Und weiter geht’s….
Zum Abgasturbolader und bisherigen Abstimmungsarbeiten nun folgender Stand.
Das nachstehende „Gedankenexperiment“ beruht auf den bereits gemachten Erfahrungen zu KKK Abgasturboladern. Ich verzichte hier bewusst auf die Veröffentlichung der berechneten Größen/Auslegung, auch des verwendeten Laders. Denke die Prosa reicht für das Wesentliche. Bei Fragen immer gerne melden!
Wie eingangs erwähnt sollte mit dem Ladedruck nicht übertrieben werden. Von daher wurde die Verdichtung mit ca. 8,9 : 1 recht hoch gewählt. Später sollen die Steuerzeiten (Nockenwellen) angepasst werden. Ziel ist es die Motorleistung ohne Ladedruckerhöhung zu steigern (Spühlverluste verringern)….ist ja nicht unüblich.
Gegen hohe Ladedrücke (> 2,0 Bar) spricht bei dem hier vorgestellten Projekt folgendes:
- „Overboost“ bei mittleren Motordrehzahlen steigern das maximale Motordrehmoment, beim Fronti Gift für die Traktion
- hohe Belastung des Antriebsstranges („1,8S“ Getriebe) und der Ladeluftstrecke (Schläuche)
- „Aufheizen“ der Ladeluft (Klopfneigung erhöht, Zündung muss "zahm" sein)
- Gusskrümmer (einzeln geführte Rohrlängen) ist irgendwann am Ende (Nennleistungspunkt bei ca. 6000 – 6500 1/min)
Meine persönlichen Anforderungen zum (KKK) Abgasturbolader, er soll:
1. einfach zu bauen sein
quasi „Wald&Wiese“
2. auch bei über 400 PS gute Wirkungsgrade bieten (gutes Turbinenschluckvermögen, gute Verdichterwirkungsgrade) --> Nennleistungspunkt bei ca. 6000 - 6500 1/min
3. gutes Ansprechverhalten bieten, nicht viel schlechter als K24/7200 mit langer Ansaugung
4. pumpsicher sein, später auch mit kurzer Ansaugung
Schnell wurde klar als Turbine kommt nur die K26 Kontur 1 mit 6er Turbinengehäuse in Frage (Audi 10VT Wasser&Öl). Auch wenn sie nicht die jüngste ist, kann sie sehr gute Wirkungsgrade erreichen…wenn der Verdichter richtig gewählt wird!
Als Grenze wird die maximale Drehzahl der Turbine folgendermaßen gesetzt:
maximal zulässige Drehzahl = 166.000 1/min (560 m/s), optimale Betriebsdrehzahl = 130.000 1/minEs musste als nächstes ein Verdichter gesucht werden, welcher in den oben beschrieben Drehzahlbereich der Turbine passt und damit die Läuferdrehzahl optimal einstellt, sowie meinen Ansprüchen genügt (Ansprechverhalten, Baugröße usw.).
Zu erst grundlegendes bei der Verdichterwahl:
Es kommen lediglich zwei moderne Verdichterarten (Schaufeldesign) von KKK in Frage: O oder N-Verdichter
Neben dem möglichen Druckverhältnis und Durchsatz bestimmt die Verdichtergeometrie (Schaufeldesign und Öffnungsverhältnis) den möglichen Wirkungsgrad bei der Verdichtung der Luft. Hier hat der N-Verdichter gegenüber dem O-Verdichter Vorteile. Jedoch gibt es mehr P&P Teile für den O-Verdichter als für den N-Verdichter.
"Konventionell" standen folgende Varianten zur Verfügung (sind hier hinreichend bekannt):
2871 N/OPro 2871 N/O:
- TOP Ansprechverhalten
- super Pumpverhalten ohne KSM Verdichtergehäuse (pumpt am 20VT in der Regel nicht)
- relativ einfach zu bauen (original ADU bzw. MC Verdichtergehäuse nutzbar)
Kontra 2871 N/O:
- Auslegung mit recht schnell erreichten Grenzen im Nennleistungspunkt (im Kennfeld bis max. 1,7 Bar bei 6000 1/min auf 1,5 Bar bei 6500 1/min)
- relativ hohe Läuferdrehzahlen (150.500 1/min) beschränken Einsatzbereich auf ca. 380 - 400 PS (Druck vor Turbine "p3" relativ hoch im Nennleistungspunkt)
3071 N/OPro 3071 N/O:
- bärenstark, 1,9 Bar Ladedruck bei 6500 1/min liegt voll im Verdichterkennfeld
- gutes Ansprechverhalten, speziell bei kurzer Ansaugung
- recht „langsam“ drehender Läufer (139.000 1/min) im Nennleistungspunkt (gesteigertes Schluckvermögen der Turbine gegenüber 2871 Verdichter, Druck vor Turbine im Nennleistungspunkt geringer)
Kontra 3071 N/O:
- bei originaler Ansauglänge des 20VTs (3B, ABY, ADU, RR) wird Ansprechen schlechter als beim 2871
- mit kurzer Ansaugung kann es ohne KSM bereits zum leichten Pumpen kommen (KSM-Verdichtergehäuse wird dann Pflicht, dann ist das Pumpen auch üblicherweise weg)
- Verdichter ist gemacht für Drücke jenseits der 2 Bar…..2,5 Bar im mittleren Drehzahlbereich können ruhigen Gewissens gefahren werden --> insgesamt alles schon zu viel für den Fronti (auch z.B. für das Konzept mit der recht hohen Verdichtung)
Das alles führte zu einer neuen Variante
K26 6.11 mit 2971 N Verdichter.
Für mich (und diesem Projekt) ideal weil:
- TOP Wirkungsgrade dank N Verdichter
- sichere Pumpgrenze (laut Verdichterkennfeld!)
- daher „Standard“ non-KSM Verdichtergehäuse nutzbar (hier Deutz „K27“-Verdichterghäuse mit 161 mm Rückwand)
-
unkritische Läuferdrehzahlen (ca. 142.000 1/min) unter voller Ausnutzung des Verdichterkennfeldes (Turbine noch mit guten Wirkungsgraden)- 1,8 Bar @ 6000 1/min auf 1,7 Bar @ 6500 1/min sicher im Verdichterkennfeld
- gut verfügbare Turbine mit immer noch zeitgemäßen Wirkungsgraden
Für die Überprüfung des Gedankenexperimentes wurde der Lader mit einer T2 und p3 Messstelle ausgestattet. Die Messdaten können dann argumentativ wirken oder eben nicht.
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Dazu mehr bei den ersten Erfahrungen zum Motorverhalten (erste Messdaten) bzw. Motorabstimmung (
VEMS)……