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PCV - Autotune - Kennfelder - AFR Maps.. wie funktioniert eine Verbrennung?
Hallo Jungs und Mädels der seichten Unterhaltung.
Ich reanimiere zur Zeit meine RSV Mille R 2003. Im Bereich um 2010-2012 habe ich mir für meine damalige ME einen PC5 mit Autotune gegönnt. Nach gutem Gewissen eine AFR Map erstellt und dann lief das so daher.
Nun bin ich älter und habe vieles vergessen. Versuche aber auch, vieles besser zu verstehen. So das AFR Kennfeld für dieses Thema. Dank Ki, der man nicht immer blind vertrauen darf, kann man viele Dinge schnell erfahren, aber auch sehr tief ergründen.
Aus einem Ducati-Forum habe ich mir ein Bild eines AFR Kennfelds stibitzt.
Dort fällt schnell auf, wie groß die Varianz der Zahlen ist. Was mich verwundert hat: Wieso wählt man Werte über 14,7? Zählt alles über 14,7 / Lambda 1 doch als mager. Und mager ist schlecht oder? Weil die Verbrennung heißer ist und Ventile und Kolben leiden. Vor allem, da ich noch tief im Unterbewusstsein den Wert 13,12 hatte (Siehe Tabelle unten), der einem CO Wert von 3,7 % entspricht. Meine ME war damals so synchronisiert und eingestellt worden. Ich dachte also, dass das ein Wert ist, der gute Performance liefern sollte.
Wir kennen sicher alle (alle, die sich mit solchen Themen auseinandersetzen) diese Diagramme:
Aber was ist zu mager? Was ist zu heiß? Ab wann wird es schädlich?
Die oben aufgeführte Ducati AFR Map habe ich letztens übernommen und auf den Rotax umgestrickt. Allerdings bin ich nicht über 14,7 gegangen und habe nach dem Diagramm daneben die Spitzenleistung bei AFR 12,6 gesucht. Alles sauber horizontal und vertikal zu interpolieren versucht. Dennoch hat es mich nicht losgelassen, dass ich oft so magere Werte sehe in anderen Maps.
Also habe ich die KI befragt. "Mir ist "zu mager" zu pauschal. Gibt es bei einem AFR von 14,7:1 irgendwo (Drehzahl, Last) bedenken, dass die Verbrennung zu heiß sein könnte?"
Es gibt zwei Punkte dabei: Die Temperatur der Flamme und die Temperatur der umliegenden Bauteile. Bei 14,7:1 / Lambda 1 und Benzin reden wir von einer 2000 - 2300 °C Flamme. Geht man magerer (Lambda 1,1), wird es noch heißer. Wird es noch magerer, wird es wieder kühler, weil weniger Energie je Volumen.
Was Motoren zerstört, ist nicht die Flammtemperatur, sondern die Bauteil-Temperatur. Dafür entscheidend sind Last, Kühlung, Zündzeitpunkt und Gemischverteilung.
14,7:1 ist bei Teillast wohl unkritisch. Gut für den Verbrauch sowieso
Funfact nebenbei, weil mich das gerade interessiert hat. Von einem AFR von 14,7 ausgehend, bedeutet ein AFR von 12,6 15,5 % mehr Kraftstoff.Bei Volllast allerdings wird es kritisch durch hohe Zylinderfüllung -> viel Energie, hohe Drücke -> hohe Temperatur, keine zusätzliche Kühlung durch verdampfenden Kraftstoff.
Danach habe ich ein paar Motoreckdaten eingegeben und gefragt, was eigentlich Volllast und Teillast ist. Ich könnte bei 9000 Umdrehungen im Teillastbereich fahren oder bei 3000 Umdrehungen das Gas voll aufreißen.
Die Antwort war, dass es mit dem Vermögen des Motors zutun hat, wie viel Energie er umsetzen kann. Hauptsächlich abhängig von der Drosselklappenstellung, danach aber auch von Drehzahl und der Füllungseffizienz.
Vollgas bei 3000 Umdrehungen. Technisch "Volllast", aber nicht maximal belastend, weil die Zylinderfüllung nicht optimal ist.
Vollgas bei 8500 Umdrehungen - maximale Belastung, da viel Kraftstoff, hoher Druck, gute Zylinderfüllung.
Temperatur:
Als nächstes habe ich dann gefragt, ob mir die KI eine Simulation basteln kann. Überall im Rotax Kennfeld einen AFR von 14,7 eintragen und die resultierenden Temperaturen daraus zu ermitteln. Danach das gleiche mit AFR 12,6
Ziel dahinter war es, zu erfahren, in welchen Bereichen ein mageres Gemisch kritische Temperaturen erzeugen würde.
Aber es ist wichtig zu erwähnen, dass es hier keine absoluten Temperaturen gibt. Das sind gemittelte Werte. Kolben, Ventile, Abgase, Zylinderwand haben alle unterschiedliche Temperaturen. Hier geht es darum, Prinzipien zu verdeutlichen.
AFR 14,7
Das Resultat fand ich schon sehr beeindruckend. Augenmerk möchte ich auf den Bereich nahe Standgas und auf maximale Belastung legen. Bei maximaler Belastung ist die zusätzliche Kühlung durch verdampfenden Restkraftstoff unabdingbar. Dort können durch anfetten über 50 Grad reduziert werden.
Aber auch am anderen Ende sieht man eine Reduktion um einige Grad. In vielen Bereichen unter 200 C.
Frage: Welche Temperatur ist erstrebenswert?
Teillast 220 - 300 C
Mittlere Last 280 - 340 C
Volllast 320 - 380 C
Temperaturen unter 200 °C führen zu einer ineffizienten Verbrennung. Zudem kann es bei ständiger unnötiger Überfettung zu Rußbildung/Ablagerungen an Kolben, Kolbenringen und Ventilen kommen. Plus der unnötig höhere Verbrauch und die Verdünnung des Öls.
Frage: Aus Temperatur abgeleitete AFR Map?
Der nächste Schluss war jetzt, dass wir eine Temperaturkarte erstellt haben, die in allen Bereichen erstrebenswert ist. Oben viel kühlen, unten effiziente Temperatur beim Cruisen durch abmagern. Diese lässt sich dann in eine AFR Map zurückführen. So kommen in der Ducati Map auch die sehr mageren Bereiche zustande. Das Resultat dazu habe ich jedoch nicht mehr verstanden:
ChatGPT:
Ich verstehe nicht, warum ChatGPT bei steigender Drehzahl abmagert und warum Grok bei Vollgas in niedriger Drehzahl fetter läuft als im Bereich der maximalen Belastung. Also bin ich wieder bei der Ducati Map gelandet
Frage: Vorderer Zylinder / Hinterer Zylinder -> 0,2 fetter
Im Anschluss habe ich noch angegeben, dass beim Rotax der hintere Zylinder heißer läuft, weil er im Schweif
des vorderen liegt, weniger Luft abbekommt. Was man dort machen kann: 0,2 AFR Werte anfetten im Lastbereich ab 60% Last im Bereich von 5000 - 8000 U/min. Ich habe es bis zum Begrenzer so eingestellt.Ich habe euch unten das AFR Ergebnis, das ich gerade teste für beide Zylinder als Tabelle mit abgelegt. Im Cruiserbereich (14,7) wird die Einspritzmenge um 25% Prozent reduziert.. schon massiv. Zu massiv vielleicht?
Aber das soll hier keine finale Aussage bleiben. Ich bitte um Korrekturen und Ergänzungen zum Thema. Schließlich ist das alles nur irgendwie zusammengekaut. Wenn alle mithelfen, wird aber vielleicht was Brauchbares draus.
Ich freue mich auf euer Feedback und arbeite es anschließend in diesen Post mit ein.Hier sind meine Daten. Eine Excel mit den Werten und die PCV Map. [ATTACH]n23115[/ATTACH]
Gruß
Steffen
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