Staudruck im Auspuff notwendig?

ansich hast du recht, kein staudruck ist beim 4-takter(!) besser als "irgendein" staudruck.
alerdings kann eine genau auf den motor abgestimmte auspuffanlage durch geziehlte hin- und herschwingung der gassäule den gaswechsel begünstigen und somit trotz "staudruck" leistungssteigernd sein! im rennsport wird dafür viel geld ausgegeben, solche auspuffsysteme zu entwickeln. möglicherweise ist die T§-auspuffanlage original auch so abgestimmt worden.

der vollständigkeithalber: 2-takter ohne staudruck geht garnicht!

Hallo

Bei "modernen" Motoren mit Kat muß der Staudruck im Auspuff stimmen, damit richtige Werte gemessen werden (Lambdasonde) und die Einspritzanlage richtig funktioniert. Zumindest habe ich das mal irgendwo gelesen. Keine Ahnung ob das stimmt. Aber hört sich erstmal nicht schlecht an.

Gruß, sntsjaeger

Moin moin,

alles richtig!

Ein Viertakter mag einen möglichst geringen Staudruck um "frei" ausschieben zu können. Wichtig an der Stelle: Staudruck meint ÜBERDRUCK, gegen den man Arbeiten muss um das Abgas auszuschieben. Ein "staudruckfreies System" wird dir also im Vergleich zur serienmäßigen Abgasanlage mit kleinen Querschnitten, engen Rohrradien und Schalldämpfern einen niedrigeren Staudruck und damit (so der Motor dazu in der Lage ist) eine höhere Leistung erbringen.
"Staudruckfrei" ist allerdings ganz streng genommen falsch! Gasschwingungen und damit Druckunterschiede hast du in jedem Auspuffsystem, selbst ein einfaches grades, durchströmtes Rohr erzeugt dir am Rohrende eine Druckwelle die ins Rohrsystem zurückreflektiert wird - allerdings handelt es sich hier um eine UNTERDRUCKwelle. Ausgenutzt wurde dies lange Zeiten z.B. bei Motorrädern, die klassischen konischen Renntüten machen nix anderes als durch die stetige Querschnittserweiterung eine langwirkende Unterdruckwelle im Auspuffsystem zu erzeugen die eine insgesamt schnellere Entleerung des selbigen ermöglicht.
Wenn vom Staudruck geredet wird redet man also vom Überdruck relativ zum Umgebungsdruck (wir leben nunmal in einer Umgebung mit ca. 1 bar Umgebungsdruck), in der Auspuffanlage kann durchaus ein noch geringerer und damit Unterdruck herrschen.
Allerdings kann man keine Abgasanlage bauen, die dir dauerhaft einen Unterdruck erzeugt! Die Gase schwingen in den Rohrsystemen, es gibt immer Bereiche wo es temporär Unterdruck, danach wieder für einen gewissen Sekundenbruchteil Überdruck gibt. An dieser Stelle kommen auch Schalldämpfer ins Spiel: diese sind interne Hindernisse in der Anlage, an denen die Gasschwingungen reflektiert werden und zurück Richtung Motor laufen - da können Sie wenn sie entgegen des ausströmenden Gases Laufen einen Überdruck erzeugen....kontraproduktiv! Erreichen sie den Motor jedoch in einem Moment in dem kein Abgas ausgestoßen wird (Auslassventil geschlossen) so werden sie erneut reflektiert und strömen wieder weg vom Motor! Hinter diesem Gasstrom entsteht ein Bereich mit einem gewissen (geringen) Unterdruck....öffnet sich JETZT das Auslassventil kann dieser Unterdruck genutzt werden um das Ausströmen zu beschleunigen. An der Stelle ist dann noch zu bedenken, das der Motor mit unterschiedlichen Drehzahlen läuft! Bei stationär betriebenen Motoren kann man das Ganze fein abstimmen, da lässt sich richtig Leistung rausholen! Allerdings kann man eine Auspuffanlage nur auf einen Betriebspunkt (oder in Grenzen einen schmalen Betriebsbereich) abstimmen......man kann die Anlage so bauen dass sie dir bei niedrigen Drehzahlen ein gutes Drehmoment liefert.....allerdings wird dir dann das Drehmoment bei hohen Drehzahlen abfallen und folglich (Leistung = Drehzahl x Drehmoment) auch die Höchstleistung absinken. Oder du peilst die maximal mögliche Höchstleistung bei hohen Drehzahlen an ("Rennmotor") ...dann haste in aller Regel untenrum wenig Drehmoment, keine Kraft rund um den Leerlauf,......!

Alles klar soweit?

Es ist kein ganz einfaches Thema und sowohl beim Viertakter aber erst Recht beim Zweitakter werden die Abgasanlagen auf den jeweiligen Motor abgestimmt. Beim Zweitakter ist das Ausnutzen der Über- und Unterdruckeffekte im Auspuff für den Arbeitsprozess im Motor noch wesentlich relevanter als beim Viertakter. Das Abstimmen der Auspuffanlage bedeutet zum einen das Auswählen eines geeignetetn Rohrquerschnittes (mehr bedeutet hier nicht unbedingt auch mehr Leistung), vor allem aber das Berücksichtigen der Gasschwingungen im System! Liegt zum Auslasszeitpunkt am Auslassventil Unterdruck an so muss der Motor eine geringere Ausschiebearbeit leisten, hat somit global betrachtet eine höhere Leistung. Genau umgekehrt ist es wenn zum Auslasszeitpunkt am Auslass ein Überdruck anliegen würde, das würde eine höhere Ausschiebearbeit (=Verlustleistung) bedeuten und damit Leistungsverlust. Hier wird dann auch klar das eine 4-in-1-Auspuffanlage meist nicht das Optimum dastellt....die Druck-bzw. Gasschwingungen der einzelnen Zylinder überlagern sich und heben die eigentlich gewünschten Effekte gegeneinander auf. Ein wenig was kann man durch Fächerkrümmer und andere Späße verbessern....... bei wirklich hochgezüchteten Motoren bzw. wenns auch hinsichtlich der Peripherie um das letzten Quentchen Leistung geht wird man jedoch meistens auf Einzelauspuffanlagen oder man fasst (um den konstruktiven Aufwand in Grenzen zu halten) nur weniger Zylinder auf einen Abgasstrang zusammen.
Außerdem ergeben sich einige andere Effekte - zum Beispiel wirkt sich der Auspuff auf die Verbrennungstemperaturen und damit auch auf die Motortemperatur aus! Hier bringt ein Auspuff mit größerem Querschnitt in der Regel einen geringeren Temperatureintrag und damit niedrigere Motortemperaturen. Eigentlich schön (wenn man zum Beispiel an die Ansaugluft denkt), rein thermodynamisch betrachtet kann die Verbrennungstemperatur allerdings eigentlich gar nicht hoch genug sein um einen guten Wirkungsgrad zu erreichen! Leider spielen da "normale" Kraftstoffe nicht mit oder dir brennt es Löcher in die Kolben oder die Auslassventile verbrennen dir.......

Das Ganze jetzt nochmal langsam oder für den Zweitakter wo manches anders ist? - Lieber nicht....ich hab aber wen es interessiert dazu noch ein paar Meter Papier vom Studium im Regal....!

Grüße
Marius

PS: noch ganz kurz: Stichwort "moderne Motoren":
Moderne Motorelektroniken registrieren das Druck- und Temperaturniveau im Auspuff! Wenn man hier etwas am Auspuff verändert und somit zum Beispiel den Staudruck grundlegend senken würde (unwahrscheinlich - moderne Anlagen sind in der Regel schon relativ gut abgestimmt) so interpretiert das die Motorelektronik als "Fehler" - irgendetwas stimmt nciht gegenüber dem "Normalzustand". Also regelt die Elektronik die Leistung runter und müllt den Fehlerspeicher voll! Sinnvolles Tuning durch kompetente Firmen beinhaltet daher immer auch eine Anpassung der Elektronik in Form einer Umprogrammierung des/der Steuergeräte!
Die Katalysatoren benötigen um ordentlich zu arbeiten ein hohes Temperaturniveau. Um dieses zu erreichen wurde oft der Weg gegangen, den Staudruck etwas zu erhöhen und somit die Temperaturen (insbesondere direkt nach dem Start) anzuheben. Heute geht man da u.U. andere Wege, arbeitet mit elektrisch beheizten Kats oder gezielter Kraftstoffnachverbrennung im Auspuff...! Generell sind bei modernen (aktuellen) Motoren alle Bauteile soweit optimiert das man rein durch "Basteln" kaum eine Verbesserung erreichen wird (bzw. im Zweifel einem die Elektronik dazwischenpfuscht). Bei alten Motoren, insbesondere billigen Feld-Wald-und-Wiesen-Motoren aus der Vor-Katalysator-Zeit, ist jedoch durchaus oft Potential nach oben vorhanden.

Besser hätte ich das auch nicht formulieren können

Scherz beiseite: Natürlich nicht!!!
Da ich davon nur rudimentär Ahnung habe.

Vielen Dank für diesen sehr anschaulichen, kompletten und trotzdem erfreulich kurzen Exkurs in die Motorentechnik. :thumbsup:
Da müßte man schon sehr lange recherchieren, um die Zusammenhänge zu begreifen.

Hallo Stefan,

uff - ganz ehrlich: auch wenn die Vorlesungen und Prüfungen zum Thema Verbrennungskraftmaschinen noch gar nicht soo lange zurückliegen wirds jetzt langsam eng ...!

Generell: der scharfe Käfer-OTTO und der olle VW-TD sind zwar beide turboaufgeladen ..... direkte Vergleiche würde ich da aber nur ungern und wenn dann nur mit Vorsicht ziehen.

Ganz grundlegend gebe ich dir Recht und auch ich vermute, dass der Staudruck HINTER dem Turbo eher kontraproduktiv ist, nur einen Widerstand darstellt und das Temperaturniveau abgasseitig unnütz erhöht. Resonanzeffekte bzw. generell die Gasschwingungen spielen eher VOR dem Turbo eine Rolle, Stichworte in dem Zusammenhang sind die Stau- bzw. Stoßaufladung. Inwieweit Schwingungen von hinter dem Turbo auf diesen rückwirken weiss ich spontan nicht - aus dem Bauch raus würde ich den Effekt als gering einschätzen.....! Also sollte ohne Staudruck das Druckgefälle über den Lader größer werden und der Turbo damit tendentiell höher drehen...!
Höher drehen bedeutet aber nicht automatisch einen höheren Höchstdruck - der wird nämlich normalerweise eh gezielt begrenzt (in der Regel mittels schaltbaren/regelbaren Bypässen). Auch hier gibts ganz unterschiedliche Strategien....man kann den Ladedruck als Regelgröße nehmen oder den Abgasgegendruck oder.....!
Da der Höchstdruck also eh durch die entsprechende Regelung gestellt wird würde ich bezüglich der Höchstleistung keine Steigerung erwarten! Generell müsste dann natürlich eh auch die eingesprizte Kraftstoffmenge angepasst werden.....grade beim Diesel der eh immer mit Luftüberschuss betrieben wird würde ich hier mal mit weiteren Überlegungen ansetzen!

Was für eine Einspritzung hat der VW? Mechanische Einspritzpumpe? Wie geregelt? Wenn der Turbo infolge gesenkten Gegendrucks hinter dem Turbo bei niedriger/mittlerer Motordrehzahl höher dreht bedeutet das einen etwas höheren Ladedruck als bei gleichem Motorbetriebspunkt mit Gegendruck. Damit du aber auch mehr Leistung erhälst müsste mehr Diesel eingespritzt und verbrannt werden! Da sehe ich bei alten, mechanischen Dieseleinspritzsystemen (die oft eine von der aktuellen Drehzahl abhängige, maximale Einspritzmenge haben) einen möglichen Grund warum dir die Leistung insgesamt nicht ansteigt - im Gegenteil, durch den höheren Ladedruck im entsprechenden Betriebspunkt steigen dir eher deine Verlustleistungen im Motor an!! Moderne, kennfeldgesteuerte vollvariable Einspritzsysteme könnten den höheren Ladedruck wahrscheinlich durchaus in Leistung umsetzen.

Um nochmal zum OTTO abzudriften: Jenachdem ob der Motor auf Wirtschaftlichkeit oder Höchstleistung abgestimmt ist (oder heute noch eher Abgaszusammensetzung) wird ein unterschiedliches Luftverhältnis Lambda gefahren! Nimmt man mal als Ziel Höchstleistung an so liegt ein üblicher Lambda-Wert bei ca. 0,85-0,9. Der Motor läuft fett aber jedes Sauerstoff-Molekül findet sicher die entsprechende Spritmenge um zu verbrennen! Es gibt sogar einen gewissen Kraftstoffüberschuss (als Kohlenwasserstoffe letztlich im Abgas). Hier kann man mit einer moderaten Erhöhung der Luftmenge also durchaus auch ohne gezielte Änderung der Einspritzmenge (nächste Frage: Vergaser oder DI,......) einen Leistungszuwachs erzielen.....alles jedoch in engen Grenzen! Erhöht man den Ladedruck massiv muss auch die Kraftstoffaufbereitung angepasst werden...und einiges andere mehr! Vom Zündzeitpunkt des OTTOs haben wir noch gar nicht gesprochen!

Alles relativ theoretisch und hyphotetisch.... früher hätte man es einfach ausprobiert und aus den Fehlern gelernt! So mancher mit den besten Absichten "frisierte" Motor lief schlechter als das brave Original!

Grüße

ahAa, wenn ich dich in deinem vorletzten beitrag, (3=6 ist gemeint) richtig verstanden hab, dann würde beim beispiel eines 6zyl-reihen-selbstzünder-viertakter-verbrennungsmotor mit separat geschmierter reiheneinspritzpumpe der austausch des originalen im optischen gefälligen rechtwinklig mit engen radien gebauten 6in1-abgaskrümmers gegen einen fächerkrümmer und/oder größeren auspuffdurchmesser/widerstandsfreieren abgasweg, gegen eine fluffige tröte für jeden einzelnen pott oder ein geschmeidiger fächerkrümmer mit anschließendem turbo für immerwährende 0 bis 0,1 bar im ansaugtrakt sorgend, eine arbeitserleichterung für den motor erzeugen, die diesen motor mehr energie in bestimmten drehzahlbereichen oder situationen an den antriebsstrang abgeben lassen könnte :?: also,mal nur so rein hypothetisch angenommen natürlich

äh, achja, der mittenkugelbrennraum wäre da evtl noch wichtig zu erwähnen?
... und der hat ne kolbenbodenölkühlung ab (glaube) 1 bar öldruck und darüber, ohne turbo.

Du hast das "b" bei Cobraclub.at vergessen, deswegen Funzt der Link nicht. Aber heiße Eisen habt ihr da....... Nochmal der Link: Cobraclub.at