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Fahrzeuge: Honda Civic IX (2017)
Executive, 1.8 i-VTEC 16V
Opel Omega B (2003)
Executive Edition, 3.0 DTI
Also... Normalfall: Wir verbrennen Benzin im Mischungsverhältnis von rund 1:15 ( 1:14,8 ). Ein 250ml großer Zylinder hätte jetzt für eine Verbrennung mit Lambda 1 ca. 234ml Luft und 16ml Benzin im Brennraum. So weit klar. Jetzt der gleiche Motor nur mit E85 ohne Umrüstung und angenommen die Motorsteuerelektronik würde nicht gegenregeln: wir haben wieder 234ml Luft und wieder 16ml Kraftstoff - diesmal E85. Wir wissen aber, dass bei E85 ein anderes stöchiometrisches Gemisch nötig ist. Nämlich gerundet 10:1 ( 9,8:1 ). Das heißt wir benötigen für die 16ml E85 nur 160ml Luft. Also sind 74ml Luft im Brennraum zu viel. Deswegen ist das ganze eine magere Verbrennung. Wir haben also zu viel Luft. Etwa 46% zu viel.
Toll!! So viel Sauerstoff... damit kann man doch noch was abfackeln. Also einfach noch mehr Kraftstoff rein in den Zylinder. Aber so einfach ist das nicht.
Errechnen wir mal die Energie, die entsteht, wenn man man jeweils 16ml Benzin und 16ml Ethanol verbrennt (unter der Annahme es ist genug Luft da). Hierzu folgende Energiedichten (volumenbezogen!):
Benzin: 32 MJ/l
E85: 22,7 MJ/l
Wären dann also:
16ml Benzin = 512 KJ
16ml E85 = 363 KJ
Bedeutet wir können mit Ethanol bei dieser Verbrennung ca. 29% weniger Energie erzeugen. Also auch weniger PS auf der Straße. Also leider keine ~40% Mehr-Leistung.
Das ganze ist nur als grobes Modell zu sehen. Alle Werte sind gerundet. Außerdem gibt das Stöchiometrische Gemisch Massen und nicht Volumen an.
In einem Opelforum haben wir uns Gedanken gemacht über den Sinn oder Unsinn von Zusatzsteuergeräten bzw. denen Funktionsweise. Denke man kann das mehr oder weniger auf jeden Motortyp anwenden, der Opel-Motor ist nur ein Beispiel.
Dabei kamen folgende Problematiken, die STGs angeblich beheben sollen, zur Sprache:
- Magerlauf durch geringeren Heizwert
- Kaltstartproblematik (Flammpunkt)
- Erkennung des Gemisches und automatische Regelung durch Lamdasonde (bei manchen STG`s manuell durch Umschaltung)
Desweiteren sollen manche Geräte noch folgendes erkennen:
- Erkennung vom Motorlastzustand (?)
- Erhöhen d. Motorleistung
- Und auch noch TÜV-Frei und überhaupt nicht relevant sein, da "Passives System"..
Wollen wir uns mal mit dem Thema etwas beschäftigen.
Hauptproblematik-Magerlauf:
Die Geräte können ja nur auf eine Weise funktionieren, und zwar durch verlängern von Einspitzzeiten d. Kraftstoffs. Schauen wir uns doch mal das ganze realistisch an. Die Steuerzeiten überlappen sich teilweise mit originalen, daher kommt denn auch Ruckeln. Wie soll es denn auch richtig funktionieren?
Dazu ein Zitat von jmd. aus dem Opel-Forum:
Machen wir mal eine realistische Berechnung der Einspritzzeit bei dem X20XEV-Motor (2 Liter, 136 PS) bei einer Drehzahl von 5600 U/Min, da soll er ja noch arbeiten. 5600 / 60 = 93,3 U/sek = 10,714ms für eine Umdrehung. Eingespritzt wird nur während der Öffnungszeit des Einlassventil's welches nach Überschneidung um die 60% geöffnet ist ergibt das 6,4ms als Zeitfenster. Während dieser Zeit muss ein Unterdruck vorherrschen und das Ventil muss hinreichend geöffnet sein damit nennenswerte Mengen an Luft transportiert werden können und es bleiben faktisch nur 5ms bei Vollast übrig. Wenn das bisherige Steuergerät nun diese 5ms ausnutzt bleibt für andere niederwertigen Brennstoffe kein Spielraum um mehr einzuspritzen ausser man erhöht die Menge welche die Düse zuführen kann. Das kann entweder durch eine grössere Düse oder durch erhöhten Einsritzdruck erfolgen. Ein Steuergerät mit längeren Einspritzzeiten nutzt da wenig und pinkelt nur vor das geschlossene Ventil. Benziner sind (bis auf ganz wenige Exoten) eben indirekte Einspritzer und die optimale Einspritzzeit zu bestimmen ist schon heikel genug.
Also, es wird schon schwer genug die originale Eisritzimpulse Pi x Daum um Faktor 1,3 zu verlängern. Die Steuergerätehersteller gehen noch weiter und sagen, dass die Geräte über die Lambdasonde das Gemisch erkennen sollen und dann folgerichtig Einspritzzeiten verlängern.
Dazu muss mal erstmal die Funktionsweise der Lambdasonde kennen. Ich empfehle diese Seite hier: http://www.kfz-tech.de/LambdasondeZ.htm
Vereinfacht gesagt, misst die Lambdasonde den Restsauerstoff im Abgas, ist dieser zu hoch, ist das Gemisch mager und es sollte folgerichtig mehr eingespritzt werden... nur die Sonde , oder, besser gesagt, STG macht es bis zum bestimmten Grad auch von alleine. Irgendwann kann Lambdasonde nicht mehr ausregeln, dann kommt auch MKL mit dem Fehler: „Abgas mager“ und „Lambdawert nicht im Sollbereich“. Bei Opel ist dieser Regelbereich deutlich größer wie z.B. bei den japanischen Fabrikaten wie Toyota, Honda usw. Da liest man immer wieder dass diese häufig schon ab einer 50:50 Mischung mit der MKL zu kämpfen haben während mein Opel das Zeug auch pur frisst und im Teillast noch problemlos Lambda 1 regeln kann, Bosch Motronik sei dank.
Nun, wenn die Lambdasonde mageres und folglich zu heißes Abgas bemerkt, ist es schon zu spät, denn dieser ist bereits durch die Auslassventile durchgegangen. Also hängen diese STGs immer etwas hinterher. Wie die Geräte aus Lambdasondenwerten erkennen können, um welches Gemisch es sich handelt, könnte mir bisher kein Hersteller sagen. Ich vermute jedoch, dass diese Lambdawerte beim Starten des Motors oder sobald die Lambdasonde warm ist, 1- ist es Gemisch E85/ Benzin, ist der Wert extrem niedrig, nimmt das Gerät an, es wird schon E85 pur sein.
Weitere Problematiken bestehen darin, dass E85 langsamere Verbrennungsgeschwindigkeit hat und aber trotz Magerverbrennung vollständig verbrennen kann, so schägt nicht mal die Lambdasonde zu. Problem an Fakt 1 --> Die Spitze der Verbrennungswärme ist noch da, wenn die Ventile öffnen! --> trotzdem ist das Gemisch an der Lambdasonde vollständig verbrannt.
Und da kann ein Lambdasonden-gesteuertes STG dagegen nichts machen.
Problematik Kaltstart:
Kommen wir zum Kaltstart, welcher Hauptproblem ab E60 im Winter wird und laut STG-Herstellern verbessert werden soll. Erstmal muss mal wissen, warum Kaltstart überhaupt ein Problem darstellt.
Ethanol hat seinen Flammpunkt bei 12 Grad. Ist es kälter muss der Benzinanteil erstmal die Zündung übernehmen. Das heißt es verdampft erst bei höheren Temperaturen. Wenn das Ethanol also in den Ansagtrakt gespritzt wird (speziell bei den Zentraleinspritz-Systemen) schlägt es sich an den kalten Saugrohrwänden ab anstatt zu verdampfen. Und das Zeug, dass an den Wänden hängen bleibt kann nicht verbrannt werden. Wenn das Ethanol vorgeheizt wird ändert das nicht viel. Die Saugrohrwände sind immer noch kalt.
Und die Geräte können lediglich mehr einspritzen bzw. Einspritzzeit ändern. Aber der Motor ist immer noch kalt. Also bringt es nicht viel.
Erkennung vom Motor-Lastzustand…
soll es auch geben. Es steht auf keiner Seite, aber dabei wird wohl ebenfalls über Lambdawert orakelt . Manche Geräte haben MAP-Sensor, welcher wohl bei mehr Druck im Saugrohr erkennt, dass es eben mehr eingespritzt werden soll, weil es mehr Unterdruck vorhanden ist.
Erhöhen der Motorleistung:
Hier widerspricht ein mancher Hersteller sich selbst: Einerseits sollen die Geräte „TÜV-Frei“ sein, andererseits soll sich die Motorleistung erhöhen. Also die Motorleistung kann sich nicht erhöhen, weil durch die verlängerten Einspritzzeiten wird kaum was geändert. Die Leistung könnte durch höhere Oktanzahl von E85 (104-108 Oktan) steigen, sofern Kennfeld für Super Plus oder höher im Original-Motorsteuergerät vorhanden ist und ein Klopfsensor vorhanden ist. Bei vielen Opel ist dieses z.B. der Fall.
Er wandelt die Klopfimpulse des Motors in eine Spannung um. Da E85 aber klopffester ist, macht er das später, d.h. das Steuergerät verstellt ja den Zündzeitpunkt ständig in Richtung früh und der Sensor gibt dann später das Klopfsignal an das Steuergerät welches dann den Zündzeitpunkt wieder auf spät stellt. Dann beginnt der Vorgang wieder von vorne, und darauf beruht der Leistungszuwachs, welcher jedoch gering ausfällt. Eine Abstimmung auf dem Prüfstand würde da mehr bringen, da könnte man auch STG auf 100 Oktan optimieren, damit man zu Not auch auf Shell V-Power o.ä. noch fahren kann.
TÜV-Abnahme:
Fast alle Hersteller behaupten, TÜV-Abnahme wäre nicht notwendig, da es sich um passives System o.ä handelt. Die Geräte stellen allerdings eine Änderung da, welche sich unmittelbar auf Abgasverhalten auswirkt. Die Geräte sind nicht freigegeben, werden nicht eingetragen oder abgenommen, es gibt kein Abgasgutachten, Einbaugutachten usw. Der Eintrag ist somit nicht möglich und Betrieb von solchen Geräten führt zur Erlöschung von Betriebserlaubniss des Fahrzeugs- und im schlimmsten Fall zum Versicherungsschutzverlust im Falle des Unfalls. Daher ist es empfehlenswert, mindestens dem Versicherer E85-Betrieb mitzuteilen und schriftliche Bestätigung von dem anfordern.
Das waren meine Punkte.
In meinem Falle läuft mein Turbo mit Super+ ne Ecke zu fett was aber gewollt ist, das Restbenzin kühlt die Kolben bzw. den Verbrennungsraum. Ich werde in nächster Zeit eine Volllastmessung mit Breitbandlambda auf einem Prüfstand machen lassen (ich fahre E85 pur) und dann werd ich ja sehn ob er zu mager läuft oder es sich noch im Rahmen hält. Abgastemperaturen sind um ~100 Grad gesunken. Hatte ich mit Super+ immer zwischen 950 und 1010 Grad so habe ich jetzt um die 850 Grad. Natürlich kann auch da ein Magerlauf und ein Loch im Kolben entstehen, wenn das Gemisch aber passt hat man eben den Zusatzeffekt der kälteren Verbrennung (niedrigere Brennraumtemperaturen). Sogar mein Öl hat im Schnitt ~5 Grad weniger Temperatur wie mit Benzin..
Edit: Ich liebe es!
Geändert von tommy (12.06.2008 um 01:23 Uhr)
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