Date: September 02, 2006 at 21:54:17
From: baffe, [p54935f24.dip.t-dialin.net]
Subject: Fehler in Wikipedia? (Turbolader)
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Hi Gemeinde! >Wirkungsweise ohne Umluftventil [Bearbeiten] Wenn die Drosselklappe bei Benzinmotoren geschlossen wird, stößt die in Bewegung befindliche Luftsäule auf die Klappe. Die Luftsäule (Drucksäule) kehrt um, läuft vor das sich drehende Verdichterrad des Turboladers und bremst dieses stark ab, was bei hohem Ladedruck auf Dauer zur Zerstörung des Turboladers führen kann (ohne oder bei einem defekten Umluftventil). Außerdem sind starke Strömungsgeräusche hörbar, hierbei wird der Verdichter ins Pumpen gedrückt. Ist es nicht so, daß die Drehzahl des Laders bei sonst gleichbleibenden Bedingungen ansteigt und nicht abnimmt wenn der Druck auf der Druckseite steigt? Oder verstehe ich da was nicht richtig. Jedenfalls hab ich zuwenig Ahnung um da rumzukorrigieren... Vor allem kann ich dann keine plausible Erklärung des Umluftventils nachschieben. ! da baffe |
Date: September 05, 2006 at 01:24:46
From: Werner, [pd9fd1b17.dip.t-dialin.net]
Subject: Oh Mann, das sind schon die ersten Anzeichen des Verfalls
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Moin baffe, so einen Blödsinn habe ich ja schon lange nicht mehr gelesen. Da sollte sich aber noch mal jemand drüber beugen im Wikipedia. Es ist schon so, daß ein Radialverdichter erst bei steigendem Gegendruck auch entlastet ist. Oberhalb eines bestimmten Druckes nimmt aber die Leistungsaufnahme wieder zu. Der maßgebliche Effekt ist die Durchströmung. Wenn nichts strömt, dreht sich der Radialverdichter am leichtesten, weil er keine Luft mehr beschleunigen muß, sondern nur die Reibung zu den stehenden Teilen überwinden muß. Bei sog. Nullförderung ist die Leistungsaufnahme immer am geringsten. Man kann aber nicht einfach die Drossel zumachen, weil dann Schwingungen entstehen können, bei denen Druckwellen vor und zurück laufen. Inwieweit und mit welcher Frequenz sie das tun, hängt von der Ladergeometrie und dem nachgeschalteten Rohr ab. Diese Lader haben Kennlinien, die vom Nullförderpunkt aus erst im Druck zunehmen und dann ein Maximum durchlaufen, ähnlich fast, wie das Drehmoment eines Motors. Der Druck nimmt dann mit zunehmender Menge immer weiter ab, bis er schließlich Null erreicht. Das ist dann die sog. Schluckgrenze eines Radialverdichters. In Einzelfällen kann die Leistungsaufnahme dann schon wieder etwas sinken. Wenn jetzt der Lader gegen geschlossenen Schieber läuft, erzeugt er den Nullförderdruck. Die kleinste Störung aber läßt ihn ein wenig Menge ins Rohr fördern. Dadurch steigt der Druck und es wird noch mehr gefördert, der Druck steigt weiter, die Förderung kann aber nicht mehr zunehmen, weil das kurze Stück Rohr bereits gefüllt ist. Damit kommt der Strom zu Erliegen und der Förderdruck sinkt wieder auf den Ursprungswert. Nun ist aber der Gegendruck noch höher und das Druckrohr entspannt sich rückwärts durch den laufenden Verdichter, der durch diese Vergewaltigung noch weiter im Förderdruck sinkt. (Hanomedes hat schon Recht, die Strömung reißt dabei ab, was aber dem Radialverdichter in der Regel mechanisch nichts ausmacht). Nachdem das Rohr sich entleert hat, fördert der Verdichter wieder los und bringt wieder mehr Druck. Die nächste Amplitude kommt. Das ganze schaukelt sich auf und gibt dann diese herrlichen Pumpgeräusche. An unserem Hochschulverdichter betrug die Pumpfrequenz mit der nachgeschalteten Anordnung etwa 2 Hz. Der Professor ließ mich am Handrad der Drossel stehen, was immerhin 120 cm im Durchmesser hatte. Er sagte: "Lassen Sie ihn ruhig mal pumpen!" Mir fiel aber noch auf, daß er dann einige Meter zurück trat, dann ging es auch schon los. In dem Takt ging dann alles mit, das Geräusch, die Förderleistung, die Anzeige der Drehmomentwaage, das Amperemeter, ich selbst, kurz alles. So schnell hatte ich das dicke Handrad gar nicht wieder aufgekurbelt. Bei so kleinen, hochdrehenden Verdichtern mit kurzen Motorkanälen kann die Pumpfrequenz mehrere zig oder sogar hundert Herz betragen. Es ist nicht immer gut zu hören. Meine eigenen Schöpfungen haben bei Tests so mit 40 bis 100 Hz "gebrummt". Es hängt - wie gesagt - auch stark von der Anordnung der nachgeschalteten Rohrleitung ab. Im Anlagenbau werden mitunter Versicherungen abgeschlossen nur für den Moment des Hochlaufes einer großen Turbomaschine. Da stehen dann die Experten daneben und müssen Nerven beweisen, wenn bei einer vierstufigen Maschine mit 7 MW Leistung für ein paar Sekunden das Schwingen anfängt. Immer läßt es sich nämlich nicht vermeiden. Die handelsüblichen Turbolader sind gegen solche Unbill alle gefeit. Wenn ein Dreizylinder-Smart-Motor so richtig loslegt, gibt es im Saugtrakt alles andere, als eine gleichmäßige Strömung. Da knallen die Einlaßventile auf und zu mit richtigen zeitlichen Lücken zwischen den einzelnen Zylindern. Wenn dann ein simpler Strömungsabriß schon zu Schäden führen würde, wären die Dinger längst alle hin. Horch mal genau hin, wenn ältere Peugeot-Lieferwagen beschleunigen. Da hört man das Laderpumpen richtig als Trillerpfeifton, unschön, aber auch ungefährlich. - - - - So, das erstmal dazu. Das nächste Stirnrunzeln kommt mir, wenn ich lese, daß die Druckwelle des Ladegebläses vor die Drossel knallt. Ja wie denn? Da dreht sich doch nix mehr, weil auch kein Abgas mehr erzeugt wird. Sicher läuft der kleine Winzling noch etwas nach, aber wo kein Antrieb mehr ist, kann auch nix mehr drehen. Die Drehzahlen der Turbolader folgen den Strömungen äußerst schnell. So schnell hat nicht mal ein Rallye-Fahrer den Hahn geschlossen. Aber selbst wenn, dann ist spätestens eine halbe Sekunde später Schluß mit Aufladen. Da pumpt auch nix mehr, da trudelt die Turbine nur noch ganz langsam im Wind der Undichtigkeiten. Wenn man nun aber listig und fein einfach den Motor umgeht und die Ladeluft gleich auf die Turbine gibt, dann bleibt die Durchströmung erhalten. Vorraussetzung ist aber auch, daß man ein wenig heizt, also Treibstoff einspritzt. Denn der Turbolader kann keine Energie erzeugen. Unter zum Teil heftigen Geknatter und mit grauenvollen Wirkungsgraden läßt sich so der Lader in Schwung halten. Gemacht wird es bei Rallye-Porschen und so weiter. Die normalen Soft-Turbo-PKW haben das nicht. Die Diesel sowieso nicht. - - - Nun noch zum Staubsauger. Die Radialverdichter der Teppichreiniger sind pumpstabil ausgelegt. Sie können gar nicht pumpen, weil sie eine stabile Kennlinie haben, heißt, vom Nullförderdruck (oder Unterdruck beim Sauger) ab fällt die Kennlinie kontinuierlich bis zur Schluckgrenze ab. Da pumpt nix. Die Drehzahl des Sauger steigt, weil die Leistungsaufnahme sinkt, sobald Mutter den Schnuller fest irgendwo drauf hält. Mehr aber auch nicht. Der Preis für die Pumpstabilität sind der Wirkungsgrad und der erzielbare Förderdruck. Staubsauger sind schreckliche Energievergeuder. Wenn man diese Gebläse öffnet (so wie ich), offenbart sich eine Technik, wie vor hundert Jahren. Aber wer will das wissen? Ich bedanke mich für die Aufmerksamkeit und guts Nächtle Werner |
Date: September 05, 2006 at 15:15:46
From: Hanomedes, [136.8.152.14]
Subject: Radialverdichter
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tach Werner Strömungsmaschinen sind nicht so ganz meine Welt, aber ich bin mir ziemlich sicher dass es bei Verdichtern von Turboladern auch zu einem segmentweisen Pumpen kommt, d.h. an einigen Schaufeln kommt es zum Strömungsabriss, an der anderen steigt dadurch der Durchfluss wieder an und es kommt daher dort nicht zum Abriss und Rückströmen. Pumpen tötet wohl keinen Turbolader auf die schnelle, aber Turbos werden immer so ausgelegt dass sie bei keinem Motorbetriebspunkt statisch in die Pumpgrenze kommen können. Wenn man schnell vom Gas geht (Benziner) dann ist das wohl trotzdem möglich. Im Motorsport gibt es klappen die die Luft umpumpen lassen um das Ansprechverhalten zu verbessern, kenn mich damit nicht hundertprozentig aus aber es scheint was auszumachen. gruß Dominik |
Date: September 05, 2006 at 23:59:19
From: Werner, [pd9fd124b.dip.t-dialin.net]
Subject: Re: Radialverdichter
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Hallo Dominik, das läßt sich schlecht vergleichen. Den Strömungsabriß im Sinne einer Axialmaschine gibt es in der Form nicht. Wenn der Durchfluß erst zum Erliegen gekommen ist, rotiert der Strömungskern im Zustrombereich einfach mit. Aus dem Radialverdichter ist dann eine einfache Zentrifuge geworden. Da die Laufräder regelrechte Kanäle haben, wird die Strömung auch bei extremen Verhältnissen immer zwangsrekrutiert. im Einlaufbereich kann sie sich ablösen, was aber nicht immer gleich großen Einfluß auf die Förderung hat. Schlimmer ist die Tatsache, daß der Beginn der Kennlinie beim Hochleistungsverdichter erst ansteigt. Von den umlaufenden Strömungsabrissen bei Axialmaschinen habe ich auch schon gehört, weiß aber nicht viel darüber. Wie ich verstanden habe, kann in der Wirbelschleppe des voran eilenden Blattes die Strömung abreißen. Wodurch sich aber die Strömung davor dann wieder anlegt, weiß ich nicht. Die Uni-Hannover hat erst kürzlich darüber ein Thema für eine Doktor Arbeit vergeben. In der Aufgabenstellung hat es sogar geheißen, daß dadurch Schaufelbruch entstehen könne. Bei den Fighter-Triebwerken kann sowas im "Kompressor-Stall" münden, bei dem sich das Triebwerk regelrecht verschluckt. So mancher Starfighter ist durch zu rasches Gasgeben im Langsamflug einfach ausgegangen. Die Radialmaschinen dagegen - z.B. von Hubschraubern oder Propturbinen - sind da unempfindlich, sie mögen es nur nicht, wenn sie mit zu niedriger Drehzahl belastet werden, weil sie dann Temperaturprobleme bekommen. Gruß Werner |
Date: September 06, 2006 at 20:15:10
From: Hanomedes, [xdsl-87-78-250-6.netcologne.de]
Subject: Re: Radialverdichter
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Hallo Werner, in jedem Verdichterkennfeld von Turboladern findet man die Pumpgrenze eingezeichnet, und wenn man die Vollastbetriebslinie sieht, dann verläuft diese niemals durch die Pumpgrenze, das Phänomen tritt in jedem Fall auch bei Radialverdichtern auf. Zum teilweisen Ablösen kommt es (wie ich bereits schrieb) weil der Massenstrom in den nicht betroffenen Segmenten wieder ansteigt wenn das Gas durch ein oder zwei Schaufeln wieder zurückströmt. Zu Turboumluftventilen steht grad wieder was in der MTZ, das Ansprechverhalten wird verbessert in dem Luft von der Verdichteraustrittsseite zur Verdichtereintrittseite geleitet wird, es scheint also schon einen guten Grund dafür zu geben, so ganz hab ich aber auch nicht verstanden warum der Verdichter dadurch entlastet wird. Gruß Dominik |
Date: September 07, 2006 at 19:37:48
From: Werner, [pd9fd1378.dip.t-dialin.net]
Subject: Ne doch, iss schon klar
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Hallo, wenn der Turbo beim Zumachen gegen die Wand läuft, öffnet einfach das Ventil und nimmt ihm den Druckstoß. Dabei wird, solange das Metall noch in Rotation ist, die Luft unter Beibehaltung des Ladedruckes einfach in die Runde gefahren. Bei Rennern dürfte das für die Schaltpause reichen, die ja eher im Nanosekungenbereich liegt. Mehr weiß ich auch nicht. Von Rückströmung in Radialmaschinen in einzelnen Kanälen habe ich noch nie was gehört. Es kommt mir auch ziemlich unwahrscheinlich vor, weil die Fliehkraft ja bestehen bleibt. Es wird also in allen Kanälen immer der Druck erzeugt, der dem Nullförderdruck entspricht. Der zusätzlich induzierte Druck durch die Rückwärtskrümmung der Schaufeln ist vom Betrage nicht so hoch. Das sind nochmal 15 % oder so. Bei der Axialmaschine bricht die Druckdifferenz durch den Strömungsabriß regelrecht zusammen. Da ist die Rückströmung eher möglich. Gruß Werner |
Date: September 12, 2006 at 10:25:04
From: ray, [193.98.108.238]
Subject: Re: Ne doch, iss schon klar..noch nich ganz
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moin, So ganz ist mir das "Luftkarusell" noch nicht klar, zwei Sachverhalte: -im Rennspocht bzw. bei ambitionierten Turbotreibern wird das serienmäßige geschlossene Pop-off-System (das meine ich mit Luftkarusell) durchaus mit Vorteilen im Ansprechverhalten gegen ein offenes Pop-Off in die Umgebung getauscht. ->ich kann mir nur vorstellen, daß das geschlossene System aus Geräuschgründen gewählt wird. Bei meiner RTurbomaschien sind die Querschnitte dieses Kreislauf auch so gering, daß deutlich wird, daß deutlich weniger Luftmasse aus der druckseite entlassen werden kann, als beim offenen System (zölliger Gummischlauch direkt von intake). Also müssen sich doch bei Drosselklappe zu Verhältnisse ergeben, die für eine bessere Drehzahlhaltung mit offenem Pop-off sprechen?! Gruß raymond PS: muß leider zugeben, daß ich auch lieber das -moderate- zwitschern beim schalten höre als den "sound of silence" einen Kreislauf-pop-offs :-)...dem STG ist es übrigens egal, ob die Luftmasse beim Drosseln nach außen geht oder im System bleibt..das misst dann eh nix zu. |
Date: September 05, 2006 at 08:44:29
From: Werner, [pd9fd1660.dip.t-dialin.net]
Subject: So! Jetzt wird n Schuh draus
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Hi, nach längerem Grübeln über den Turbo-Beitrag bilde ich mir nun ein, erfaßt zu haben, was gemeint war. Benziner-Turbos wurden (werden noch?) aus der Not so ausgebildet, daß sie einfach Überkapazität hatten, damit im Teillast und im Übergang die Versorgung noch gewährleistet war. Im Normalfall bläst ja das Wastegate ab, wenn der Ladedruck zu hoch ansteigt. Die Turbinendrehzahl steigt also nicht weiter. Wenn man aber stattdessen die Drehzahl beibehält und einfach die überschüssige Luft wegpustet, braucht man bei Anforderung der Mehrleistung nur ein kleines Ventilchen wieder zu schließen und keine Turbine erst wieder auf Drehzahl zu bringen. Würde man das Ventil aber geschlossen halten, so würde der Lader in den Pumpbereich kommen und zumindest unruhig laufen, aber auch mit unerwünscht hohem Ladedruck. Ob es auf Dauer auch mechanicher Schäden geben könnte, kann ich nicht sagen. Ich denke aber mal nicht. Die Dinger werden in anderen Einsatzbereich derart malträtiert ohne zu mucken. Der Smart hat sogar so ein Pumpgrenzventil. Wenn man dieses noch elektronisch ansteuert, kann man im Grunde eine synthetische Leistungskurve erzeugen, ganz nach Gusto. Die Anordnung ist aber dennoch relativ verlustreich. So steht im Wikipedia also kein Blödsinn, aber es erschließt sich einem nicht sogleich der Sinn. Gruß Werner |
Date: September 05, 2006 at 09:03:51
From: Joachim S, [p5091fed9.dip.t-dialin.net]
Subject: Nicht dass ich euch noch folgen könnte...
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... aber die Geräusche sind schon geil... Moin zusammen, ich glaube nicht, dass das sogenannte Pop-Off-Ventil so eingestellt wird, dass es dauerhaft abbläst. Das macht dann doch eher das Wastegate. Trotzdem kommt es im Moment des schlagartigen Gaswegnehmens offenbar zu einer kurzen Drucksteigerung, die das Ventil dann kurz öffnen lässt. Die Szene verspricht sich davon, dass der Lader nicht ganz so schnell abgebremst wird. Wird wohl stimmen, die ernsthaften Leute würden sowas nicht verbauen, wenn es anders wäre... Unser VTG-Lader schwingt ziemlich übel, wenn er den Druck wieder aufbaut. Da vermute ich aber, dass das eher an schlechter Regelung liegt... Gruss Jo |
Date: September 03, 2006 at 12:37:08
From: Hanomedes, [xdsl-87-78-250-113.netcologne.de]
Subject: Pumpgrenze
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Hallo zusammen, wenn der Massenstrom bei einer gegebenen Drehzahl zu gering wird, kommt es zum Strömungsabriss an den Verdichterschaufeln. Der Winkel mit dem die Luft auf die Schaufel trifft weicht zu sehr von einer tangentialen Richtung zur Schaufel ab. Die Strömung reißt dabei nicht überall gleichzeitig ab, wenn es an einer Schaufel zum Abriss kommt sinkt dort die Fördermenge und bei den anderen steigt sie dadurch wieder etwas an. Dort wo es zum Abriss kommt tritt auch ein Rückströmen der Luft auf. Dabei kann der Strömungsabriss auch umlaufen (relativ zum Verdichterrad), hierbei entstehen üble Vibrationen die bei Turboladern meist aber nicht so schädlich sind wie Flugzeugturbinen. Der Strömungsabriss und das Zurückströmen ist natürlich mit heftigen Turbolenzen verbunden und frisst Energie. Bei Staubsaugern spielt das wahrscheilnlich deswegen keine Rolle weil die Druckdifferenzen viel geringer sind und alle Geschwindigkeiten deutlich unter der Schallgeschwindigkeit bleiben. Gruß Dominik |
Date: September 02, 2006 at 22:02:03
From: Rhanie, [p213.54.183.176.tisdip.tiscali.de]
Subject: Re: Fehler in Wikipedia? (Turbolader) Im Staubsauger isses sowas wie Umluft
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Hi Baffe! Erstmal hab ich auch so wie du gedacht, beschleunigte Luft benötigt weniger Energie, dadurch könnte die Drehzahl des Turbos zu hoch werden, ( Wenn du deinen Staubsauger Saugseitig zuhältst dreht er hoch, aber obs Druckseitig auch so ist?) ohne zu wissen was dieses dusslige Ventil tut, wirds schwer. Gruß Rhanie. |
Date: September 03, 2006 at 09:52:48
From: baffe, [p54935f24.dip.t-dialin.net]
Subject: Re: Fehler in Wikipedia? (Turbolader) Im Staubsauger isses sowas wie Umluft
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Hi Rhanie! >( Wenn du deinen Staubsauger Saugseitig zuhältst dreht er hoch, aber obs Druckseitig auch so ist?) Versuch macht kluch: Dreht auch hoch, sogar beängstigend hoch was wahrscheinlich daran liegt, daß auch das Kühlgebläse dann nix mehr "durchschieben" kann. Kann es nicht sein, daß es beim UMluftventil um ganz was anderes geht: Hohe Motordrehzahl + Drosselklappe zu = hohe Laderdrehzahl Kein Abgas + keine Ansaugmenge/Lademenge = LAder dreht ohne Förderung/Antrieb weiter + Hoher Druck vor der Drosselklappe Plötzliches Gasgeben => Drosselklappe geht auf => Lader wird schlagartig runtergebremst (da zunächst noch kein Abgas, mag der Lader wahrscheinlich weniger) => gleichzeitig knallt die Ladeluft in die Brennräume. Wahrscheinlich (je nach Motordrehzahl) momentan Leistungseinbruch da Gemisch viel zu mager. Kurz darauf kommt der Motor auf die Füße, Lader wird hoch gefeuert (tut dem auch wieder nicht gut) Kurz darauf kommt Abgas und der Lader wird wieder hochgefeuert aus dem Leistungseinbruch wird wieder Leistung. Das GAnze ist noch nichtmal definiert, je nach Drehzahl, Lastzustand vor dem GAswegnehmen, der Geschwindigkeit des Gaspedals und der Zeit ohne (oder mit wenig Gas um noch einen Freiheitsgrad ins Spiel zu bringen) läuft halt dann ein derber Ruck durchs Schiff. Oder auch nicht. Undefiniert. Das zu dem was aus dem Turbo abgasseitig kommt der Kat Zeter und Mordio schreit erscheint mir auch wahrscheinlich. Mit Umluftventil hängt halt der LAder wahrscheinlich DEFINIERT am unteren Ende des Drehzahlbandes und nicht irgendwo und auf irgendeinen Gradienten.. Nur was mir so durchs Hirn rennt... ! da baffe, eigentlich schon auf dem Weg in den Urlaub PS: Von den Motoren hab ich noch keinen zum LAufen gebracht. Wäre gut wennst mir da noch was finden und nachschieben könntest. Den Seilzugstarter samt Schwungrad immer von einem auf den anderen zu schrauben ist z.B. nicht spaßig. Erstmal hab ich einen in alle Schrauben zerlegt, greienigt und weiche den in Benzin ein bis ich aus dem Urlaub komme. |
Date: September 03, 2006 at 10:11:03
From: baffe, [p54935f24.dip.t-dialin.net]
Subject: GAnz so undefiniert muß nicht sein...
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Hi nommal! Laderdrehzahl wäre über Ladedrucksensor bei geschlossener Drosselklappe erfaßbar. Was bleibt ist der Schwall LAdeluft beim Öffnen der Klappe. ! da baffe |
Date: September 05, 2006 at 13:49:04
From: baffe, [84.244.114.152.pgcc.cz]
Subject: Jedenfalls hab ich das in Wikipedia nicht gepeilt...
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Hi! ...und wenns schon drinsteht sollts auch stimmen. Ansonsten muss ich sagen, dass die Turbomusik doch nicht so ohne ist und wohl zu gross fuer ein kleines baffenhirn. ! da baffe, der hier in Prag unterwegs ist: crepes so gut wie in paris, cafe so gut wie in florenz nur die Tastaturen der Conputer sind irgendwie verbogen |
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