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Ladedruck vs Hubraum
Hab dazu mal ne frage.Ich hab momentan 0,7Bar bei 2500ccm wie ist es, wenn ich den Hubraum auf 3000ccm vergrößer geht dann der Ladedruck runter oder bleibt der gleich?
Mitglied: seit 2005
Deutschland
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Hallo Black_Devil_316,
schau mal hier (klick) - da gibt es sicher etwas passendes zum Thema "Ladedruck vs Hubraum"!
Gruß
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So wie ich dran bin geht der runter.
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mit kompressor geht er theoretisch runter
mit turbolader bleibt er gleich
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Speed costs money....how fast can you go?!
Ein Mensch braucht keinen Stern, keine 4 Ringe, keinen blitz um zu leben. Zum leben braucht er 2 Nieren
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Zitat:
mit kompressor geht er theoretisch runter
mit turbolader bleibt er gleich(Zitat von: BMW_Pilot_austria)
Ganz vergessen dazu zu schreiben. Ich red von einem Kompressor.
Auch beim Turbolader ändert sich der Ladedruck, aber anders als im Vergleich zum Kompressor...
Allgemein besser ausgedrückt bei Turolader oder Kompressor ändert sich der Ladedruck bei Veränderung des Hubraumes.
Um es kurz zu machen. Verdichterkennfeld vom Turbolader oder Kompressor anschauen und dann wird man sehen wie sich der Ladedruck verändert.
Wenn Du pech hast wird der Verdichter bei der großen Hubraumänderung zu klein sein den Du fährst. Selbst wenn Du eine andere Riemenscheibe fährst.
Allgemein besser ausgedrückt bei Turolader oder Kompressor ändert sich der Ladedruck bei Veränderung des Hubraumes.
Um es kurz zu machen. Verdichterkennfeld vom Turbolader oder Kompressor anschauen und dann wird man sehen wie sich der Ladedruck verändert.
Wenn Du pech hast wird der Verdichter bei der großen Hubraumänderung zu klein sein den Du fährst. Selbst wenn Du eine andere Riemenscheibe fährst.
Achtet die Vergangenheit,
lebet in der Gegenwart
und gestaltet die Zukunft!
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Ähhh warum bitte soll der Druck abfallen? Mit welcher Begründung. Sehe da kein Sinn
Zitat:
Ähhh warum bitte soll der Druck abfallen? Mit welcher Begründung. Sehe da kein Sinn(Zitat von: LatteBMW)
beim lade rmeint sven das es sein kann das derlader für den hubraum zu klein werden kann. dann wurde meiner meinung nach auch für den 2.5er schon der turbolader zu klein gewählt das er dies nicht ausgleichen kann. ich rede jetzt von niedrigen drücken.
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Ja aber ich hab doch keinen baulichen Veränderungen wenn ich mir z.B. einen ASA Kit kaufe. Der sitzt aufn 2,5 und 3 Liter und fährt mit gleichem Druck.
Zitat:
Ja aber ich hab doch keinen baulichen Veränderungen wenn ich mir z.B. einen ASA Kit kaufe. Der sitzt aufn 2,5 und 3 Liter und fährt mit gleichem Druck.(Zitat von: LatteBMW)
ich persönlich beschäftige mich nicht mit kompressoren.
aber meine theorie.
wenn der lader gleich ist.. hat er eine gewisse fördermenge. das heist bei gleicher drehzahl des kompressors ist das für einen hubraumschwächeren motor mehr als bei einem hubraumstärkeren
Speed costs money....how fast can you go?!
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Ja aber ein Kompressor hat auch Überdruck, den er dann normalerweise wieder in die Ansaugseite drückt.
Zitat:
Ja aber ein Kompressor hat auch Überdruck, den er dann normalerweise wieder in die Ansaugseite drückt.(Zitat von: LatteBMW)
ja sicher. der überdruck wird ja theoretisch weniger. da der kompressor mit gleicher drehzahl dreht aber der motor braucht durch größeren hubraum mehr luft, kann der lader aber mit gleicher performance nicht erzeugen, da er wie gesagt mit gleicher drehzahl weiterdreht wie auch zuvor mit weniger hubraum.
also so meine theorie jetz
Speed costs money....how fast can you go?!
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@LatteBMW
schau Dir das Verdichterkennfeld von einem Kompressorkennfeld an und dann weißt Du das der Ladedruck sich ändert, in der Praxis genauso.
Das alles im einzelnen richtig zu erklären ist mir hier zu mühsam, weil ich dann hier wieder eine Stunde sitze, schreibe und es im Endeffekt eh kaum einer kapiert.
Daher die wesentlichen Punkte ohne Anspruch auf Vollständigkeit:
Die Übersetzung ist einem Kompressor fest durch die Übersetzung vom Riementrieb gegeben. D.h. je nach Motordrehzahl gibt es eine feste Kompressordrehzahl (Riemenscheibe ändern möglich, dabei Maximaldrehzahl des Laders sowie Pump- und Stopfgrenze beachten).
Eine feste Kompressordrehzahl bedeutet, daß auch nur eine bestimmte Luftmenge in Abhängigkeit von Hubraum und Steuerzeiten (Schluckvermögen) gefördert werden kann. Der Ladedruck der vom Kompressor gefördert werden kann, hängt aber genau von diesen Punkten ab - siehe Verdichterkennfeld.
Vergrößert man jetzt den Hubraum, braucht der Motor mehr Luft, d.h. der Kompressor muß mehr Luft fördern um den gleichen Ladedruck halten zu können, was durch Anheben der Kompressordrehzahl erreicht werden kann. Selbstverständlich lassen sich durch Entdrosselung im gesamten Saug- und Druckbereich auch in kleinem Rahmen diese Änderungen erzielen.
Hinzu kommt - das ist jetzt auch für den Turbolader von Bedeutung - daß der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad eines Verdichters (Turbo oder Kompressor), nicht statisch (fest) über den gesamte Drehzahlbereich und Förderbereich ist, sondern unterschiedlich. Siehe Verdichterkennfeld. Je nachdem wie die Ladedruckkurve beim originalen Fahrzeug ist, kann das zur Folge haben, daß sich der Gesamtwirkungsgrad bei einer Hubraumerhöhung verschlechtert. In der Regel ist das so, da üblicherweise die Ladedruckkurve nahe dem Optimum des Wirkungsgrades liegt, ansonsten ist hat der Tuner nämlich den falschen Kompressor gewählt. Eine Erhöhung des Hubraumes hat zur Folge, daß die Ladedruckkurve fällt (beim Kompressor, bei Turbo läßt sich die Aussage nicht so pauschal treffen, sie ändert sich), was wiederum zur Folge hat, daß der Kompressor mit einem schlechteren Gesamtwirkungsgrad läuft.
Vom Wirkungsgrad wiederum hängt es ab, wieviel der vom Verdichter aufgenommenen Energie in Ladedruck und wieviel in Wärme (Erhöhung der Ladedrucktemperatur) umgesetzt wird. Je schlechter der Wirkungsgrad, desto heißer wird die Ladedrucktemperatur. Da das ganze System nicht adiabat (wärmedicht) und der Prozess aus themodynamischer Sicht irreversibel ist (Stichwort Entropie), sinkt der Ladedruck, trotz höherer Ladedrucktemperatur (man hat damit gleich zwei Nachteile).
In der Zusammenfassung. Für einen bestimmten Ladedruck in Abhängigkeit von Hubraum und Schluckvermögen muß vom Verdichter eine bestimmte Leistung erbracht werden. Die Leistung die der Kompressor erbringen kann hängt primär von der Übersetzung ab. Kann die Leistung nicht erbracht werden, sinkt der Ladedruck. Desweiteren ist von Bedeutung, wie hoch der Wirkungsgrad ist, da der Wirkungsgrad entscheidend dafür ist wieviel der vom Verdichter aufgenommenen Leistung in Druckerhöhung und wieviel in Wärme "gewandelt" wird.
schau Dir das Verdichterkennfeld von einem Kompressorkennfeld an und dann weißt Du das der Ladedruck sich ändert, in der Praxis genauso.
Das alles im einzelnen richtig zu erklären ist mir hier zu mühsam, weil ich dann hier wieder eine Stunde sitze, schreibe und es im Endeffekt eh kaum einer kapiert.
Daher die wesentlichen Punkte ohne Anspruch auf Vollständigkeit:
Die Übersetzung ist einem Kompressor fest durch die Übersetzung vom Riementrieb gegeben. D.h. je nach Motordrehzahl gibt es eine feste Kompressordrehzahl (Riemenscheibe ändern möglich, dabei Maximaldrehzahl des Laders sowie Pump- und Stopfgrenze beachten).
Eine feste Kompressordrehzahl bedeutet, daß auch nur eine bestimmte Luftmenge in Abhängigkeit von Hubraum und Steuerzeiten (Schluckvermögen) gefördert werden kann. Der Ladedruck der vom Kompressor gefördert werden kann, hängt aber genau von diesen Punkten ab - siehe Verdichterkennfeld.
Vergrößert man jetzt den Hubraum, braucht der Motor mehr Luft, d.h. der Kompressor muß mehr Luft fördern um den gleichen Ladedruck halten zu können, was durch Anheben der Kompressordrehzahl erreicht werden kann. Selbstverständlich lassen sich durch Entdrosselung im gesamten Saug- und Druckbereich auch in kleinem Rahmen diese Änderungen erzielen.
Hinzu kommt - das ist jetzt auch für den Turbolader von Bedeutung - daß der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad eines Verdichters (Turbo oder Kompressor), nicht statisch (fest) über den gesamte Drehzahlbereich und Förderbereich ist, sondern unterschiedlich. Siehe Verdichterkennfeld. Je nachdem wie die Ladedruckkurve beim originalen Fahrzeug ist, kann das zur Folge haben, daß sich der Gesamtwirkungsgrad bei einer Hubraumerhöhung verschlechtert. In der Regel ist das so, da üblicherweise die Ladedruckkurve nahe dem Optimum des Wirkungsgrades liegt, ansonsten ist hat der Tuner nämlich den falschen Kompressor gewählt. Eine Erhöhung des Hubraumes hat zur Folge, daß die Ladedruckkurve fällt (beim Kompressor, bei Turbo läßt sich die Aussage nicht so pauschal treffen, sie ändert sich), was wiederum zur Folge hat, daß der Kompressor mit einem schlechteren Gesamtwirkungsgrad läuft.
Vom Wirkungsgrad wiederum hängt es ab, wieviel der vom Verdichter aufgenommenen Energie in Ladedruck und wieviel in Wärme (Erhöhung der Ladedrucktemperatur) umgesetzt wird. Je schlechter der Wirkungsgrad, desto heißer wird die Ladedrucktemperatur. Da das ganze System nicht adiabat (wärmedicht) und der Prozess aus themodynamischer Sicht irreversibel ist (Stichwort Entropie), sinkt der Ladedruck, trotz höherer Ladedrucktemperatur (man hat damit gleich zwei Nachteile).
In der Zusammenfassung. Für einen bestimmten Ladedruck in Abhängigkeit von Hubraum und Schluckvermögen muß vom Verdichter eine bestimmte Leistung erbracht werden. Die Leistung die der Kompressor erbringen kann hängt primär von der Übersetzung ab. Kann die Leistung nicht erbracht werden, sinkt der Ladedruck. Desweiteren ist von Bedeutung, wie hoch der Wirkungsgrad ist, da der Wirkungsgrad entscheidend dafür ist wieviel der vom Verdichter aufgenommenen Leistung in Druckerhöhung und wieviel in Wärme "gewandelt" wird.
Achtet die Vergangenheit,
lebet in der Gegenwart
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Sven
Ich stecke jetzt nicht in der Kompressorphysik drin, aber wenn die Ladedruckkurve fällt, dann sinkt doch im gleichen Zug auch die thermische Belastung, da diese doch mit der Verdichtung der Luft direkt zusammen hängt ?
Gruß Daniel
Ich stecke jetzt nicht in der Kompressorphysik drin, aber wenn die Ladedruckkurve fällt, dann sinkt doch im gleichen Zug auch die thermische Belastung, da diese doch mit der Verdichtung der Luft direkt zusammen hängt ?
Gruß Daniel
Kleinwagen verstopfen meinen Luftfilter.
nein, das ist so nicht korrekt.
sprich: der kompressor kann durch die drehzahlerhöhung verhältnissmässig nicht mehr an luft fördern, er dient ab da nur noch als heizung ;)
Bearbeitet von - Blackengel am 15.09.2008 13:21:56
sprich: der kompressor kann durch die drehzahlerhöhung verhältnissmässig nicht mehr an luft fördern, er dient ab da nur noch als heizung ;)
Bearbeitet von - Blackengel am 15.09.2008 13:21:56
Es muss nicht immer "normal" sein -> www.K3000GmbH.de
Es gibt nie genug Power -> www.sgs-software-solutions.de
„Hätte Gott mich anders gewollt, hätte er mich anders gemacht.“
Es gibt nie genug Power -> www.sgs-software-solutions.de
„Hätte Gott mich anders gewollt, hätte er mich anders gemacht.“
Ja bei erhöhter Drehzahl macht das Sinn, aber bei identischer Drehzahl und größerem Hubraum, darauf bezog sich meine Frage !
Gruß Daniel
Gruß Daniel
Kleinwagen verstopfen meinen Luftfilter.
@Brudechorge
Das habe ich wahrscheinlich zu schlecht ausgedrückt, aber die Aussage ist rein auf den Wirkungsgrad bezogen.
Die tatsächlichen Auswirkungen unter Berücksichtugung aller Einflüsse müßte man genau gemäß den Gesetzmäßigkeiten des 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik berechnen oder direkt messen. Es ist aber denkbar, daß der Druck fällt und die Temperatur trotzdem höher ist. Das hängt vom System und der Zustandsänderung ab.
Das habe ich wahrscheinlich zu schlecht ausgedrückt, aber die Aussage ist rein auf den Wirkungsgrad bezogen.
Die tatsächlichen Auswirkungen unter Berücksichtugung aller Einflüsse müßte man genau gemäß den Gesetzmäßigkeiten des 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik berechnen oder direkt messen. Es ist aber denkbar, daß der Druck fällt und die Temperatur trotzdem höher ist. Das hängt vom System und der Zustandsänderung ab.
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Hab mal exemplarisch die Auswirkung der Hubraumerhöhung von 2,5l auf 3,0l am Bsp. eines Rotrex C30-94 berechnet.
Um bei 7000 U/min Motordrehzahl bei 2,5l etwa 0,55 bis 0,6 bar effektiv am Saugrohr Ladedruck fahren zu können braucht man eine Laderdrehzahl von ca. 80.000 U/min (Erfahrungswert, da druckseitig zwischen Kompressor und Einlaßventilen Verluste auftreten). Der Kompressor verdichtet dabei bei einem Wirkungsgrad von 0,78 auf ca. 0,75bar. Die Ansauglufttemperatur von bspw. 20°C (293K) wird dabei auf 85°C (358K)Ladelufttemperatur erhitzt. Also direkt am kompressorstutzen auf der Druckseite.
Berechnung gemäß:
T_2= T_1(1+1/µ((p_2/p_1)^0,2851-1)
T = Temp. in K (nicht °C)
p = Druck in N/m² (1bar = 10^5N/m²) (Edit: Dank an Marco (PN) dem der kleine "Zeichendreher" vom Tippen aufgefallen ist; 105^N/m² macht selbstverständlich keinen Sinn.)
µ = Verdichterwirkungsgrad
(k-1)/k ~ 0,2851 mit k =c_p/c_v (c_p, c_v spez. Wärmekapazitäten nach kalorischen Zustandsgleichungen für ideale Gase)
Erhöht man den Hubraum auf 3,0l. Sinkt der Ladedruck bei gleichbleibender Kompressordrehzahl von ca. 80.000 U/min um ca. 0,12 bis 0,15 bar. Der Wirkungsgrad sinkt auf 0,68, so daß sich die Ladelufttemperatur auf 81,4°C erhitzt.
(nur theoretisch, um zu zeigen, daß auch die Temperatur höher liegen könnte: würde der Verdichterwirkungsgrad stärker abfallen - auf z.B. 0,6 - dann würde die Ladelufttemperatur 90°C heiß sein)
Um wieder denselben Ladedruck wie beim 2,5l Motor fahren zu können , muß man die Laderdrehzahl (durch eine kleinere Riemenscheibe) um etwa 10.000 U/min auf ca. 90.000 U/min erhöhen (ungeprüft ob sich eine passende Übersetzung auch tatsächlich realisieren läßt).
Der Verdichterwirkungsgrad liegt hier dann bei 0,7 so daß Ladelutfttemperatur 92°C heiß wird.
Aber aufpassen, der tatsächliche Ladedruck und die tatsächliche Ladelufttemperatur im Saugrohr ist bedingt durch Wärmeübertragung, Drucksenkung und allgemein Dissipation anders, als die theoretisch berechneten Werte direkt am Kompressorstuzen. Ist niedriger.
Bearbeitet von - Sven am 19.09.2008 17:45:26
Bearbeitet von - Sven am 21.09.2008 18:49:56
Um bei 7000 U/min Motordrehzahl bei 2,5l etwa 0,55 bis 0,6 bar effektiv am Saugrohr Ladedruck fahren zu können braucht man eine Laderdrehzahl von ca. 80.000 U/min (Erfahrungswert, da druckseitig zwischen Kompressor und Einlaßventilen Verluste auftreten). Der Kompressor verdichtet dabei bei einem Wirkungsgrad von 0,78 auf ca. 0,75bar. Die Ansauglufttemperatur von bspw. 20°C (293K) wird dabei auf 85°C (358K)Ladelufttemperatur erhitzt. Also direkt am kompressorstutzen auf der Druckseite.
Berechnung gemäß:
T_2= T_1(1+1/µ((p_2/p_1)^0,2851-1)
T = Temp. in K (nicht °C)
p = Druck in N/m² (1bar = 10^5N/m²) (Edit: Dank an Marco (PN) dem der kleine "Zeichendreher" vom Tippen aufgefallen ist; 105^N/m² macht selbstverständlich keinen Sinn.)
µ = Verdichterwirkungsgrad
(k-1)/k ~ 0,2851 mit k =c_p/c_v (c_p, c_v spez. Wärmekapazitäten nach kalorischen Zustandsgleichungen für ideale Gase)
Erhöht man den Hubraum auf 3,0l. Sinkt der Ladedruck bei gleichbleibender Kompressordrehzahl von ca. 80.000 U/min um ca. 0,12 bis 0,15 bar. Der Wirkungsgrad sinkt auf 0,68, so daß sich die Ladelufttemperatur auf 81,4°C erhitzt.
(nur theoretisch, um zu zeigen, daß auch die Temperatur höher liegen könnte: würde der Verdichterwirkungsgrad stärker abfallen - auf z.B. 0,6 - dann würde die Ladelufttemperatur 90°C heiß sein)
Um wieder denselben Ladedruck wie beim 2,5l Motor fahren zu können , muß man die Laderdrehzahl (durch eine kleinere Riemenscheibe) um etwa 10.000 U/min auf ca. 90.000 U/min erhöhen (ungeprüft ob sich eine passende Übersetzung auch tatsächlich realisieren läßt).
Der Verdichterwirkungsgrad liegt hier dann bei 0,7 so daß Ladelutfttemperatur 92°C heiß wird.
Aber aufpassen, der tatsächliche Ladedruck und die tatsächliche Ladelufttemperatur im Saugrohr ist bedingt durch Wärmeübertragung, Drucksenkung und allgemein Dissipation anders, als die theoretisch berechneten Werte direkt am Kompressorstuzen. Ist niedriger.
Bearbeitet von - Sven am 19.09.2008 17:45:26
Bearbeitet von - Sven am 21.09.2008 18:49:56
Achtet die Vergangenheit,
lebet in der Gegenwart
und gestaltet die Zukunft!
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dazu sag sag ich nur: zahlen sagen mehr als tausend worte!!!
kompetent und sachlich erklärt,top!!!
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:::UPDATE M52 im e30:::
Cabrios fährt man bei Sonnenschein,einen Roadster wenn es nicht regnet...
Cabrios fährt man bei Sonnenschein,einen Roadster wenn es nicht regnet...
Danke, das hört man gerne... :-)
Ich sehe aber gerade, daß ich eine "-1" in der Formel unterschlagen habe. Wird verbessert - die Rechnungen sind aber richtig.
Ich sehe aber gerade, daß ich eine "-1" in der Formel unterschlagen habe. Wird verbessert - die Rechnungen sind aber richtig.
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Zitat:
Danke, das hört man gerne... :-)
Ich sehe aber gerade, daß ich eine "-1" in der Formel unterschlagen habe. Wird verbessert - die Rechnungen sind aber richtig.(Zitat von: Sven)
wie???
das ist keinem aufgefahlen :)
nee im ernst super rechnung!!
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„Hätte Gott mich anders gewollt, hätte er mich anders gemacht.“
Okay Sven, das war wirklich hilfreich ^^
Falls ich mal n Kompressor einbauen will, dann weiß ich wen ich frage ;)
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