Bauteilbeanspruchung: 500Nm bei 3000Rpm und 500Nm bei 6000Rpm?

1. offizieller Beitrag

    Angesichts dessen, dass ich immer öfter höre oder lese "bei niedrigen Drehzahlen so viel Drehmoment ist schlecht für den Motor", ist da was wahres dran?

    Steigt der Spitzendruck bei gleichem Moment in niedrigeren Drehzahlen so stark an, dass es bemerkbar wird, zb beim SR20 durch zerbrochene Kolben oder verbogene Laufbuchsen? oder sind andere phänomene für vermehrte Schäden verantwortlich, wenn es sie denn überhaupt gibt?

    Wie sieht es überhaupt der Haltbarkeit von OEM SR20 Motoren aus, wenn ein gutes Turbo Setup verbaut wird, welches schon sehr früh viel Drehmoment bringen kann? Ich denke da an ein twinscroll EFR 6758 Setup, Singlescroll Versionen liefern ja schon vor 3000RPM über 1 Bar Ladedruck... Sind da die gleichen Grenzwerte für Haltbarkeit gültig wie bei höheren Drehzahlen?

    Vielen Dank für eure rauchenden Köpfe :)

    • Offizieller Beitrag

    Moin,

    mit dem Motor hat das ganze weniger was am Hut. Es geht um das Getriebe, welches nicht für Drehmomente jenseits von 500 NM gebaut ist. Je später das Moment aufgebaut wird, desto weiter verschiebt sich die Drehmomentkurve nach hinten. Einfach gesagt, du stresst dein Getriebe nimmer so.
    Hol dir nen HKS oder nen Z33 Getriebe, dann kannst dir nen EFR gönnen. :)

    Viele Grüße
    :wink:

    Zitat

    Wie sieht es überhaupt der Haltbarkeit von OEM SR20 Motoren aus, wenn ein gutes Turbo Setup verbaut wird, welches schon sehr früh viel Drehmoment bringen kann? Ich denke da an ein twinscroll EFR 6758 Setup, Singlescroll Versionen liefern ja schon vor 3000RPM über 1 Bar Ladedruck

    Damit wirst du (wenn der Rest dann auch passt) ein sehr frühes Ansprechen haben.
    Halten wird das Ganze auch. Du wirst ca 1.5Bar brauchen um damit 430-450PS zu haben.
    Das Drehmoment wird sich dann wohl um die 500Nm über einen sehr breiten Drehzahlbereich bewegen was der Motor noch ganz gut verkraften wird (Buchsen usw)

    Also inna Belastungsanalyse an die wir aktuell näher heran geführt werden, wird ja nur die Kraft in Nm genommen, um zu ermitteln wie viel das Bauteil aushält. Demnach sollte es kein Unterschied sein bei welcher Drehzahl die Kraft anliegt.
    Einziger Punkt wäre halt, das wenn die Drehzahl früher anliegt, man diese Kraft auch öfter nutzt und somit die Bauteile mehr Belastung erfahren.
    Die Dauer der Belastung sollte allerdings im Idealfall kein Thema sein, wenn das Bauteil auf (in diesem Fall) 500Nm+ ausgelegt ist.

    Problem ist wahrscheinlich wie bereits oben erwähnt, dass das Getriebe eben nicht für diese Dauerbelastung ausgelegt ist und somit ein späteres Einsetzen der Kraft, für einen kürzeren Zeitraum, hier schonender wirkt.

    Einmal editiert, zuletzt von TheTiger (13. Januar 2016 um 12:09)

    • Offizieller Beitrag

    [/quote]

    Zitat von TheTiger

    Also inna Belastungsanalyse an die wir aktuell näher heran geführt werden, wird ja nur die Kraft in Nm genommen, um zu ermitteln wie viel das Bauteil aushält. Demnach sollte es kein Unterschied sein bei welcher Drehzahl die Kraft anliegt.
    Einziger Punkt wäre halt, das wenn die Drehzahl früher anliegt, man diese Kraft auch öfter nutzt und somit die Bauteile mehr Belastung erfahren.
    Die Dauer der Belastung sollte allerdings im Idealfall kein Thema sein, wenn das Bauteil auf (in diesem Fall) 500Nm+ ausgelegt ist.

    Problem ist wahrscheinlich wie bereits oben erwähnt, dass das Getriebe eben nicht für diese Dauerbelastung ausgelegt ist und somit ein späteres Einsetzen der Kraft, für einen kürzeren Zeitraum, hier schonender wirkt.

    Folgendes zur Definition:

    NM ist keine Kraft, sondern das Produkt aus Kraft*Hebelarm= Drehmoment.

    Es macht sehr wohl was aus, wann das Drehmoment anliegt, da dein Drehmomentenmaximum eben in einem Bereich liegst, wo du nicht so oft hinkommst. Demnach ist es auf zweierlei hinsicht zu betrachten, wie lang ein kritisches Moment vorliegt.

    Beispiel:

    Leistet der Antrieb bei 3000 min^-1 schon 500 NM Drehmoment, so muss das Getriebe dieses Drehmoment deutlich länger unter Volllast aushalten. Liegt das Moment allerdings erst ab 5000 min^-1 an, so hat sich das Getriebe die 2000 min^-1 gespart. Ferner dreht man den Motor nicht bei jedem "Überholvorgang" bis 7850 min^-1 hoch. Anders wäre es beim EFR-Lader.

    Viele Grüße
    :wink:

    Zitat

    Es macht sehr wohl was aus, wann das Drehmoment anliegt, da dein Drehmomentenmaximum eben in einem Bereich liegst, wo du nicht so oft hinkommst. Demnach ist es auf zweierlei hinsicht zu betrachten, wie lang ein kritisches Moment vorliegt.

    Sorry aber das is doch Unsinn.

    Wieviel Drehmoment anliegt entscheidet der Fahrer mit dem Gaspedal. Und wenn man net viel braucht oder das Getriebe schonen will dann gibt man halt weniger Gas.
    Das lässt sich mit nem EFR Lader, im Gegensatz zu vielen rumfahrenden Garrett Setups, super dosieren.

    Oder man baut n boostcontroller ein der drehzahlabhängig / lastabhängig regeln kann wenn man Angst um das Getriebe hat.

    Und es is schädlicher für alle Bauteile auf 7800 drehen zu müssen nur um ein bestimmtes nutzbares Drehzahlband zu haben anstatt das man das gleiche Drehzahlband 1000umin eher zur Verfügung hat und damit nur auf 7000 drehen muss.
    Zumal grad dann wenn über 7000 keine oder kaum Leistung dazukommt.

    Einmal editiert, zuletzt von ronny (13. Januar 2016 um 13:10)

    Zitat von NIGHTRUN


    Beispiel:

    Leistet der Antrieb bei 3000 min^-1 schon 500 NM Drehmoment, so muss das Getriebe dieses Drehmoment deutlich länger unter Volllast aushalten. Liegt das Moment allerdings erst ab 5000 min^-1 an, so hat sich das Getriebe die 2000 min^-1 gespart.


    Nichts anderes hab ich obe geschrieben ^^

    Einmal editiert, zuletzt von TheTiger (13. Januar 2016 um 13:08)

    Zitat

    iegt das Moment allerdings erst ab 5000 min^-1 an, so hat sich das Getriebe die 2000 min^-1 gespart.


    quält sich dafür 1000umin länger bei stark erhöhter Drehzahl damit rum wenns drauf ankommt.

    dem motor ist es theoretisch* egal, ob 500nm bei 3000 oder 6000 u/min anliegen.

    M=(V*p)/4pi

    M=Drehmoment
    V=Hubraum bzw. -volumen
    p=Druck

    die drehzahl hat mit dem drehmoment des motors nichts zu tun.
    interessant wirds erst beim getriebe, was auch die eigentliche schwachstelle darstellt.

    *theoretisch weil faktoren wie reibung, kühlung usw. natürlich auswirkung auf den verschleiß haben.

    Zitat von ronny

    Sorry aber das is doch Unsinn.

    Wieviel Drehmoment anliegt entscheidet der Fahrer mit dem Gaspedal. Und wenn man net viel braucht oder das Getriebe schonen will dann gibt man halt weniger Gas.
    Das lässt sich mit nem EFR Lader, im Gegensatz zu vielen rumfahrenden Garrett Setups, super dosieren.

    Oder man baut n boostcontroller ein der drehzahlabhängig / lastabhängig regeln kann wenn man Angst um das Getriebe hat.

    Und es is schädlicher für alle Bauteile auf 7800 drehen zu müssen nur um ein bestimmtes nutzbares Drehzahlband zu haben anstatt das man das gleiche Drehzahlband 1000umin eher zur Verfügung hat und damit nur auf 7000 drehen muss.
    Zumal grad dann wenn über 7000 keine oder kaum Leistung dazukommt.

    Das ist der springende Punkt :!:

    Besser hätte man es kaum erklären können.

    Zitat


    *theoretisch weil faktoren wie reibung, kühlung usw. natürlich auswirkung auf den verschleiß haben.

    Das ist der Punkt... Auf die Schnelle hab ich jetzt nix parat um es zu belegen, aber ich denke das sich ein Erhöhen der Drehzahl überproportional auf den Verschleiss auswirkt (egal ob Getriebe, Motor, Zylkopf...), also aus 10% Drehzahlerhöhung werden sicher mehr als 10% mehr Belastung resultieren.

    Es wird ja auch alles weniger effektiv mit höherer Drehzahl, sämtliche Verluste steigen an.


    Meiner Meinung nach wird ein überholtes, evtl geringfügig verbessertes Seriengetriebe mit anständiger Kühlung!!!, vernünftiger Kupplung usw... ne ganze Weile halten.

    Einmal editiert, zuletzt von ronny (13. Januar 2016 um 14:25)

    Bei höheren Drehzahlen läuft die Verbrennung aber in der Regel stabiler bei hoher Last, als bei niedrigen Drehzahlen.
    Der Variationskoeffizient des effektiven mittleren Zylinderdrucks ist bei gleich hohem Zylinderdruck, also deutlich höher wenn ich ihn bei "geringer" Drehzahl fahre als wenn ich ihn bei hoher Drehzahl fahre. Was schlecht ist. :D

    Wobei es sich da eher um Drehzahlen von unter 2000 U/min handelt wo das eine Rolle spielt. In dem hier erwähnten bereichen von 3000 oder 6000 U/min also unwichtig.

    Interessanter für die Diskussion hier ist aber vielleicht, dass die Klopftendenz in der Regel abnimmt mit zunehmender Drehzahl.
    Wieder bei gleich hohem Zylinderdruck gesprochen.

    Zitat

    Don't get it right, just get it running.
    A car that runs and drives is way more useful, workable and motivating, than a car sitting in the backyard rotting.

    David Freiburger

    Einmal editiert, zuletzt von Kemp (13. Januar 2016 um 21:31)

    Zitat von hansfratzen

    Wie wird das Seriengetriebe am besten gekühlt?

    Wir haben es jetzt so gelöst das wir 2 Dash Anschlüsse in das Getriebe Gehäuse geschweißt haben. Dann wie man es sonst auch macht, einen Kühler mit externer Pumpe.

    Klar, kannste auch Socken schenken.:ja: Ist dann halt scheiße. :huepf:

    Zitat von Kemp

    Bei höheren Drehzahlen läuft die Verbrennung aber in der Regel stabiler bei hoher Last, als bei niedrigen Drehzahlen.
    Der Variationskoeffizient des effektiven mittleren Zylinderdrucks ist bei gleich hohem Zylinderdruck, also deutlich höher wenn ich ihn bei "geringer" Drehzahl fahre als wenn ich ihn bei hoher Drehzahl fahre. Was schlecht ist. :D

    Wobei es sich da eher um Drehzahlen von unter 2000 U/min handelt wo das eine Rolle spielt. In dem hier erwähnten bereichen von 3000 oder 6000 U/min also unwichtig.

    Interessanter für die Diskussion hier ist aber vielleicht, dass die Klopftendenz in der Regel abnimmt mit zunehmender Drehzahl.
    Wieder bei gleich hohem Zylinderdruck gesprochen.

    Interessant.
    Hast du dazu was zum Lesen? n PDF, Unterlagen?
    In welcher Grössenordnung bewegt sich die Variation bezogen auf die Drehzahlen, typischerweise?


    Klopftendenz: wir gehn mal davon aus das save und sauber abgestimmt wurde und dadurch keine höhere Belastung auftritt.

    • Offizieller Beitrag
    Zitat

    Drehzahl: Die mit steigender Drehzahl zunehmende Turbulenz im Brennraum ermöglicht erst den Betrieb des Ottomotors über weite Drehzahlbereiche. Da hierbei der Kurbelwinkelbereich, in dem die Verbrennung stattfindet, nahezu konstant bleibt, steht dem Gemisch nach Beginn der Verbrennung bei hohen Drehzahlen nur eine geringe Zeit für Vorreaktionen zur Verfügung. Damit einher geht eine Abnahme der Klopfempfindlichkeit, welche in Abbildung 3.4-8 für die Drehzahl 6000 min-1 anhand des deutlich größeren linearen Bereich der Kurve erkennbar ist. Der Einfluß der Drehzahl auf die Klopfneigung von Motoren geht so weit, daß die Zündung bei den sehr hochdrehenden Motoren der Formel 1 trotz hoher Luftaufwände im oberen Drehzahlbereich immer wirkungsgradoptimal erfolgt


    Abb_3_4-8.jpg

    Abbildung 3.4-8


    Quelle: http://www.sfb224.rwth-aachen.de/Kapitel/kap3_4.htm

    Vielen dank für den teils hochwertigen Input! In nightruns post steht was sehr interessantes: der kurbelwinkelbereich, in dem die verbrennung stattfindet ist über weite drehzahlbereiche annähernd konstant. Folglich ändert sich auch der zylinderdruckverlauf nicht, also auch kein höherer spitzendruck bei niedrigerer drehzahl und gleichem moment.

    Zu posts über getriebe und verschleiß, die reibung im motor (reibmitteldruck) steigt exponentiell mit höherer drehzahl. Wie es im getriebe aussieht kann ich nur mutmaßen, aber bei geringerer drehzahl sind einzelne zahnpaare länger im Eingriff als wenn sich das ganze schneller dreht. Es muss also der schmierfilm länger aufrecht erhalten werden als bei höheren drehzahlen.

    Getriebekühlung hört sich da als sehr guter ansatz an! Hat da jemand konkrete Ergebnisse erzielt? A la: "ohne kühlung x getriebe geschrottet, mit kühlung keins mehr"

    Lg

    @ Nightkids: Du meinst eine dadruch erzielte Wirkungsgradverbesserung des Getriebes? könnte durchaus sein, allerdings ist kühleres Öl ja wieder zäher, was den Wirkungsgrad wieder schmälern würde...
    Da muss jemand weiterhelfen :sxce: