Saugertuning

hab mal nen Text von hc221 aus dem Japan-syndikat Forum geklaut ^^

Beitrag: #1Info: Saugertuning

Dieser Text ist nicht von mir! Aber sehr interessant!

Hergehorcht! Sämtliche auf diesen Seiten gemachten Änderungen stellen Vorschläge dar, deren Umsetzung auf eigene Gefahr geschieht! Wer nicht wirklich den grossen Dunst hat, sollte alles einem Profi machen lassen! Die juristischen Auswirkungen jeglicher Änderungen sind im Detail hier beschrieben!

Um gleich mal eins vorweg zu nehmen: Tuning von Saugmotoren ist ungleich kostenintensiver als das von aufgeladenen Motoren und man wird kaum die Leistung eines getunten Turbomotors erreichen. Für wen lohnt sich dann Saugertuning überhaupt!?

1. Der Rennsportler
Wer sein Fahrzeug bei Rennsportveranstaltungen einsetzt, muss meist gewisse Regeln einhalten, um in seiner Fahrzeugklasse zu bleiben. Turbomotoren kommen häufig in eine Leistungsklasse grosshubigerer Fahrzeuge mit entsprechender Leistung (so landet ein 2.0 L Turbo 4-Zylinder ganz fix in der gleichen Fahrzeugkategorie wie ein BMW M3 (E36 aufwärts....) )

2. Der Leichtgewichtstuner
Ein leergeräumter VW Polo mit gemachtem 1.8L Motor und knapp 700kg Gesamtgewicht geht ab wie ein Zäpfchen und hat schon so manchen 750 an der Ampel hinter sich gelassen.

3. Der “Soft” Tuner
Wer sich lieber auf eine ansprechende Optik konzentriert und dem Motor nur eine sportliche Note geben will, ist mit einem getunten Saugmotor auch nicht schlecht beraten.
Wie auch beim Turbo, so sollte man sich beim Saugmotor an eine gewisse Reihenfolge halten, um die Leistungsausbeute zu maximieren.

1. Der Abgasstrang
Es kann immer nur rein, was auch wieder raus kann, allerdings gilt nicht “Grösser gleich Besser”. Folgendes ist nämlich zu beachten: bei der Konstruktion eines Verbrennungsmotors wir der durch den Abgasstrang verursachte Gegendruck berücksichtigt. Das heisst im Klartext: die Zeit, die dem Motor gegeben wird, um die Abgase auszuschieben (Auslassöffnungszeiten) richten sich auch danach, dass die Gase nicht ungehindert ausströmen können. Reduziert man nun den Gegendruck durch Entfernung sämtlicher Dämpfer, Kat und Vergrösserung des Querschnitts wird nicht nur verbranntes Gemisch sondern auch frisch einströmendes Gemisch mit ausgeschoben. Folge: Leistungsverlust. Zu dicke Rohre führen ausserdem zu einer starken Abkühlung des Abgases im Rohr, wodurch es langsamer strömt und ein Rückstau entsteht. Die optimale Rohrdicke zu finden, ist also eine Kunst für sich. Bewährt haben sich folgende Grössen:

1.4 bis 1.6 Liter 55 bis 65 mm
1.8 bis 2.0 Liter 65 bis 75 mm
2.5 bis 3.0 Liter einmal 75 bis 85 mm oder zweimal 55 bis 65 mm

Für 8 und 12-Zylindermotoren empfehlen sich 4-flutige Anlagen mit 65 - 75 mm Rohrdurchmesser. Auch hier gilt: es zählt der kleinste Durchmesser ab Krümmerflansch. Ein 75er ESD bringt herzlich wenig wenn noch ein 55er MSD dazwischen hängt. Man arbeitet sich von hinten nach vorne durch.

1.1. Der Endschalldämpfer / Mittelschalldämpfer
Auf keinen fall darf man sich von der Grösse der Endrohre beeindrucken lassen! Messschieber rausgeholt und Einlassdurchmesser überprüft! Nicht selten ist das Endrohr ein ultimatives Phallussymbol während das Einlassrohr den gleichen Durchmesser wie der Serien-ESD hat. Bei Mittelschalldämpfer (sofern für den Strassengebrauch) muss man darauf achten, mit welcher ESD-Kombination sie zugelassen sind (siehe “Teilegutachten” unter der Rubrik “Juristisches”)

1.2. Sportkat / Katersatzrohr
Wie in der Einführung bereits gesagt, sollte man es sich überlegen, ob man den Kat komplett entfernt. Sofern man Strassentauglichkeit anstrebt, erübrigt sich diese Frage, da ein Fahrzeug ohne Kat definitiv nicht zulässig ist und sich der Halter unter anderem der Steuerhinterziehung (jaja, man gehört ja eigentlich in die höchste Abgassteuerklasse, Euro -5 oder so... kann teuer werden!) schuldig macht. Ein Sportkat ist eine Alternative, wobei man sich auch in diesem Fall davon überzeugen sollte, ob er zugelassen ist und die entsprechende Abgasnorm erfüllt.

1.3. Fächerkrümmer
Der Fächerkrümmer hat die Aufgabe, die Abgase aus den Zylindern zu sammeln und in den Abgasstrang zu führen. Dies ist ein heikles Unterfangen, da sich die Abgasströme aus den einzelnen Zylindern nicht gegenseitig behindern dürfen. Erreicht wird dies durch eine genau bestimmte Länge und Dicke der einzelnen Rohre des Krümmers welche jedoch auf einen bestimmten Drehzahlbereich (da Abgase eine drehzahlabhängige Strömungsgeschwindigkeit haben). Als Faustregel gilt: Lange dünne Rohre optimal für niedrige Drehzahlen, kurze dicke Rohre optimal für hohe Drehzahlen. Fahrzeughersteller verzichten meist aus Kostengründen bei Volumenmodellen auf eine Optimierung der Krümmer im Herstellungsprozess. Ausnahmen bilden manchmal Sportmodelle (Beispiel BMW 318is) welche bereits einen sportlich ausgelegten Krümmer erhalten. In so einem Fall liegt es im ermessen des Tuners, ob eine Investition in einen anderen Krümmer lohnt.

2. Der Ansaugtrakt

2.1. Offener Luftfilter
Von den einen umjubelt, von den andern geächtet. Während die Jubler etwas von “15 PS” mehr und “viel besserem Ansprechverhalten” erzählen, nörgeln die Verächter über “angesaugte Heissluft” und “kannste ja gleich den Motor drosseln”. Die Wahrheit liegt wie immer dazwischen. Zweifelsohne kommt eine erhöhte Filterkapazität dem Motor zu gute. Leistungssteigerungen “von bis zu 15 PS” fallen allerdings wiedermal unter die Rubrik “Laber nich”. Wer den Luftfilter direkt auf die Drosselklappe pfropft, im Idealfall zwischen dem heissen Zylinderkopf und der Schalldämmmatte, darf sich auch nicht wundern, wenn er heisse Luft ansaugt. Wer seinen Luftfilter jedoch gut abschirmt (und damit mein ich nicht diese Käseglocken alá Twister, die führen den Begriff “offener(!) Luftfilter ad absurdum, sondern eine vernünftige Trennwand zwischen Filter und Motor) und den Filter nicht direkt über der Fahrbahn baumeln lässt (Dreck!) kann eigentlich nichts falsch machen.

2.2. Drosselklappengehäuse aufbohren
Hierbei wird im inneren des Drosselklappengehäuses Material abgetragen und eine vergrösserte Drosselklappe eingepasst. Wieviel Material im einzelnen abgetragen wird, hängt von der ursprünglichen Materialstärke ab. Bei kleineren Motoren (1.6 und darunter) wird seitens des Herstellers manchmal ein konisches Reduzierstück eingefügt, welches sich entfernen lässt. Bisweilen kann auch das gesamte Drosselklappengehäuse des nächst grösseren Motors verbaut werden. Fragen im Forum schaffen Klarheit....

2.3. Einzeldrosselklappen
Diese stellen eine umfangreiche Modifikation des Ansaugtraktes dar. Hierbei erhält jeder Zylinder eine eigene Drosselklappe mit der Konsequenz, dass jeder Zylinder gleich befüllt und der Gesamtquerschnitt der Drosselklappen erheblich vergrössert wird. Meist enthalten solche Anlagen auch einen vorgeschalteten Luftsammler, welcher die Ansaugluft “beruhigt” und eine gleichmässige Verteilung auf die Zylinder ermöglicht. (sowas versteht man dann unter einer Airbox, und nicht dieses Kohlfaserimitatsrummelspielzeug einiger Hersteller...)

3. Verdichtung erhöhen
Im Gegensatz zu Turbomotoren macht es bei Saugern Sinn, die Verdichtung etwas zu erhöhen. Hierzu bietet sich zum einen der Einbau einer flacheren Zylinderkopfdichtung (reversibel) oder der Materialabtrag am Zylinderkopf (irreversibel!) an. Man muss jedoch vorher genau bestimmen, auf welches Verdichtungsverhältnis (Gesamtzylindervolumen geteilt durch Brennraumvolumen zu eins) man reduziert! Normal wäre für Benziner in etwa 10:1, heftig 11:1 und ganz übel alles darüber. Zu beachten ist, dass mit höherer Verdichtung die Neigung des Motor zum Klopfen (Frühzündung) steigt. Ein Umstieg auf Super plus oder darüber ist also Pflicht.

4. Spritcomputer
Spritcomputer werden zwischen die Motorsteuerung und deren Sensoren geschaltet und ermöglichen eine Anpassung des Sensorsignals wodurch die Motorsteuerung zum Beispiel Anreichern oder Abmagern des Gemischs veranlasst werden kann. Somit kann der Motor ohne Prüfstandsläufe und neue Kennfelder auf die bisher gemachten Änderungen abgestimmt werden. Dies sollte jedoch auch von einem erfahrenen Tuner gemacht werden, da man zum einen eine Breitbandlambdasonde sowie Kenntnisse über den jeweiligen Computer benötigt. Im übrigen kann man sich nur in gewissem Rahmen um eine komplette Neuabstimmung der Motorsteuerung drücken. Will man den Motor zum Beispiel auf schärfere Nockenwellen oder eine erhöhte Drehzahl abstimmen benötigt man dennoch einen Prüfstand, da der Spritcomputer auf die dafür nötigen Werte keinen Einfluss bzw. Zugriff hat.

5. Zylinderkopfbearbeitung
Jetzt wirds teuer. So etwas kann man nicht mit einem Dremel™ und etwas Schleifpapier abends vorm Fernseher erledigen. Der Zylinderkopf wird bearbeitet, um die Einströmung des Gemischs in den Zylinder zu verbessern. Achtung! Es gilt: je näher man dem Brennraum kommt, desto leichter kann man was kaputt machen und was weg ist ist weg, also überlegen bevor man die Fräse ansetzt! Genaugenommen sollte man sowas ohnehin nur erfahrenen Motorenbauern überlassen, davon gibts nicht viele und deshalb ist es auch teuer....

5.1. Einlass- / Auslasskanäle polieren
Wenn Gas über eine x-beliebige Fläche strömt, wird es abgebremst. Dies gilt umso stärker, je rauher die Oberfläche ist. Da Zylinderköpfe nun im Gussverfahren hergestellt werden, und ein Motorenbauer wie gesagt selten und teuer ist, verzichten die meisten Hersteller (nein, nicht Ferrari oder Lamborghini...) darauf, die Kanäle nachzubearbeiten. Deshalb haben sie genug Huckel und Gussnähte zum wegpolieren.

5.2. Einlass- / Auslassventilquerschnitte vergrössern
Hierbei wird der Ventilsitz ausgefräst und ein angepasstes Ventil eingesetzt. Logische Konsequenz: grösseres Loch = mehr passt durch. Der Motorenbauer muss dabei jedoch einiges beachten: zwischen den Ventilen muss ein genügend breiter Steg bleiben, damit es dort nicht zum Hitzestau kommt. Zur Zylinderwand hin muss ein Rand bleiben, damit die einströmenden Gase nicht umgelenkt und somit gestört werden.

5.3. Natriumgefüllte Auslassventile
...sind genaugenommen nicht mit Natrium gefüllt, sondern mit einer Natriumlegierung. Diese fördert durch eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit die Brennraumkühlung. Solche Ventile sind jedoch schweineteuer und müssen nicht selten einzelgefertigt werden.

6. Drehzahlerhöhung
Da bei Saugmotoren der Befüllungsgrad (Verhältnis der angesaugten Luftmasse zur theoretischen Luftmasse des Hubraumvolumens bei Aussendruck) nicht über 1 gehen kann und man sich diesem Wert auch nur annähert, bleibt einem zur Leistungssteigerung (mehr gezündetes Gemisch pro Zeiteinheit) irgendwann nur noch die Drehzahlerhöhung. Je höher die Drehzahl, desto grösser werden die Schwungmassen und deren Lager belastet. Um diese Belastung zu reduzieren, bedient man sich folgender Methoden:

6.1. Feinwuchten
Dreht sich ein Körper um sein Massezentrum, so gleichen sich die gegenüberligenden Fliehkräfte aus (deshalb bleibt ein drehender Brummkreisel aufrecht stehen). Dreht sich der Körper um einen anderen Punkt (zum beispiel weil das eine Pleuellager an der Kurbelwelle schwerer als das andere ist...) beginnt der Körper zu eiern, und zwar um so stärker, je schneller er sich dreht. Für einen Motor bedeutet das: ab einer gewissen Drehzahl fliegen die Lager auseinander. Um diese Drehzahl so hoch wie möglich zu machen, muss man den Masseschwerpunkt so präzise wie möglich bestimmen. Würde man ihn unendlich genau bestimmen, könnte sich ein Körper mit unendlicher Geschwindigkeit ohne Unwucht drehen.

6.2. Schwungmassen erleichtern
Eine andere Methode die wirkenden Kräfte zu verringern wäre, die Massen der bewegten Teile zu verringern (Physik, 6. Klasse F = m * a oder auch Kraft ist Masse mal Beschleunigung). Hierzu kann man entweder leichtere Materialien verwenden oder vorhandene Teile durch Materialabtrag erleichtern, wobei man jedoch deren Haltbarkeit genau im Auge behalten sollte. (bei rotierenden Massen lohnt es übrigens nicht, am Zentrum Material zu entfernen, da die bei der Rotation wirkenden Kräfte zum Mittelpunkt hin gegen Null gehen).

6.3. Steuerzeiten anpassen
Wer mal ein Leistungsdiagramm gesehen hat, weiss, dass die Leistungskurve zum Ende stark abnimmt. Dies resultiert daraus, dass die Leistung proportional dem Produkt aus Drehzahl und Drehmoment ist. Zweiteres fällt stärker ab, als Ersteres ansteigt. Somit bringt eine Erhöhung über die Nenndrehzahl per se nichts. Passt man allerdings die Öffnungszeiten der Ventile (bestimmt durch die Form der Nocken einer Nockenwelle) an, kann man diesen Effekt kompensieren. Die Zusammenhänge sind ein wenig Umfangreicher, deshalb werde ich dem eine extra Kategorie widmen.

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