wie das Zeug durch die Vergaser war konnte ich die Drosselstellen nicht zuwürgen. Lang her und ungeduldig war ich wohl auch. Hat aber Top funktioniert...ungedrosselt viel zu empfindlich-die Säule tanzt mit den Saughüben so stark, daß ein einstellen nervig wurde.
Wie man es besser anfängt....Erstmal an einer "Quelle" alle zusammenschließen und die Dämpfung einstellen hatte sich auch gut bewährt.

Gruß, ray

PS: bei uns sieht man die Dinger (Schrägrohrmanometer) überall an großen Klimatisierungskanälen zum justieren, Überwachen ..finde ich immer gut

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Re: U-Rohr Manometer....Flüssigkeiten...Tip - genau !

16. Juli 2024 10:54:43 - Werner    

Moin Ray,

meine erste Tat in der Richtung war die Synchronisierung der Vergaser meiner YAMAHA XJ 650. Ich habe alle vier Schläuche mit Verbindern aus dem Baumarkt unten zusammen geschlossen und weil sich die Schläuche schlecht entlüften ließen, habe ich etwas Pril zugegeben. Bei den ersten Versuche passierte das gleiche, wie Du schilderst mit dem Gag, dass aus dem rechten Auspuff Seifenblasen rauskamen :)).

Der Motor ließ sich aber trotzdem irgendwann wieder starten. Ich habe dann luftseitig mit Papierkügelchen gedrosselt, was auch nicht das Wahre war, aber schließlich doch ging. Als ich die Kiste zur Garantieinspektion brachte, kriegte ich sie wieder mit den Worten: "Also an den Vergaser haben wir nix gemacht, die ist ja super synchronisiert!" Mann, war ich stolz, aber bei dem Modell war das auch ziemlich wichtig, wenn man eine halbwegs brauchbare Gasannahme haben wollte.

Inzischen drossele ich nur noch auf den Flüssigkeitsseite. Das klappt gut und man kann die Drosselung schon testen, ehe man auf den Motor aufstöpselt. Für meine Zweizylinder-Kawa nehme ich aktuell nur noch einen einzigen Schlauch, den ich mit beiden Enden auf die Ansaugrohre stecke. Der Schlauch ist lang und ich hänge ich extra hoch. Das geht, aber leider lassen sich die Vergaser mechanisch schlecht synchronisieren, so fein kann man an der Stellschraube gar nicht drehen, wie es gut wäre. Die Vergaser sind zwar als Paar fest miteinander verbunden, aber dennoch verstellt sich das wieder beim Gasgeben. Und so unterschreite ich zwar den vom Werk vorgegebenen Differenzdruck von 0,02 bar, also 20cm Wassersäule, aber so richtig schön gelingt es nicht.

Generell wird eine solche Synchronisierung immer viel viel besser, als wenn man eine Batterie von Manometern kauft und dann versucht, die "zuckenden Ührchen" in den Griff zu kriegen. Mit den Stellschrauben direkt am Manometer hat man fast keine Volumen mehr zwischen Meßglied und Drossel, sodas es nerviger ist, die Drosseln in Stellung zu bringen, als die Vergaser einzustellen.

Dennoch bin ich in Motorradforen dafür schon ausgelacht worden. Viel zu billig, kann also nix sein . . . . .usw.

Gruß

Werner

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Zuckührchen

16. Juli 2024 13:06:52 - ray    

ich gebe zu....als ich mein Mopped vor paar jahren komplett umgekrempelt habe und Vergaser und alles musste grundeinegstellt werden, habe ich mir die Synchronuhren (ja!! die guten und zu teuren!) geholt und gut benutzen können. Da war alles solide, durchdacht..schönes nutzbares Zubehör und die Dinger sind genau genug, so daß man nicht so verzweifelt wie bei den Wassersäulen crazy.

Bereue ich ? Nö...halt eine Narretei..aber ein guets Werkzeug ist es trotzdem. Ich biete es immer Kumpels an (aber irgendwie interessiert die sowas mit den modernen kraftstrotzenden Karren nicht mehr), nu liegt es da. Zusammen mit der Glaszündkerze (ja...auch die Gemischregulierschrauben wurden einzelnd mit Probefahren dazwischen Bruchteile verdreht). Ich würde immer noch sagen es hat sich gelohnt, weil ich sagen kann...alles getan...der Rest liegt einfach an unbeeinflussbaren Parametern.

...total bescheuert joker

gruß, ray

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überhaupt nicht bescheuert

16. Juli 2024 13:49:10 - Werner    

wenn alles total verstellt ist, sind die Synchrouhren tatsächlich erstmal einfacher. Aber für das Feintuning finde ich die Wassermethode besser und zugegeben: ich fahr auch drauf ab, weil es fast nix kostet und als rein vergleichende Messung eben völlig seinen Zweck erfüllt.

Wenn man es gaaanz richtig machen will, muß man vor dem Synchronisieren zumindest das Spiel der Einlaßventile exakt gleich eingestellt haben, besser auch an den Auslaßventilen. Denn gerade bei den niedrigen Drehzahlen wirken sich verstellte Ventile stark auf das Saugverhalten aus.

In der Mutterfirma, in der ich groß geworden bin, hatten wir für die Meß- und Regelfraktion mehrere Testkoffer für die Baustelle. Die waren um Umhängen wie ein kleiner Bauchladen und richtig teuer und unter Verschluß, kam also nicht jeder dran. Verschiedene Manometer, die man per Schiebknöpfe (Ventile) voneinander trennen konnte, eine Handpumpe, mit der man bis zu 16 bar drücken konnte und/oder Vakuum erzeugen, so tief, wie man das damit hinkriegte - alles mit Prüfsiegel und wiederkehrenden Prüfungen. Damit konnte man bei Zweifeln von Meßwertanzeigen die Geräte überprüfen.

An so ein Ding haben wir dann mal eine Synchrobatterie mit 4 Uhren gehängt, alle an einen Schnuller. Die zeigten in sich schon unterschiedlich und nur eine davon entsprach dem abgelesenen Wert auf dem Prüfkoffer. Der Kollege, dessen Uhren das waren, ließ sich die Enttäuschung nicht anmerken und meinte, seine Suzi Katana liefe damit hervorragend und er würde sowieso nicht im Leerlauf testen, das sei grundfalsch, weil man ja die Gasannahme im mittleren Drehbereich haben wolle usw. usw.

Später kam er dann noch mal an und fragte, wie ich das mit den Schläuchen gemacht hätte - "nur so aus Interesse" :))

Wenn man die Absolutwerte wissen will, kommt man um die vier Uhren nicht drumrum. Tuner nehmen sowas, um Aussagen über Zylinderfüllung bei verschiedenen Drehzahlen auf dem Prüfstand machen zu können. Das würde mit vier Wasseranzeigen und 7 Meter hohen Skalen schon ziemlich daneben gehen. Meine Kawa "saugt" bei Höchstdrehzahl und geschlossenen Schiebern 0,65 bar Unterdruck. Das war für mich erstmal erstaunlich, weil ich annahm, dass das viel weiter runter gehen müsste, aber mein Tunerkumpel meinte, dass sei schon sehr tief, andere Mopeds hätten weniger Unterdruck. Bei dem ganzen hatte ich nicht bedacht, dass der Viertaktmotor ja nur ca. eine dreiviertel Umdrehung lang das Einlaßventil aufhat und dann mehr als zwei Umdrehungen wieder zu, wobei natürlich Luft durch den fast geschlossenen Vergaser nachströmt.

Ich freue mich schon, wenn ich meinen 360er Flugwinzling anmache und die Synchronizität teste. Bisher ist der nur nach Klappenstellung voreingestellt. Ich habe die Auflage meiner Grundstücksregierung erst die Auffahrtrampe von der Türschwelle fertig zu bauen, ehe der Flieger auf die Wiese kommt, was zugegebenermaßen nicht unvernünftig ist.

Gruß

Werner

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pfiffiges low-cost Messzeug....

01. August 2024 17:03:41 - ray    

Moin,

...für (einfache) Nivelieraufgaben nutzen wir manchmal elektronische Inklinometer. Nett und teuer, digitalanzieg, ablesen schön. Aaber ich habe mal in einem alten Messschrank auch ein Lineal mit soner bedruckten Wackelscheibe gefunden....da ist also ein Strichmuster auf dem einstellbaren Teil und auf der Wackelscheibe. Wen man beide zueinander verdreht bildet sich eind eutliches Moire-Muster. Wenn man es so einstellt, daß es ohne oder nur gering auftritt kann man den ermittelten Wert mit Nonius auf der Drehskala ablesen..immerhin auf 1/10°. überstreicht naturgemäß 90°. Also ohne Strom, kein reiner Winkelmesser sondern ein Nivelliergerät mit breitbandiger Ausricht- und Winkelmessfunktion in der Schwereebene. fand ich einfach geil die Idee(mit dem Moireeee!).

Gruß, ray

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Re: Faszinierend....

13. Juli 2024 18:15:28 - Uli S.    

Hi Jo,

> da staune ich... Ist ja nicht selbstverständlich, dass sich das selbst optimiert.

bei Strömungen passiert das öfters. Der Wassertropfen optimiert seinen Luftwiderstand auch.

Gruß Uli

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Re: Faszinierend....

13. Juli 2024 18:45:54 - Joachim S    

Hi Uli,

das ist ein weit verbreiteter Mythos...

Der Tropfen sieht nur beim Abtropfen so aus. In der Luft wird er unten eingedödscht.

Gruss Jo

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Re: Faszinierend....auch nicht (immer ) richtig...

16. Juli 2024 13:15:13 - ray    

Moin,

...wenn man Kindersendungen mit Wissensvermittlung glauben darf...ob die abflachen oder rundlich bleiben ist ein Thema des Volumens (und der Oberflächenspannung). Einfach gesagt...große Tropfen schüsseln und erzeugen den Blubb! und die Blasen auf der Pfütze ...die kleineren Runden "nur" die "Einschlagringe" ohne Blase.

gruß, ray

..unwichtig zu Wissen...wer weiß? Vielelicht muss ja mal jemand die Fallgeschwindigkeit von Tropfen modellieren oder Vermischung optimieren oder kleine von großen Tropfen per Windsichtung trennen crazy

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Oha! Einmal falsch gelernt und als richtig abgespeichert… Danke fürs Aufklären (ohne Text)

14. Juli 2024 13:46:50 - Uli S.    


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Re: Flowbench? (ohne Text)

12. Juli 2024 07:33:24 - Jockel    


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Hab Keine...

12. Juli 2024 09:22:31 - Joachim S    

Hi Jockel,

schick wäre es schon, man könnte bestimmt ein Jahr lang immer wieder neue Restriktoren bauen und durchmessen. Und am Ende feststellen, der Erste war der Beste :-)

Gruss Jo

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Re: Frage an Strömungsdynamiker und Thermodramatiker. Also vor Allem der W.

11. Juli 2024 22:59:34 - Werner    

Moin Jo,

ist das Bestandteil des Reglements? Ich bin da nicht so vertraut mit.

Ich weiß, dass es bei den Benzinern so eine Drosselscheibe von irgendeiner Rennautoqualifikation gab oder gibt. Deren Durchmesser war festgelegt und damit war 100 % sicher, dass selbst bei Hochvakuum, was kein Motor auf der Welt zustande kriegt, nur eine ganz bestimmte Luftmenge durch konnte. Die Scheibe saß/sitzt unmittelbar am Saugschnuller, der aber oberhalb des Fahrers angebracht sein durfte (in der Hoffnung, dass das bißchen Fahrtwind noch zusätzlich auflädt, was aber nur minimal ist). So konnten die Rennleiter ohne was auszubauen, sofort mit der Schieblehre nachmessen. Ist schon länger her, ich weiß nicht, ob es das noch gibt. Meines Wissens war damals der 2-Liter Ford Motor der stärkste in dieser Klasse.

Wie ist das beim Turbo ? Wo sitzt das Ding ? Ein paar Details wären gut.

Aber mal generell, wenn man von groß auf klein einen Trichter bauen darf und dahinter auch wieder allmählich erweitern darf, dann kann man den Druckverlust einer solchen Anordnung absolut minimieren. Venturimessungen funktionieren so und haben kaum Druckverlust. Die Strömung beschleunigt bis zur Stelle des engsten Querschnittes und nimmt dabei radial im Druck ab. Dies wird an der engesten Stelle gemessen. Dann kommt die Erweiterung, die Strömung verzögert wieder und der radiale Druck (sog. statischer Druck) nimmt wieder zu bis auf fast den Wert, den er vorher hatte. Wichtig ist der Öffnungswinkel, er sollte idealerweise bei nicht größer als 10° liegen, sondern löst sich die Strömung ab und verwirbelt. Dadurch steigt der Druckverlust erheblich an.

Für eine Scheibe, die einfach ins Rohr gebaut wird, kann man den Druckverlust genau berechnen. Es gibt sogar eine DIN dafür, weil Meßblenden danach ausgelegt werden müssen (Achtung: Formelsalat mit vielen Korrekturfaktoren) . Aber mit vereinfachten Formeln kann man das auch ziemlich genau ermitteln.

Wenn Du eine Idee hast, welchen Wirkungsgrad der Motor hat, kann man die 250 PS auf den Verbrauch umrechnen und mit Lambda 1,25 man schauen, was durch ein solches Rohr durchgehen muß.

Also nochmal kurz:

1. sitzt die Verengung im Einlaß oder im Auslaß - wo genau?

2. welche Abstände sind vor und nach der Verengung zu betrachten?

Gruß

Werner

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Re: Frage an Strömungsdynamiker und Thermodramatiker. Also vor Allem der W.

12. Juli 2024 12:24:41 - Joachim S    

Hi Werner,

also nochmal in verständlich....

Erstmal das Reglement: Bei einem der beiden Veranstalter, wo wir fahren, ist er Pflicht für Turbomotoren. Außer der Lader ist im Eingang kleiner als der zulässige Durchmesser. Dann kann man ihn natürlich weg lassen.

Für Dieselmotoren sind das 37 mm. Ottomotoren etwas kleiner. Dort begrenzt das die Leistung der üblichen 2-Liter-Motoren auf rund 300 PS. Man munkelt, es geht etwas mehr.

Das Dingen gehört vor den Turbolader. Direkt in den Eingang. Und darf im Rahmen der zulässigen Maße strömungsgünstig gestaltet sein.

Dabei gilt:

Der Durchmesser der Engstelle muss über mindestens 3 mm Länge aufrecht erhalten werden.

Die Engstelle darf nicht weiter als 50 mm entfernt sein von der "Ecke der Turbinenschaufeln". Das bedeutet, auf diesen 50 mm darf ich mich wieder auf den Durchmesser des Turboladereingangs erweitern. (Morgen messe ich nach, wie groß mein aktueller Lader ist. Ich vermute, D = 55)

Der Einlauf vor der Engstelle: Er ist freigestellt, darf also schön sanft sein. Ich hab da eher ein platztechnisches Problem. So ca. 70 mm hab ich wohl zur Verfügung. Da muss ja dann auch noch der Ansaugschlauch dran. Der muss um die Kurve zum Luftfilter. Da kann ich so etwa 70 mm Durchmesser verwirklichen, vielleicht auch etwas mehr. Mache ich den Einlaufkegel also zu sanft, wird der Knick im Schlauch enger...

Nach allem was ich verstanden habe, darf der Einlaufkegel gern etwas stumpfer sein, weil da die Strömung ohnehin gut anliegt?

Wie auch immer, ich hab mal ne grobe Skizze gemacht. Der Übergang in die 3 mm kann verrundet werden. 3 mm sollen halt gerade sein, mit 36,9999 mm Durchmesser bei 20°C ;-)

Skizze folgt gleich im nächsten Post. Geht einfacher per Handy.

Gruss Jo




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Bilder dazu...

12. Juli 2024 12:55:57 - Joachim S    

Skizze wird dann um die untere X-Achse rotiert...

Die Strömung geht von Links nach Rechts.

IMG-20240712-123958-401

Den Winkel der Erweiterung zum Verdichter ergibt sich. Hier zu 10.7 Grad. Gemessen zur Achse.

IMG-20240712-125251-334


Dieser Winkel ist unter Vorbehalt, ich weiß noch nicht genau, ob die 55 mm am Verdichtereingang stimmen.


IMG-20240712-121641-824
Gruss Jo

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Stichwort Norm- oder Messblendenverfahren

12. Juli 2024 11:28:57 - ray    

Moin,

du kennst es..hier zum nachlesen/als Startpunkt https://de.wikipedia.org/wiki/Messblende für Interessierte. Aus der Erinnerung (Maschinenlabor Messtechnik) funktionierte das als Messung wenn man gewissenhaft arbeitet sehr gut. Aber davon wird kein Motor stärker..man weiß nur die Luftmnege(Masse..je nach belieben).

Ich weiß, das die Formula Student mit Restriktoren arbeiten muss und da gibt sicher einen Haufen Material zu bzw. praktische Ansätze Gestaltung der Airbox. Obs lohnt? nach dem Restriktor ist festgelegt und davor dürfte jede verwirbelungsträchtige Anordnung (Trichterwinkel, Länge, Einlaufkantengestaltung) abschlägig sein. Meist sind so Trichter ja recht zahm im Winkel, bei Saugern natürlich irgendwie resonanzoptimiert (hier wohl egal) und die Einlaufkante ist kurz und stark ähm.."trompetisiert".

gruß, ray

PS: schön muss es aussehen...dann hilft es auch

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Re: Stichwort Norm- oder Messblendenverfahren

12. Juli 2024 13:04:05 - Werner    

Stimmt,

schön muß es aussehen, dann ist es gut.

Bei den mir bekannten Begrenzern ist der Einlauf vorgegeben, nämlich gar keiner !

Damit KANN nur die Luft zugeführt werden, die durch den Querschnitt paßt. Und da es keinen Einlauftrichter gibt, verengt sich die Strömung am Eintritt nochmal auf ca. 60% der Fläche und dies ist dann der aktuelle Strömungsquerschnitt und mehr geht halt nicht.

MIT Trichter kann man den Einlaufverlust schon mal gut reduzieren. Was nach der Engstelle kommt, muß man noch mal schauen - später heute.

Gruß

Werner

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