12.08.2012 - 11:54
Wesentlichen Grunddaten des 136R Motors relevant für den Gaswechsel
A ) Einleitung
a) V8 mit 5 Hauptlagern und 4 Hubzapfen, die modulo 90° Hubzapfenversatz aufweisen, die Pleuel 2 er Zylinder, 1 von jeder Bank, sitzen gemeinsam auf einem Hubzapfen.
b) Zündfolge : 1-8-6-2-7-3-4-5
c) Saugrohrlänge = 424 mm
d) Kein Schaltsaugrohr
e) P = 287kW / 7000 U/min
f) M max = 451 Nm bei 4500 U/min
g) M (2000U/min)= 300 Nm
h) Einlaßnockenwellenverstellung , Verstellbereich = 50° KW
i) Auslassnockenwelle ohne Verstellung
j) V max = 285 km/h bei 7500 U/min
Aus c) und d) folgt, daß das Saugrohr einen Kompromiss darstellt, der sowohl für gutes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich als auch für e) max. Leistung im Bereich von e) und h) sorgen muß. Das verlangt nach einer relativ langen Öffnungsdauer der Einlaßventile, die Nockenwelle dürfte ungefähr über 240° … 260° Öffnungswinkel verfügen, damit im Drehzahlbereich von e) und h) der Füllungsgrad hoch genug ist um die Leistung e) zu gewährleisten. Um nun auch der Forderung g) des Lastenhefts zu genügen, hat Seniore Rioli die Einlassnockenwellenverstellung h) implemntiert und leider auf i) verzichtet.
B ) Kennlinienfelder der Nockenwellenverstellung
1. Voraussetzung für e) und j) ist später Einlaßschluß
2. Im Drehzahlbereich knapp über Leerlauf g) bis etwa zur Drehzahl des max Drehmoments f) kommt nun die Nockenwellenverstellung zum Einsatz. Um Füllung und damit Drehmoment zu erhalten, ist ein früher Einlaßschluß erforderlich
3. Im Leerlauf wird für stabilen und ruhigen Leerlauf speziell vor dem Hintergrund des sehr geringen Massenträgheitsmoments des 136R Motors auf Ventilüberschneidung weitgehend verzichtet. Daraus folgt der Kompromiss später Einlaßschluß, aber eben auch wenig Drehmoment.
Um nun die Forderung g) zu erfüllen, wird knapp oberhalb der Leerlaufdrehzahl die Nockenwelle mittels h) auf frühen Einlaßschluß verstellt, bei g) dürfte der max Wert des Verstellbereichs erreicht sein mit dem Nebeneffekt, das in dem Bereich 2000 U/min +/- 500 Umdrehungen die Ventilüberschneidung im Gaswechsel OT ein Maximum erreicht. Da es nun keine Nockenwellenverstellung für die Auslaßwelle gibt, kann hier eben auch nicht mit frühem Auslaßschluss die Ventilüberschneidung vermieden werden, wie es z.B. VW bei deren VR6 3.2 4V tut. Ab 2000 U/min beginnt nun die Nockenwellenverstellung den Einlaßschluß Richtung späterem Einlaßschluß zu verlagern und verringert so die Ventilüberschneidung . Hintergrund ist die einsetzende Gasdynamik im Ansaugtrakt. Die etwa lineare Verstellung Richtung spätem Einlaßschluß hat den Zweck, die Druckamplitude im Saugrohr der Länge c) zu nutzen, um die Zylinderfüllung zu maximieren, um zwischen g) und f) ein Optimum an Drehmoment zur erzielen
Soweit oberflächlich zum Thema Optimierung des Füllungsgrades und somit auch des Drehmoments. Wie aber kommt es nun zu dem Gaswechselgeräusch, das auf Änderungen im Abgastrakt reagiert?
C ) Die Entstehung des Gaswechselgeräuschs
Nimmt im Fahrbetrieb der glückliche Maserati Eigner Gas weg, entsteht nach dem Schließen der Drosselklappe erheblicher Unterdruck in den Saugrohrarmen und im Sammler. Tut er das unterhalb von 1500 U/min oder Oberhalb von ca. 2500 U/min so ist nichts ungewöhnliches zu hören. Bei 2000 +/- 500 U/min öffnet das Auslaßventil des betreffenden Zylinders kurz vor UT (unterer Totpunkt) und schiebt das kaum vorhandene Abgas aus. Deutlich vor OT öffnet nun das Einlaßventil, es beginnt die Phase der Ventilüberschneidung, die wegen 2) vergleichsweise lang ist. Das bedeutet aber, das der Saugarm der Länge c) für diesen Zeitraum mit der Abgasseite quasi kurzgeschlossen wird. Die Unterdruck führende Saugseite saugt über diesen Kurzschluß zwischen Saugrohr und der am Ausgang an Umgebungsdruck angeschlossenen Abgasanlage verbranntes Restgas zurück, die Amplidude des Vorganges erreicht ca das 0,9 fache des Umgebungsdrucks. Dieser Unterdruckstoß regt die Abgasleitung zu Schwingungen an. Weiterhin ist die Zündfolge b) entscheident, denn die legt fest ob die Anregungsamplitude in die linke oder die rechte Abgasanlage induziert wird. Die Zündfolge und die Wahl der Kurbelwelle a) sorgt also für das typische V8 Gebrabbel bei 2000 U/min .
D) Beeinflussung des Geräuschs
Mauro Rioli hätte durch den Einsatz einer
1. Auslassnockenwellenverstellung: Mauro Rioli hätte durch den Einsatz einer Auslassnockenwellenverstellung i) die Option gehabt durch frühen Auslaßschluß den Kurzschluß zu minimieren. Hat er aber nicht.
2. Kats : Kat’s bedämpfen den die induzierten Druckwellen über den gesamten Frequenz (oder Drehzahl-) bereich. Wird also durch andere Kats der Durchfluß erhöht, sinkt der Durchflußwiderstand und damit auch die Dämpfung. So wird das Geräusch lauter.
3. Entfernen der Vorschalldämpfer sollte wegen deren Auslegung als Absorptionsdämpfer und geringem Volumen eher geringen Einfluß haben.
4. Vergrößern der Rohrdurchmesser der nach Vorkat liegenden AGA verringert den Durchflußwiderstand und verschiebt die wirksame Tiefpasseckfrequenz zu höheren Frequenzen. Das Klangbild wird lauter und heller. Das fragliche Geräusch eben auch
5. Endschalldämpfer (ESD) Neben den Kat’s hat der ESD entscheidenden Einfluß auf das Geräuschbild im Schiebenbetrieb um 2000 U/min. Wird ein Absorptionsdämpfer statt der Serien ESD verbaut, sinkt der Strömungswiderstand deutlich und die Dämpfungseigenschaften werden von breitbandiger Dämpfung auf ungedämpft bei niedrigen Frequenzen und Drehzahlen umgestellt. Mit Absorptionsdämpfern ballert der V8 in diesem Drehzahlbereich besonders intensiv.
P.S.: ich habe nun ein eigenes Thema aus dem Beitrag gemacht und ihn etwas abgeändert, damit der folgende Beitrag daran anschließen kann
A ) Einleitung
a) V8 mit 5 Hauptlagern und 4 Hubzapfen, die modulo 90° Hubzapfenversatz aufweisen, die Pleuel 2 er Zylinder, 1 von jeder Bank, sitzen gemeinsam auf einem Hubzapfen.
b) Zündfolge : 1-8-6-2-7-3-4-5
c) Saugrohrlänge = 424 mm
d) Kein Schaltsaugrohr
e) P = 287kW / 7000 U/min
f) M max = 451 Nm bei 4500 U/min
g) M (2000U/min)= 300 Nm
h) Einlaßnockenwellenverstellung , Verstellbereich = 50° KW
i) Auslassnockenwelle ohne Verstellung
j) V max = 285 km/h bei 7500 U/min
Aus c) und d) folgt, daß das Saugrohr einen Kompromiss darstellt, der sowohl für gutes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich als auch für e) max. Leistung im Bereich von e) und h) sorgen muß. Das verlangt nach einer relativ langen Öffnungsdauer der Einlaßventile, die Nockenwelle dürfte ungefähr über 240° … 260° Öffnungswinkel verfügen, damit im Drehzahlbereich von e) und h) der Füllungsgrad hoch genug ist um die Leistung e) zu gewährleisten. Um nun auch der Forderung g) des Lastenhefts zu genügen, hat Seniore Rioli die Einlassnockenwellenverstellung h) implemntiert und leider auf i) verzichtet.
B ) Kennlinienfelder der Nockenwellenverstellung
1. Voraussetzung für e) und j) ist später Einlaßschluß
2. Im Drehzahlbereich knapp über Leerlauf g) bis etwa zur Drehzahl des max Drehmoments f) kommt nun die Nockenwellenverstellung zum Einsatz. Um Füllung und damit Drehmoment zu erhalten, ist ein früher Einlaßschluß erforderlich
3. Im Leerlauf wird für stabilen und ruhigen Leerlauf speziell vor dem Hintergrund des sehr geringen Massenträgheitsmoments des 136R Motors auf Ventilüberschneidung weitgehend verzichtet. Daraus folgt der Kompromiss später Einlaßschluß, aber eben auch wenig Drehmoment.
Um nun die Forderung g) zu erfüllen, wird knapp oberhalb der Leerlaufdrehzahl die Nockenwelle mittels h) auf frühen Einlaßschluß verstellt, bei g) dürfte der max Wert des Verstellbereichs erreicht sein mit dem Nebeneffekt, das in dem Bereich 2000 U/min +/- 500 Umdrehungen die Ventilüberschneidung im Gaswechsel OT ein Maximum erreicht. Da es nun keine Nockenwellenverstellung für die Auslaßwelle gibt, kann hier eben auch nicht mit frühem Auslaßschluss die Ventilüberschneidung vermieden werden, wie es z.B. VW bei deren VR6 3.2 4V tut. Ab 2000 U/min beginnt nun die Nockenwellenverstellung den Einlaßschluß Richtung späterem Einlaßschluß zu verlagern und verringert so die Ventilüberschneidung . Hintergrund ist die einsetzende Gasdynamik im Ansaugtrakt. Die etwa lineare Verstellung Richtung spätem Einlaßschluß hat den Zweck, die Druckamplitude im Saugrohr der Länge c) zu nutzen, um die Zylinderfüllung zu maximieren, um zwischen g) und f) ein Optimum an Drehmoment zur erzielen
Soweit oberflächlich zum Thema Optimierung des Füllungsgrades und somit auch des Drehmoments. Wie aber kommt es nun zu dem Gaswechselgeräusch, das auf Änderungen im Abgastrakt reagiert?
C ) Die Entstehung des Gaswechselgeräuschs
Nimmt im Fahrbetrieb der glückliche Maserati Eigner Gas weg, entsteht nach dem Schließen der Drosselklappe erheblicher Unterdruck in den Saugrohrarmen und im Sammler. Tut er das unterhalb von 1500 U/min oder Oberhalb von ca. 2500 U/min so ist nichts ungewöhnliches zu hören. Bei 2000 +/- 500 U/min öffnet das Auslaßventil des betreffenden Zylinders kurz vor UT (unterer Totpunkt) und schiebt das kaum vorhandene Abgas aus. Deutlich vor OT öffnet nun das Einlaßventil, es beginnt die Phase der Ventilüberschneidung, die wegen 2) vergleichsweise lang ist. Das bedeutet aber, das der Saugarm der Länge c) für diesen Zeitraum mit der Abgasseite quasi kurzgeschlossen wird. Die Unterdruck führende Saugseite saugt über diesen Kurzschluß zwischen Saugrohr und der am Ausgang an Umgebungsdruck angeschlossenen Abgasanlage verbranntes Restgas zurück, die Amplidude des Vorganges erreicht ca das 0,9 fache des Umgebungsdrucks. Dieser Unterdruckstoß regt die Abgasleitung zu Schwingungen an. Weiterhin ist die Zündfolge b) entscheident, denn die legt fest ob die Anregungsamplitude in die linke oder die rechte Abgasanlage induziert wird. Die Zündfolge und die Wahl der Kurbelwelle a) sorgt also für das typische V8 Gebrabbel bei 2000 U/min .
D) Beeinflussung des Geräuschs
Mauro Rioli hätte durch den Einsatz einer
1. Auslassnockenwellenverstellung: Mauro Rioli hätte durch den Einsatz einer Auslassnockenwellenverstellung i) die Option gehabt durch frühen Auslaßschluß den Kurzschluß zu minimieren. Hat er aber nicht.
2. Kats : Kat’s bedämpfen den die induzierten Druckwellen über den gesamten Frequenz (oder Drehzahl-) bereich. Wird also durch andere Kats der Durchfluß erhöht, sinkt der Durchflußwiderstand und damit auch die Dämpfung. So wird das Geräusch lauter.
3. Entfernen der Vorschalldämpfer sollte wegen deren Auslegung als Absorptionsdämpfer und geringem Volumen eher geringen Einfluß haben.
4. Vergrößern der Rohrdurchmesser der nach Vorkat liegenden AGA verringert den Durchflußwiderstand und verschiebt die wirksame Tiefpasseckfrequenz zu höheren Frequenzen. Das Klangbild wird lauter und heller. Das fragliche Geräusch eben auch
5. Endschalldämpfer (ESD) Neben den Kat’s hat der ESD entscheidenden Einfluß auf das Geräuschbild im Schiebenbetrieb um 2000 U/min. Wird ein Absorptionsdämpfer statt der Serien ESD verbaut, sinkt der Strömungswiderstand deutlich und die Dämpfungseigenschaften werden von breitbandiger Dämpfung auf ungedämpft bei niedrigen Frequenzen und Drehzahlen umgestellt. Mit Absorptionsdämpfern ballert der V8 in diesem Drehzahlbereich besonders intensiv.
P.S.: ich habe nun ein eigenes Thema aus dem Beitrag gemacht und ihn etwas abgeändert, damit der folgende Beitrag daran anschließen kann
