@ RS3 & TT2003
Potential : je nach Ausgangszustand des Motors bis zu 10% Drehmoment und Leistung
Ein gutes Beispiel für eine serienmäßige Lösung :
BMW M3 E 46 mit 3,2 l / 342 PS
Ausrüstung : Fächerkrümmer, großzügig bemessene Katalysatoren, strömungsgünstige Auslegung der Vorschalldämpfer, großer Endschalldämpfer.
Hier ist nur noch durch einen noch offeneren ESD etwas zu holen.
Die Hersteller versuchen, mit nur einer Abgasanlage die Geräuschvorschriften einzuhalten. In Europa hat die Schweiz die strengsten Vorschriften. Grundsätzlich versucht der Hersteller, unter Einhaltung der Geräuschemissionsvorschriften einen guten Kompromiss zwischen Abgasgegendruck und Kosten zu finden. Große Hubräume in Verbindung mit gutem Füllungsgrad verlangen nach mehren großen Schalldämpfern. Der A3 3.2 hat einen kostengünstigen Graugusskrümmer ( verzichtet auf Fächerkrümmer ), verfügt über 2 Metallkatalysatoren und lange Hosenrohre. Dieses unterstützt einen frühen Drehmomentaufbau bei niedrigen Drehzahlen. Das hat aber den Nachteil, das die Schallamplituden bei niedrigen Frequenzen auch hoch sind. Es folgt ein kombinierter Dämpfer, der über ein absorbationsdämpferartige Durchführung des Abgasstroms durch den Dämpfer verfügt. Und nun kommt die Krux ! Da die Dämpfung bei weitem noch nicht ausreicht, kommt der Kompromiss zum tragen. Der Bauraum unter dem Heck der A3 3.2 Quattro ist u.a. durch die Verlegung der Batterie unter die Reserveradmulde stark eingeschränkt. Um aber mit einem Absorbationsdämpfer die Eckfrequenz des Tiefpassverhaltens der Auspuffanlage weiter zu tiefen Frequenzen zu verschieben, müsste ein großvolumiger Absorbationsdämpfer verbaut werden. Das ist leider nicht möglich. Weitere Möglichkeiten sind die Reduzierung des Querschnitts der Abgasrohre oder eine Verlängerung der Abgasendrohre. Eine Reduzierung des Rohrdurchmessers erhöht den Abgasgegendruck deutlich. Also wird ein schaltbarer Dämpfer nach dem Reflektionsprinzip verbaut. Eine Klappe reduziert den Abgasgegendruck oberhalb von 2000 U/min und 40% Drehmomentanforderung. Dennoch bleibt es ein Kompromiss zu Lasten des Abgasgegendrucks.
Der Motor verbraucht einen Teil seines Drehmoments, um das Abgas gegen den Abgasgegendruck der Auspuffanlage aus dem Zylinderrohr heraus zuschieben. Diese Arbeit wird minimiert durch Metallkat’s mit großem hydraulischem Durchmesser, großem Durchmesser der Abgasrohre nach den Kat’s und die ausschließliche Verwendung von ÃÆâ€â„¢ÃƒÆ’â€Å¡Ãƒâ€šÃ‚Âbsorbationsdämpfern. Beim A3 3.2 sind 2 Absorbationsdämfer verbaut, mit 63 mm Rohren verbunden, und zum mäßigen Abschluß mit einem schaltbarem Reflektionsdämpfern versehen. Potential besteht also durch die Verwendung von Fächerkrümmern, größere Metallkats’ mit geringeren cpsi’s , größerem Rohrdurchmesser ab Kat, ESD durch Absorbationsdämpfer ersetzten.
Der Fächerkrümmer ordnet jedem Auslasskanal ein Abgasrohr zu. Der Durchmesser richtet sich nach dem Querschnitt des Auslasskanals. Beim VR6 oder auch Reihensechszylinder und erst recht bei V6 Motoren oder 6 Zyl. Boxermotoren bietet sich die Zusammenfassung von jeweils 3 Zylindern mit möglichst großem regelmäßigen Zündabstand an. Die 3 Rohre werden dann in einem Rohr mit erweitertem Durchmesser zusammengefasst. Dieses Rohr nimmt im Mittel den 3 fachen Volumenstrom eines Einzelzylinders auf . Damit kann die Durchmessererweiterung gemäß Hagen Poiseuille zu ca 32% für den hier beschrieben Fall abgeschätzt werden. Dieser Sprung im Durchmesser führt dazu, das die ausströmenden Abgaspakete beim Passieren dieser Stelle eine Unterdruckwelle in Richtung Auslassventil reflektieren. Die Länge des Fächerrohrs ist nun so bemessen, das die Unterdruckwelle im oberen Drehzahldrittel das Auslassventil kurz vor dem Zeitpunkt „Einlaß schießt“ erreicht, was dazu führt, daß das momentane Zylindervolumen bestehend aus Kompressionsvolumen und dem Teil des Hubvolumens gegeben durch die momentane Stellung des Kolbens durch diesen Unterdruck besser ausgeräumt wird.
Folge :
Im nächsten Saughub besteht schon zu t = „Einlaß öffnet“ ein Unterdruck im Zylinder, der hilft, die Gassäule im Saugrohr zu beschleunigen. Zu t = „ Einlaß schließt“ hat die Gassäule vor dem Einlaßventil eine etwas größere Geschwindigkeit, was zu einem höheren Brandungsdruck und dadurch zu einem höherem Nachladeeffekt und damit zu einer erhöhten Frischladung führt.
Nebeneffekt : da weniger Altgas im Zylinder war, ergibt sich auch eine geringere Verdichtungsendtemperatur zu t = ZZP. Die Klopfgrenze verschiebt sich zu früheren ZZP’s. Der Wirkungsgrad des Kreisprozesses steigt.
Daraus folgt, das nach Installation einer optimierten Abgasanlage die Volllastzündkennlinie überarbeitet werden sollte. Weiterhin muß evaluiert werden, ob es Limitationen im Bereich Errechnung und Zumessung der Einspritzmenge oder Luftmassenmessung kommt.
Absorbationsdämpfer :
Besteht aus einem Rohr, das im Bereich des umgebenden Dämpfers perforiert ist. Der Gleichanteil des Abgasstroms fließt ungehindert durch. Der pulsartige Anteil der Strömung dringt durch die Perforation in den Dämpfer und wird in der dort eingebrachten Dämpfungsmaterialien bedämpft. Der pulsartige Anteil der Abgasströmung führt durch Zu- und Abfluß durch die Perforation zu Verwirbelungen der Strömung im perforierten Rohr und erhöht damit den Strömungswiderstand des Dämpfers geringfügig gegenüber einem hydraulisch glattem Rohr.
Reflektionsdämpfer :
Das Abgasrohr ist an einem Ende verschlossen und hat über eine gewisse Länge eine Perforation. Die Perforation befindet sich im Dämpfervolumen. Das Abgas zwängt sich mit dem Gleichanteil und dem Impulsanteil durch diese Löcher , durchdringt das Dämpfermaterial um an ein weiteres Rohr zu gelangen um dort abzufließen. Bei Bedarf wiederholt sich das mehrfach. Bei der Beschreibung wird schon klar, das der Reflektionsdämpfer den höheren Abgasgegendruck hat.
So, liebe Zweifler, mit Gefühlen ist keine Mehrleistung zu holen. Ich bitte um technische Argumente gegen meine Darstellung. Ich hätte sicher präziser sein können, aber jetzt seid Ihr dran â€Ãâ€Å¡Ãƒâ€šÃ‚¦
Grüße, Stefan
Zur Bekämpfung der Glaubenskrise :
Literatur :
Kuchling, Taschenbusch der Physik
MTZ, Juni 2004 : Modelle zur Berechnung von Absorptions - Schalldämpfern in Abgasanlagen
Van Basshuysen : Handbuch Verbrennungsmotor Kapitel 21.5 Abgasnachbehandlung Ottomotor
Korp, Hack : Jetzt helfe ich mir selbst, Sonderband 113 , Jetzt mache ich ihn scheller,
Hack, Indra : Mehrventilmotoren
Buschmann, Kössler : Handbuch der Kraftfahrzeugtechnik Band 1 S. 358 ff
Küntscher, : Kraftfahrzeugmotoren , Kapitel Ladungswechsel
Grohe : Otto und Dieselmotoren
Bohl: Technische Strömungslehre
*DTM* 
