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HK Ansaugkrümmer bearbeiten

k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Hallo,

gestern bin ich endlich mal wieder dazu gekommen, am Zylinderkopf für unseren Bastelmotor weiter zu machen.
Die Kanäle sind jetzt fast okay.
Heute habe ich mir dann die Gegenseite am Ansaugkrümmer angesehen.
Die Übergänge lassen sich ohne weiteres auf die Durchmesser am Zylinderkopf aufarbeiten.
Danach wird es kaum möglich sein die Durchmesser bis zu Vergaser beizubehalten bzw. eigentlich sollten die Durchmesser in Richtung Vergaser ja noch größer werden.

Hat jemand eine gute Idee, wie ich hier dran gehen kann?
Ich hätte bestimmt 2...3 HK-Ansaugkrümmer zum Spielen rumliegen.
Wenn sich jemand findet, der das schweißt, oder ich noch etwas übe, kann man bestimmt auch aus zwei einen machen...

Danke & Grüße,

Sebastian



k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Wahrscheinlich hilft nur horizontal aufschneiden, 'aushöhlen' und wieder verschließen.
Dabei kam mir der Gedanke die Trennung zwischen zwei benachbarten Saugrohren einzukürzen, so dass bei niedrigen Drehzahlen ein höheres Gemischvolumen bereitsteht.

Ich denke, da muss ich mal nachrechnen, ob das lohnt & in wie weit der aktuelle Ansaugkrümmer bereits untenrum einen Flaschenhals darstellt.

Grüße,

Sebastian


k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Ich hab nur ganz schnell mal die Gasgeschwindigkeiten im Ansaugkrümmer nachgerechnet.
Ich hätte es nicht gedacht, aber eigentlich ist der Ansaugkrümmer die größere Engstelle als die Ventile.
Ich hatte mir noch überlegt die Trennung nicht komplett wegzunehmen, sondern nur einen Spalt breit, so dass bei niedrigen Drehzahlen das volle Volumen zur Verfügung steht, bei höheren Drehzahlen aber aufgrund der zunehmenden Grenzschicht wieder zwei getrennte Saugrohre vorliegen....

Wenn jemand ne einfache Berechnung für die Grenzschichtdicke von Luft in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit hat, wäre das super...

Grüße,

Sebastian



hallo

kannste dass mal bildlich darstellen ?

Mfg Kai


k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Moin,

hier mal ein Bild.
Der angezeichnete Bereich würde abgefräst werden, evtl. auch noch ein Teil des Vergaserflansches.
Dann bin ich gerade dabei mir das Gegenstück aus einem zweiten Krümmer zu bauen.
Beide Hälften zusammen sollten dann wieder einen Krümmer ergeben, der 5...10mm höher wird als das Serienteil & die Kanäle lassen sich dann wunderbar bearbeiten.


Grüße,

Sebastian


Ansaugkrümmer.jpg
Ansaugkrümmer.jpg

hallo

jetzt versteh ich deinen gedanken besser

interessant wäre da ja nen vergleich zum GK teil

Mfg Kai


Zitat:

Wenn jemand ne einfache Berechnung für die Grenzschichtdicke von Luft in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit hat, wäre das super...


Meinst Du die Grenzschicht an den Wandungen? Das ist schon verrückter Scheiß, wegen der Oszillation der Luftsäulen, Kompressibilität von Luft und dann möglicherweise turbulente Strömung.

Was für eine Annahme hast Du denn getroffen, laminar oder turbulent?


k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Moin,

Ja, genau.
Bisher habe ich noch keine Annahmen getroffen, was da für eine Strömung vorherrscht.
Ich würde aber erst einmal rechnen & schauen in welcher Größenordnung der Spalt bei einer laminaren Luftströmung liegen muss. Wenn da einigermaßen sinnvolle Werte bei rauskommen, würde ich weiter machen.

Für die Mikroturbulenten aufgrund der Oberflächenrauhigkeit gibt es, glaube ich, Erfahrungswerte, die man berücksichtigen kann.

Die Oszillationen sind ein guter Punkt. Wahrscheinlich würde ich da so dran gehen, dass ich mir den Maximalwert ansehe & die Beschleunigung der Luftsäule & danach einfach Abschätze.
Rechnen kann man das ja sowieso nicht mehr genau.
Wo mir noch das Verständnis fehlt: Wie verhält sich die Strömung bei steigendem Wasseranteil bzw. mit Kraftstoff-Luft Gemisch (unterschiedlicher Tröpfchengröße)


Was sicher auch nicht ganz unwichtig ist: Ich mag mir damit kein Musikinstrument bauen.
..und auch keinen Flüssigkeitsabscheider....


Grüße,

Sebastian


Um zu bestimmen, ob die Strömung turbulent oder laminar strömt berechnet man zunächst die Reynoldszahl Re. Die wird bestimmt

Re = rho * v * d / eta

zu deutsch

Reynoldszahl = Dichte * mittlere Strömungsgeschwindigkeit * Durchmesser / dynamische Viskosität

Kommen wir zur Dichte, sie ist das Verhältnis aus Masse zu Volumen. Die Masse wiederum ist Abhängig von Luftdruck und Luftfeuchte (Wasser und Kraftstoff). Temperatur lasse ich mal außen vor, weil das eine Korrekturgröße ist, wenn nur das Volumen bekannt ist (Luftmengenmesser). Weil das alles sehr komplex ist, würde ich vorschlagen, man nimmt die Dichte der Luft als ein Gemisch von Luft mit 50 %rH im stöchiometrischen Verhältnis mit Kraftstoff (Benzin) bei einem mittleren Unterdruck an. Keine Ahnung, was so ein typischer Unterdruck im System ist...

Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ist der Mittelwert aller Luftteilchen im durchströmten Querschnitt. Es handelt sich also um eine räumliche Mittelung (nicht zeitlich). Jede zweite Kurbelwellenumdrehung öffnet sich das Einlassventil eines Zylinders mit einem bekannten Hubvolumen (1,3 Liter / 4). Ich glaube, hier würde ich den Weg gehen, die zeitlich maximale Strömungsgeschwindigkeit zu bestimmen. Diese liegt in etwa bei halbem Kolbenweg (in der Mitte zwischen OT und UT) vor. Näherungsweise lässt sich der Geschwindigkeitsverlauf mit einer Sinus-Halbwelle beschreiben.

<Die Formel werde ich später mal nachtragen, gleich ist Mittag...>
< Nachtrag: Mittag ist rum. Die Position des Kolbens lässt sich in etwa mit einem Cosinus beschreiben:
s(t) = h * cos(omega * t) (h = Hub, omega = Eigenkreisfrequenz der Kurbelwelle, t = Zeit)
Die Kolbengeschwindigkeit ist die Ableitung des Weges (Position) nach der Zeit
v(t) = h * omega * sin(omega * t)
Die Formel vereinfacht sich, weil die Maximalgeschwindigkeit gesucht wird. Die Maximalgeschwindigkeit liegt zu dem Zeitpunkt vor, wo die Kurbelwelle sich, ausgehend vom oberen Totpunkt des Kolbens, 90 ° weitergedreht hat. Der Sinus von 90 ° ist 1.
Die Eigenkreisfrequenz Omega in 1/s berechnet sich zu
omega = 2 * pi * f = pi * n / 30 (n = Motordrehzahl in 1/min)
Setzt man alles ineinander ein ergibt sich die Kolbengeschwindigkeit
v_max = h * pi * n / 30>
<Nachtrag 2:
Die Strömungsgeschwindigkeit im Kanal lässt sich nun mit v_max und dem Flächenverhältnis A_Kolben/A_Kanal bestimmen
v_max_Kanal = A_Kolben/A_Kanal * h * pi * n / 30>
ich hoffe, das stimmt so alles

Der Durchmesser ist der Durchmesser des durchströmten Querschnittes, also des Kanals. Allerdings gilt das nur für Kreisquerschnitte. Ob der Kanal wirklich die Kreisform hat? Keine Ahnung. In der Hydraulik gibt es eine Umrechnung der Querschnittsform auf die Kreisform. Das nennt man den hydraulischen Durchmesser. Da ich es nicht besser weiß, würde ich also die Geometrie des vorliegenden Kanalquerschnittes auf den hydraulischen Durchmesser umrechnen und damit weitermachen.

Die dynamische Viskosität ist auch ein dickes Brett. Für trockene und meinetwegen auch feuchte Luft ist sie tabelliert, aber was ist mit dem Kraftstoffanteil? Ich würde die Viskosität verwenden, die ich recherchiert bekomme. Im Zweifelsfall nehme ich die von trockener Luft.

Sind nun alle Größen bestimmt, kann man die Reynolds-Zahl berechnen. Es gibt einen kritischen Wert, der in der Strömungslehre die Grenze zwischen laminarer und turbulenter Strömung markiert. Ist Re kleiner als 2320, dann ist die Strömung laminar. Darüber ist sie turbulent.



hallo

in der ansaugbrücke hat man doch aber keine kontinuierliche ströhmung

das ganze schwingt ja auch und das hat auch auswirkungen

Mfg Kai


k+b210
  • Themenstarter
k+b210's Polo 86C

Danke!
Daran habe ich noch gar nicht gedacht, dass wir hier wahrscheinlich keine laminare Grenzschicht haben (können).


Kai, die Schwingungen würde ich später idealisiert als Sinus annehmen. Wenn es dadurch nur lineare, maximal quadratische Effekte gibt, kann man die wahrscheinlich noch nachträglich reinfummeln.

Wenn's komplexer wird, bin ich mit Rechnen raus, dann bleibt mir nur der Weg einen Teil zu rechnen & mir den Rest vorzustellen. Bei dymanischen Problemstellungen ist das oft einfacher..



Gruß,

Sebastian


Klar schwingt das ganze. Die Eigenresonanz des Ansaugsystems wird bestimmt durch das Volumen der Luftsäule, Druck und Dämpfung. Weil sich auch noch ständig alles ändert ist das natürlich eine Katastrophe für analytische Berechnungen. Aber irgendwo muss man ja mal anfangen. Da schaut mal halt, ob die höchste Strömungsgeschwindigkeit noch laminar sein könnte, dann wären alle weiteren Annahmen zumindest im gleichen Kontinuum.

Ich bin leider kein Profi bei Kolbenmaschinen und Gasdynamik. Aber es gibt Literatur dazu. Da steht sicherlich einiges über Auslegung drin. Dem gegenüber ist Erfahrung etwas, was man sich nicht kaufen kann. Also mutig drauf los. Wegwerfen kann man das ganze hinterher immer noch.


hallo

mein wissen zum thema ist da leider auch nicht allzu ausgeprägt

aber ich weiss definitiv das es da um resonanzen mit geht , zum einen volle wellenlänge ( optimum ) sowie halbe lambda > viertel lambda usw in endsprechend abgeschwächter form

die leute die weber oder EDK fahren stecken da nicht umsonst die trichter drauf , da geht`s nicht nur um das einströhmen selber sondern eben auch gezielt um anpassung der länge

Mfg Kai


User Jack Lee hat da vor Jahren viel rumgerechnet, was dann in der Praxis ziemlich nah dran war. paar Motoren hat er geändert; leider hat er sich den Elektrovirus eingefangen und ist "smart" geworden


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