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Audi A4 8E 3.0i auf LPG

Warnung: Dieser Blog gefährdet Ihre Dummheit. Nicht für Bildzeitungsleser geeignet! Als LPG-Umbaublog angefangen liegt der Schwerpunkt nun auf Verbrennungstechnik bei Otto- und Dieselmotoren.

17.12.2010 18:55    |    GaryK    |    Kommentare (7)    |   Stichworte: LPG Grundlagen

Bei der Venturi-Anlage wird der Venturi-Effekt ausgenutzt. Wenn ein Fluid schnell über eine Fläche strömt, so sinkt der Druck auf der Fläche. Beispiel Flugzeugflügel - bei dem muss die Strömung oben am Flügel im Vergleich zu unten einen Umweg machen, die Strömungsgeschwindigkeit steigt, der Druck oben sinkt. Drückts oben weniger wie unten nennt man das "Auftrieb". Das erklärt auch, wieso der Flügel um so mehr trägt, je schneller das Flugzeug fliegt.

 

In einem Rohr kann man eine Venturi-Düse einbauen, deren Funktionsprinzip ist ganz gut in der Wikipedia dargestellt. Die Wasserstahlpumpe funktioniert ebenfalls nach diesem Prinzip. Genau wie der Heckdiffusor bei Rennwagen, auch hier wird Strömung unter dem Auto beschleunigt, der Druck unten sinkt und damit wird das Auto von der umgebenden Luft auf die Straße gepresst.

 

Venturi, geregeltVenturi, geregeltLPG VenturidüseLPG VenturidüseDas schöne am Venturi-Effekt ist, dass der Druck proportional zur Geschwindigkeit ist und somit (theoretisch) immer die selbe Kraftstoffmenge dosiert werden kann. Viel Luft, viel Unterdruck, viel zudosiert. Ungeregelte Venturianlagen haben meist nur zwei Stellschrauben: Leerlauf und Proportionalfaktor. Mit erster stellt man eine Mindestmenge ein (Leerlauf), mit letzter stellt man das Lambda ein - also wieviel millibar Unterdruck (und damit Luftmasse) wieviel zudosiertes Gas bedeuten. Schließlich will man nicht für jeden Motor eine maßgeschneiderte Düse fräsen. Bei geregelten Venturianlagen wird das Gemisch mittels eines Schrittmotors nachgeregelt, daher können diese Anlagen bis zu Euro-2 Motoren eingesetzt werden.

 

Erster Nachteil der Venturidüse ist, dass diese nicht ohne Engpass im Ansaugtrakt funktionieren kann, das nimmt dem Motor obenrum im wahrsten Sinne des Wortes die Luft. Bei starken Saugern wirds keiner vermissen, bei einer Nuckelpinne kann und wird das nervig sein.

 

Der zweite Nachteil ist, dass der halbe Ansaugtrakt mit Kraftstoff/Luftgemisch gefüllt ist. Wird ein Einlassventil undicht oder glimmt dort etwas Ruß, dann knallts. Nennt sich Backfire und sollte in einer idealen Welt nicht vorkommen.


17.12.2010 23:37    |    Erwachsener

Ein paar Anmerkungen nach nunmehr vier Jahren Erfahrung mit einer modernen geregelten Venturi-Anlage (Zavoli RE.G.AL, baugleich zur BRC Just und OMVL Millennium):

 

Erstens, bei Flugzeug-Tragflächen gibt es selbstverständlich einen Bernoulli-Effekt, aber der ist völlig vernachlässigbar. Flugzeuge fliegen, weil die Tragfläche schräg zur anströmenden Luft steht. Wer mal seine Hand schräg durchs Badewasser zieht, wird sofort merken, worum es geht. Das mit dem Auftrieb per Bernoulli-Effekt stand wohl mal falsch in irgendeinem populärwissenschaftlichen (nicht wissenschaftlichen!) Buch, und wie Journalisten so sind, da werden falsche Sachen auch jahrzehntelang immer wieder falsch abgeschrieben, vor allem beim Zusammenstellen von Kinder-Nachschlagewerken. Wer's nicht glaubt, frage gern einen Physiker.

 

Zweitens, „Backfire-Problem“: Daß der gesamte Ansaugtrakt mit Kraftstoff-Luft-Gemisch gefüllt ist, trifft ebenso auf jeden Vergasermotor zu. Daß Vergaserfahrzeuge haufenweise abbrennen oder explodieren, ist mir nicht bekannt. Also übertreiben wir mal diese Gefahr bitte nicht. Wenn man sich das Risiko des Gesamtsystems ansieht, haben Venturi-Anlagen gegenüber sequentiellen andererseits einen erheblichen konstruktiven Sicherheitsvorteil. Da ab Verdampfer alles auf Unterdruck basiert, kann niemals unkontrolliert Gas durch undichte Gasschläuche oder Injektoren austreten, egal ob da irgendwas durch Alterung, Pfusch oder Unfall bricht.

 

Drittens, die „Leistungsminderung“: Venturi-Anlagen führen wegen der Querschnittsverengung in der Mischdüse tatsächlich zu einer Leistungsminderung, und die ist meßbar – aber sie ist (fast) nicht spürbar, denn sie tritt erstens ausschließlich bei Vollgas UND sehr hohen Drehzahlen auf, zweitens reden wir hier von einer Größenordnung von vielleicht 5 %, entspricht 2 km/h geringere Höchstgeschwindigkeit.

 

Sei es, wie es sei. Mancher Venturi-Fahrer findet auch folgendes wichtig: Venturi-Anlagen sind technisch so einfach, daß man sie, wenn man sich auch sonst ein bißchen für Fahrzeugtechnik interessiert, selber überprüfen und einstellen und ggf. auch mal einen Fehler selber suchen und beseitigen kann, was umso wichtiger ist, je weiter die nächste Gasanlagen-Werkstatt entfernt ist. Das vermindert das Umrüstrisiko und die Service-Kosten. Ich habe mir damals schon sehr bald den Anschlußadapter und die Software zur Anlage geholt, sich da einzuarbeiten ist nicht schwer. Nach der Umrüstung meines zweiten gasfahrzeusg (das erste hatte ich mit Anlage gekauft) war lediglich einmal eine Anpassung des Leerlaufgemischs nötig (etwas magerer), das habe ich selber gemacht. Die üblicherweise notwendigen Kennfeld-Nachjustierungen der sequentiellen Anlagen entfallen komplett.

 

Ein weiterer Vorteil von Venturi-Anlagen sei nicht verschwiegen: Die Gasumschaltung geschieht auch bei Kaltstart im Prinzip sofort, einstellbar z. B. bei erstmaligem Überschreiten von 2.000 U/min; auch Gas-Kaltstart ist möglich. Fast alle sequentiellen Gasanlagen brauchen dagegen eine Mindest-Kühlwassertemperatur von 30 bis 40 °C, und damit ist man im Kurzstreckenbetrieb ziemlich gekniffen ...

 

Fazit: Wenn das betreffende Fahrzeug sowieso nur auf Euro 2 bzw. D3 kommt, kann eine Venturi-Anlage eine gute Wahl sein. Kann, muß aber nicht. Alle Anlagentypen haben ihre Vor- und Nachteile.


18.12.2010 12:08    |    GaryK

Was den Bernoulli Effekt angeht, jeder Flügel produziert seinen Auftrieb aus einer Kombination von Bernoulli und Staudruck durch den Anstellwinkel. Wer mag kann verschiede Profile, Anstellwinkel und Strömungsgeschwindigkeiten simulieren, siehe http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/tunsys.html

 

Und wo wir bei den Vorteilen der Venturi Anlage sind sei auch ein Nachteil nicht verschwiegen. Hat der Hersteller des Motors unter Last für eine Schutzanfettung gesorgt und ahmt der Umrüster diese nicht sauber genug nach oder verstellt sich eine der Gemischschrauben ungewollt ... der Magerlaufschaden ist vorprogrammiert. Gerade bei alten Motoren tödlich, die aus thermischen Gründen deutlich fett gefahren werden. Die Möglichkeiten einzugreifen sind konstruktiv halt gering. Da kann schon mal der gute Rat "nicht über 4000 UPM" zu hören sein.

 

Durch die Dosierung des LPGs ohne Staudüse in einen Unterdruck sinkt der Siedepunkt des LPG und damit steigt die Wärmeübergangsleistung der Verdampfer an. Was den Gasstart meist problemlos möglich macht. Könnten sequenzielle Anlagen auch wenn die Hersteller nicht so beschissen billige Verdampfer bauen würden.


21.12.2010 23:03    |    Erwachsener

Der Windkanal-Simulator ist ja niedlich! Aber er hilft uns hier leider nicht.

 

Ich zitiere mal Wikipedia:

 

"Auftrieb entsteht bei Umströmung entsprechend geformter Körper, z. B. Tragflächen. Hierbei wird die Luft nach unten umgelenkt, also beschleunigt. Der abwärts gerichteten Kraft auf die Luft entspricht als Gegenkraft die aufwärts gerichtete Kraft auf die Tragfläche, der Auftrieb. [...]"

 

Weiter unten wird noch direkt auf Bernoulli Bezug genommen.

 

Es gibt hier und da Dinge im Leben, die glauben wir als technisch interessierte Menschen und studierte Ingenieure seit Jahrzehnten zu kennen und zu wissen – und dann sind sie trotzdem falsch.


21.12.2010 23:36    |    GaryK

Dann machs einfach. Vergleiche den Auftrieb eines angestellten Bretts mit dem eines angestellten Flügelprofils im virtuellen Windkanal. Beide Effekte spielen eine Rolle.


22.12.2010 15:19    |    Erwachsener

Habe ich schon getan, der Profilflügel bringt ziemlich konstant etwa 10 % mehr Auftrieb als das Brett, aber das sagt doch genau gar nichts über die Wirkung eines eventuellen Bernoulli-Effekts aus. Auch über/unter einem schräggestellten Brett ändern sich die lokalen Strömungsgeschwindigkeiten, die Bernoulli-Regel würde daher, wenn überhaupt, dann auch dort zutreffen.

 

Noch mal, die Windkanal-Simulation ist nett, aber bringt uns in der entscheidenden Frage nicht weiter. Denk doch statt über Drücke und Strömungsgeschwindigkeiten mal über Impulserhaltung nach, vielleicht wird dann besser verständlich, warum dynamischer Auftrieb immer erfordert, daß das Medium, das durchquert wird, nach unten abgelenkt wird. Und zwar möglichst effizient, damit das ganze mit wenig Kraftaufwand geschieht. Reale Flügelquerschnitte mögen uns daher überhaupt nicht „schräg“ vorkommen, dennoch leiten sie den Luftstrom immer nach unten. Gleichzeitig sind sie so geformt, daß der nicht dem Auftrieb dienliche Luftwiderstand möglichst gering ist, und dabei ist die Brettform nicht das Optimum, mal abgesehen davon, daß ein realer Flügel aus mechanischen Gründen immer eine nicht unerhebliche Dicke haben muß.


22.12.2010 15:48    |    GaryK

Gegenfrage: Ist der Bernoulli Effekt zu vernachlässigen? Klares Nein. Ists der alleine? Hab ich nicht behauptet.


23.12.2010 23:06    |    Erwachsener

Ob der Bernoulli-Effekt „zu vernachlässigen“ ist, hängt davon ab, was man unter „zu vernachlässigen“ versteht. Insofern wirst Du von mir jetzt kein Ja oder nein bekommen.

 

Ich will's so präzisieren: Für den Bernoulli-Effekt eine Flugzeug-Tragfläche als Beispiel heranzuziehen ist problematisch, weil dieser Bezug den weitverbreiteten Irrtum perpetuiert, der dynamische Auftrieb bei Flugzeugen käme eben vom Bernoulli-Effekt. Daß und warum genau das nicht stimmt, habe ich versucht darzulegen.

 

Ich kann keinen zwingen, es zu glauben. Und möchte diesen Streit, der keiner ist, jetzt auch hier beenden.

 

Schöne Feiertage Dir, GaryK, und allen Lesern dieses Blogs.


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Der Schuldige

GaryK GaryK

Senior Chaos Engineer

BMW

Mittvierziger, GebrauchtfahrzeugbiszumTüvTod Fahrer.

 

Forenpate / Moderator "Alternative Kraftstoffe, Sportwagen, Rover, BMW"

Informationen

LPG macht süchtig.

 

Ehemals:

  • Honda Civic GT 1.5i, BJ 1985. Kein Gewicht, kein Fahrwerk.
  • Ford Escort 1.6 Ghia, viel Durst um nichts.
  • Vectra B 1.8/16V Edition 100, LPG Landi Renzo IGS, gekauft bei 66.000 km,verkauft bei 220.000 km. Zuverlässiger Poltergeist.
  • Audi A4 3.0i, LPG mit BRC Plug & Drive, gekauft mit 82 tkm und sofort auf LPG umgebaut. 247 tkm und "Tod durch abgerissene Zündkerze". Bei einer Inspektion. Statt "Kopf ab und ausbohren" geht die eben nach Polen. Die Karre zickte an allen Ecken, aber NICHT wegen LPG. Es sei denn, ein kaputtes Schaltsaugrohr / Schiebedach / Querlenker kommt von dessen negativer Aura.
  • BMW Z4 Coupe E86, 3.0SI, gekauft bei 83.000 km. LPG ist drin, rennt wie Hölle

 

(ehemalige) Motorräder:

  • GSX400E
  • XJ600 (51J)
  • YZF600R - hammergeile Ergonomie, Fahrwerk / Motor suboptimal
  • GSX-R 750 mit LSL Lenkerumbau. Geiler Motor und Fahrwerk, aber leider suboptimale Ergonomie.

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