Messung des Druckverlusts bis zur Drosselklappe

Messung des Druckverlusts im Ansaugtrakts A3 3.2

2 Druckmessstellen wurden am Luftfilter angebracht. Beide in augenscheinlich strömungsberuhigten Bereichen : Die erste unterhalb des Luftfilters und die zweite oberhalb, um die Druckverluste des verbauten BMC Luftfilters zu erfassen. Das Meßgerät hat 2 bar Messbereich und 1 mbar Auflösung.

Die Messung fand auf der Schnellstraße B17 in 520m Höhe bei Königsbrunn ( Bayern ) statt. Temperatur : + 4° C und Luftdruck 952 mbar (nicht auf Meereshöhe korrigiert )

Ergebnisse : im Luftfilter ergibt sich weder Staudruck noch Unterdruck, wenn bei ca 200 km/h die Drosselklappe zu ist. Im Stand sowie bei 200 km/h waren es 952 mbar. ( Bei po = 952 mbar müssten sich 17,5 mbar Staudruck bei 200km/h ergeben ). Bei voller Beschleunigung ergibt sich schon vor dem Luftfiltereinsatz bei etwa Drehzahl proportionaler Abhängigkeit ein Druckverlust von 15 mbar bei 6400 U/min im 5. Gang. Das bedeutet 1,6% Verlust an Luftdichte und damit auch 4 PS Leistung . Unter Berücksichtigung des möglichen Staudrucks sind es 3,4 % Leistung ( also 8,4 PS bei 200km/h )
Also : die Luftführung bis in das Luftfilterunterteil sollte durch ein Ram Air System verbessert werden.

Erstaunliches ergibt sich hinter dem BMC Filter. Über dem Filter fallen nur zusätzliche 3 mbar ab. Das ist ein erstaunlich gutes Ergebnis für den BMC Luftfiltereinsatz. Ich kann zunächst diesen Einstz empfehlen, werde aber meine Empfehlung nach der Messung mit dem Serienluftfiltereinsatz anpassen.

Grüße, Stefan
horn
P.S.: bei Gelegenheit reiche ich den Druckverlust für den Serienluftfiltereinsatz nach.

Heute habe ich 3 Meßreihen gefahren in dieser Reihenfolge gefahren :

Randbedingungen :
Die Messung fand auf der Schnellstraße B17 in 520m Höhe bei Königsbrunn ( Bayern ) statt. Temperatur : + 6,5° C und Luftdruck 944 mbar (Absolutdruck, nicht wie in der Metrologie auf Meereshöhe korrigiert )

Definition : Unser A3 3.2 hat, wenn ich vor der Motorhaube stehe, rechts vorn einen Deckel auf dem Frischluftansaugkanal. Wird der geöffnet, sehe ich 3 Öffnungen, die im Betrieb bei geschlossen Deckel wirksam sind :
A) den großen Saugkanal in das Luftfilter hinein
B) eine Öffnung, die in den Motorraum führt und damit Luft während der Fahrt mit der Motorraumtemperatur und dem Druck (po - 0,5*rho (p,T) * V^2 (m/s)) führt.
C) eine Frischluftöffnung, die Umgebungsluft mit deren Temperatur und einem Staudruck zwischen delta p = po + ( 0 â€Ãâ€Å¡Ãƒâ€šÃ‚¦ 0,5*rho (p,T) * V (m/s)) führt.

1) Druck vor dem Serienluftfilter und Öffnung B) vollständig verschlossen
Ergebnisse : Temperatur im Luftfilterkasten + 8,5°C
a) Druck vor dem Luftfilter : 931 mbar bei 206 km/h ( Drosselklappe offen, 6400 U/min)
b) Druck vor dem Luftfilter : 951 mbar bei 206 km/h ( Drosselklappe zu, 6400 U/ min )
Ergebnis : der Unterdruck vor der Drosselklappe steigt von 14 mbar auf 20 mbar durch Verschließen der Öffnung B)
Folgerung aus 1) : der Motor saugt mit Öffnung B) offen (d.h.: so läuft er im Originalzustand) zusätzlich Warmluft aus dem Motorraum an. Das kostet ca 0,9% Leistung.
Rho der Ansaugluft : 1,1515 kg/m^3

2) Druck nach dem Serienluftfilter bei V=206 km/h (Drosselklappe offen, 6400 U/min)
Ergebnis : Temperatur im Luftfilterkasten + 8,5°C
a) Druck nach dem Luftfilter = 927 mbar ( Drosselklappe offen, 6400 U/min)
b) Druck nach dem Luftfilter = 951 mbar ( Drosselklappe zu, 6400 U/ min )
Der Druckverlust über dem Serienluftfilter beträgt nur 4 mbar !!
Rho der Ansaugluft : 1,1466 kg/m^3

3) wie unter 2) , aber mit Öffnung B) geöffnet
Ergebnis : Temperatur im Luftfilterkasten = 11,5°C
a) Druck nach dem Luftfilter = 930 mbar ( Drosselklappe offen, 6400 U/min)
b) Druck nach dem Luftfilter = 951 mbar ( Drosselklappe zu, 6400 U/ min )
Rho der Ansaugluft : 1,1382 kg/m^3

Schlussfolgerung aus 1a) und 2a)

Letztes Wochenende habe ich das BMC Filter mit 3 mbar gemessen.
1 mbar entspricht der Auflösung meines Druckmessers.
Also bring der BMC Luftfilter leider gar nichts oder mit Kaffeesatzlesen max. 1 mbar oder 0,12% Leistung .

Schlussfolgerung aus der Messung 2) und 3)

Öffnung B) verschlossen erhöht die Leistung aufgrund der höheren Dichte um 0,74% oder knapp 2 PS. Das nicht mehr herauskommt, liegt an dem viel zu geringem Querschnitt von Öffnung C) und deren Verbindung zu einem Punkt in der Front des A3 3.2, der nur 7 mbar Staudruck statt möglicher 17,5 mbar liefert.

Schlussfolgerung : Ram Air intake mit mindestens 75 mm Durchmesser ( entspricht dem Drosselkappendurchmesser ) und einem Ansaugort mit höherem Staudruck ist nötig, um signifikant Mehrleistung ansaugseitig herauszuholen. Mittlerweile ist aufgrund der längeren Wartungsintervalle die Fläche der Serienluftfiltereinsätze so groß und damit der Druckverlust so gering geworden, das ehemals leistungssteigernde Luftfiltereinsätze a’ la K&N oder BMC keine Vorteile bezüglich Druckverlust erzielen. Diese Luftfiltereinsätze können bei geringerer aktiver Fläche nur gleichen Druckverlust erzielen, was durch vergleichsweise große Grobporigkeit erreicht wird. Feinststäube (d < 1um) werden nicht in dem erforderlichen Maße ausgefiltert, der Feinststaub gelangt in den Ökreislauf, wird auch hier nicht im erforderlichen Maß ausgefiltert und sorgt so über Zehntausende von Kilometern im Ökreislauf an den Schmierstellen für erhöhten Verscheiß. Die serienmäßige Luftfiltereinheit bietet auch den Vorteil in Zusammenarbeit mit dem Ram Air Intake, den Luftstrom durch das große Luftfiltervolumen zu beruhigen. Der großflächige Filtereinsatz bedämpft Turbolenzen zusätzlich. Gleichmäßige und verlässliche Luftmassenmessung und damit Kraftstoffzumessung und ZZP Bestimmung sind die Folge. Damit kann dynamisch die Klopfgrenze besser ausgenutzt werden.

Grüße, Stefan