Teil 5: [55 Kompressor] Looped Fuel Rail

[spaetbremser]

looped-fuel-rail

Das Looped Fuel Rail wird von vielen als unnötig oder Geldverschwendung angesehen.
Ich selbst habe Jahre lang das Ganze belächelt und hielt ebenfalls für Geldverschwendung.
Bis ich ein interessantes Gespräch mit einem Ingenieur geführt habe, der alle seine Fahrten logged.
Der hat eine interessante Entdeckung gemacht und ist dem auf den Grund gegangen.
Ich habe mir die Messdaten ebenfalls angeschaut und bin zur gleichen Erkenntnis gekommen wie er. Nur mit dem Erklären wird es ein bisschen schwieriger.

Wirkung:
Ich kann es mir nicht wirklich erklären, und es funktioniert.
Fakt ist, dass vor allem die Zylinder 1 und 8 in der Klopfregelung bei Volllast am meisten zurück geregelt werden.
Und beide Zylinder laufen magerer als alle anderen.

Zylinder 1 ist am weitesten von der Kraftstoffzufuhr ins Rail entfernt und wird nur einseitig mit Kraftstoff versorgt. Bis Zylinder 1 liegt die höchste Reibleistung im Rohr vor und damit die meiste Druckreduzierung durch Reibung. Zudem hat der Kraftstoff am Zylinder 1 die meiste Sterecke auf dem Motor und kann sich so erwärmen.
Zylinder 1 kann ich mir also noch erklären über die Entfernung.

Zylinder 8 am nächsten dran ist.
Beim Zylinder 8 wird vermutet, dass sich Kraftstoffgasblasen in der Leitung bilden und die sich primär am Zylinder 8 den Weg in die Freiheit suchen und diesen dadurch abmagern lassen.
Die Gasblasen könnten vor allem bei langsamer Fahrt mit wenig Last in der Kraftstoffleitung in der Nähe des heißen Katalysators entfernt.

Die Hypothese zielt darauf ab, dass der erste Zylinder mit der Querverbindung besser mit Kraftstoff versorgt wird und sich mögliche entstehende Kraftstoffgasblasen am Zylinder 8 homogener in der Leitung verteilt werden.

Was mit Sicherheit gesagt werden kann:
Messungen mit Messtechnik und 8 Breitband-Lambdasonden (an jedem Zylinder eine) haben ergeben, dass die Zylinder 1 und 8 am magersten laufen (vor allem 8) und der Effekt mit Looped Fuel Rail nicht vorhanden ist.

Ehrlicherweise kann ich es mir nicht abschließend erklären und stelle lediglich (erstaunt) fest, dass es funktioniert.

Die meisten 55K-Motoren sterben den Kolbentod (gebrochener Kolbenringsteg) am 8. Zylinder. Das rührt von zu hohem Wärmeeintrag, der zB durch magere Verbrennung entsteht. Damit könnte der Effekt des sterbenden 8. Zylinders erklärt werden (Hypothese).

Teil 4: [55 Kompressor] Wie finde ich die richtige Getriebesteuerung?

[spaetbremser]

Wer sich mit dem E55, aber auch mit dem CLS55 oder anderen 55 Kompressor-Modellen auseinandersetzt liest enorm viel zu verschiedenen Getriebesteuerungen.

Vorab:
Die 55 Kompressor-Modelle haben immer ein 5-Gang-Getriebe namens NAG1 oder Baumuster 722.6. Dieses verfügt über ein externes Getriebesteuergerät im Beifahrerfussraum (Ausnahme ist die G-Klasse, dort ist das Getriebesteuergerät auf dem Mitteltunnel.

Das externe Steuergerät macht ein "Upgrade" auf eine andere Getriebesteuerung relativ einfach, da nur umgesteckt werden muss.
Ist in der Upgrade-Software die eigene Getriebeadaption nicht vom Tuner übernommen worden, muss das Getriebe neu adaptiert werden.
Mit zurückgesetzter Adaption geht das in den ersten 500km, oder aber mit Star Diagnose (und zweitem Mann auf dem Beifahrersitz).

Beim Einsatz der Getriebesteuerung ist darauf zu achten, welche Ventile im Getriebe verbaut sind.
Beim 722.643 (55Kompressorgetriebe) sind bis Getriebe-Seriennummer 04 247134 die braunen Modulierdruckventile (Teilenummer A1402770398) verbaut, danach die blauen Modulierdruckventile (Teilenummer A2402770098 oder A2402700089).
Alle "Upgrade"-Steuerungen basieren auf den blauen Modulierdruckventilen!
Im Zweifelsfall sind diese zu tauschen (Pos 30 auf dem EPC-Bild)!

Da jeder Tuner seine Steuerung anpreist und für die schnellste und beste hält, habe ich in den vergangenen Monaten zahlreiche Steuerungen gesammelt und gegeneinander verglichen.

Hier meine persönliche Bewertung.

Vielleicht hilft diese Bewertung dem ein- oder anderen zur Entscheidungsfindung.

Teil 3: [55 Kompressor] Kompressorübersetzung: was ist besser?

[spaetbremser]

Hallo zusammen.

ich werde des Öfteren gefragt, was besser ist als Tuning:
Am Kompressor ein kleineres Kompressorrad montieren, oder an der Kurbelwelle ein grösseres Rad montieren?

Hier mal mein Versuch einer Antwort:

Grundsätzlich:
Unten Größer ist besser als oben Kleiner!
Warum?

1. Weil der Umschlingungswinkel des Kompressorrades auf 2 Seiten kleiner wird, wenn das Rad kleiner wird. Daraus ergibt sich eine gesteigerte Schlupfneigung und die Leistung geht teilweise in Riemenbröseln und Quietschen auf. dem kann man in teilen mit einem Belt Wrap Kit begegnen.
2. Das Kurbelwellenrad ist ein Verschleissteil! mit der Zeit geht die Elatomerentkoppelschicht kaputt und es muss aufgewechselt werden. Ein Tune über das Kurbelwellenrad schlägt 2 Fliegen mit einer Klappe: Verschleissreparatur UND Leistungssteigerung.

Ich würde von allen Kompressorrädern mit weniger als 84mm die Finger lassen!
Warum?
Bis zu 84mm kann man originale Kompressorräder abdrehen mit einem guten Dreher. Diese Räder verfügen über ein geeignetes Lager und einen Stahlring.
Kleiner als 84mm muss ein kleineres Lager verbaut werden und 99,9% der Räder werden aus Alu gedreht (einfacher zu bearbeiten mit höherer Standfestigkeit der Drehmeissel).
Das birgt 3 Nachteile:

1. Die Rollen im Lager haben aufgrund des geringeren Durchmessers eine deutlich erhöhte Eigendrehzahl und sterben mit der Zeit den Hitzetod (Pittings), da es keine geeigneten Lager -in Tragzahl und Drehzahl- auf dem Markt gibt, die auf die Nabe des Kompressors passen. Laufleistungen solcher Lager von 5.000-25.000km sind mir bekannt. danach sind die kaputt.
2. In dem dünnen Aluring ist aufgrund des weicheren Material keine ausreichende Einpresspassung möglich. Und da sich Alu (Ring) und Stahl (Lageraussenring) unterschiedlich ausdehnen, kann es zu Rutschen des Lageraussenrings im Alu bei warmem Motor kommen, vor allem beim Einkuppeln (ruckartig mit hohen Kräften). Das Kompressorrad verschleisst. Laufleistungen von <5.000km bis zum Ausfall sind mir bekannt, ein Beispiel davon habe ich zur Ansicht in der Garage liegen.
3. Für <84mm braucht man ein neues Rad, was in der Regel aus Alu gefertigt wird. Das birgt 3 weitere Unterrisiken:
   • Das Riemenprofil wird in der Regel eckig ausgeführt, was reduzierte Kräfte vom Riemen übertragen lässt. Schliesslich sind spezielle Riemeneinstichmeissel extrem teuer (Objekt zur Anschauung in meiner Garage).
   • Die Nieten der Kupplungsscheibe sind wiederzuverwenden, da es diese auf dem freien Markt nicht käuflich zu erwerben gibt. Der Kompressor nimmt je nach Leistung zwischen 50-70KW Leistung auf. Da macht es für mich keinen Sinn mehrfach verwendete Nieten zu benutzen. Im besten Fall brechen diese und die Federlaschen fressen sich nur durch die vordere Motorabdeckung. Schlimmstenfalls erwischen sie die Wasserleitung oder eine der Ölleitungen. Die Folge ist eine gemütliche Heimfahrt mit dem ADAC-Abschlepper.
   • Fertigungsgenauigkeit: Oft werden die Kompressorräder schnell und in Masse produziert und Detail, wie zB der Abstand zwischen Kupplungsscheibe und Kupplung wird in den Toleranzrechnungen nicht berücksichtigt. Das kann unter umständen zu einem deutlich zu hohen Lüftspiel führen, was zu ruckartigem Kompressoreinkuppeln führt.

[55Kompressor] Preis und Leistung von Tuningmaßnahmen

[spaetbremser]

Präambel:
Alle Angaben sind ca.-Angaben.
Nicht alles ist 1:1 addierbar und hängt immer vom Motor und seiner Laufleistung ab!
Wichtigste Verschchleisspunkte am M113ML:
- innere Dichtheit des Kompressors
- Steuerkettenlängung
- Dichtheit der Ventile
- Dichtheit der Kolbenringe

Erfahrungswerte:
Ich hab lausige Motoren hier gehabt mit einem "600PS-Paket", die auf dem Prüfstand nur 512PS gebracht haben. Der Wagen hatte eine entsprechende Laufleistung und leider keine Eingangsmessung.
Ich hab auch neu gebaute Motoren hier gehabt, die ich auf ca 570PS geschätzt hatte und die mit 610PS von der Rolle kamen

Preise und Leistung:
Ich beschreibe hier mal den von mir empfohlenen Tuningweg.
Warum empfohlen: Weil die Angabe von Preis und Leistung es für mich zum logischen Weg machen.
Ich gehe hier von den Preisen für mein Teilen aus.
Alle Angaben beziehen sich 102Oktan Kraftstoff.
Alle Angaben ohne Kleinmaterial, Einbau, Anpassungen und Software, sofern nicht extra angegeben.

Stufe 0,5:
- Kleineres Kompressorrad 87mm
- passende Software
Ich rate explizit von kleineren Kompressorrädern als 87mm ab.
Warum: Diese sind mit kleineren Lagern mit kleineren Rollen ausgestattet. Die Rollendrehzahl ist für die Anwendung deutlich zu hoch (bis zu 100.000U/min). Zudem werden die Räder aus Alu gedreht, was die Presspassung des Lagers unter Erwärmung am Motor zu sehr schwächt, sodass der Lageraussenring in Bewegung kommt. Ist dieser einmal gerutscht, ist der vollständige Ausfall eine Frage von relativ kurzer Zeit. Ich hab ein solches 83er Kompressorrad bei mir mit gerade mal 6.500km Laufleistung nis zum Ausfall.
Zudem sind die Nieten für die Laschen nicht als Ersatz bestellbar, sodass diese beim Umbau der Kupplung wiederverwendet werden müssen. Das ist für die Haltbarkeit nicht toll und kann sogar zum Liegenbleiber führen, wen sich eine Lasche löst und entweder den Riemen oder den Wasserschlauch zerfetzt.
--> 1500€ für ca 70PS mehr

Stufe 1:
- Grösseres Kurbelwellenrad 172mm,
- Belt Wrap Kit
- NT-Pumpe
- passende Software.
--> Das sind ca. 90-100PS für im Paket 2500€ (ca. 25€/PS).

Stufe 2:
- Nockenwellen SLR mit Bearbeitung, Einbau und Einmessen:
Das interessante an dem Umbau ist nur die Motorcharakteristik. In der Serie fällt die Drehmomentkurve ab ca 5.200U/min ab. Besonders der G55 wird dann recht zäh und fühlt sich nicht unbedingt wie ein 500PS-Auto an. Durch das einmessen verschiebt sich der Punkt des Drehmomentabfalls auf ca. 5.500U/min und mit den eingemessenen SLR-Nockenwellen auf ca. 6.100U/min. Der Wagen geht gefühlt oben raus deutlich besser und freier.
--> 2500€ ca. 30-35PS (80€/PS).?

Stufe 3:
- Drosselklappe 82mm:
--> 750€ für ca. 10-15PS (50-75€/PS)

Stufe 4:
- Fächerkrümmer mittellang E/CLS/SL: 1300-1500€ für ca. 25-35PS (35-60€/PS). Der Einbau mit Kleinmaterial und Anpassungen ist hier unter Umständen erheblich mit ca. 500-600€. Dann verschiebt sich das Preis-Leistungsverhältnis nämlich auf ca 50-85€/PS
- G55: "Fächerkrümmer" von Kleemann: 2200€ für ca. 15-20PS (110-150€/PS).

Stufe 5A:
- Trennung des NT-Kühlsystems vom Motorkühlsystem
G55: nicht erforderlich, da einziger Schnittpunkt der Ausgleichsbehälter ist
E55/CLS55/SL55: ca 400€ inkl Material und Einbau
S55/CL55: ca. 450€ inkl Material und Einbau
Die Mehrleistung ist fraglich, das es nie einzeln gemessen wurde. Helfen tut's auf alle Fälle.
Ich rate von drucklosen Umbauten mit BMW-Lenkungsölbehältern ab, da das Kühlwasser damit lokal kochen kann und eben keine Kühlung mehr herbeiführen kann.
--> individuell

Stufe 5B:
- grosser NT-Kühler
E55 bis 2004; CLS55: 750€ für eine mir noch nicht bekannte Mehrleistung
G55: ca. 1.000€ in Einzelanfertigung inkl Einbau und Anpassung für eine mir noch nicht bekannte Mehrleistung?
SL55: ca. 900-1.000€ in Einzelanfertigung inkl Einbau und Anpassung für eine mir noch nicht bekannte Mehrleistung??
S55/CL55: ca. 400€ vom S65??? für eine mir noch nicht bekannte Mehrleistung???
--> individuell

Stufe 6:
- Individuelle Umbauten mit anderen Kolben, Kompressoren, NT-Kühlungspaketen, Zusatztanks, bearbeiteten Köpfen, SLR-Einspritzdüsen, SLR Auslassventilen, geänderten Ventiltellern, Klimakühlung der Ladeluft etc
--> individuell Hier sind schnell 20.000€ für ein 850PS-Motor ausgegeben.

[55 Kompressor] Teil 2: Belt Wrap Kits

[spaetbremser]

Wirkung:
Der Riementrieb für den Kompressor ist beim Serienmotor schon relativ grenzwertig ausgelegt.
Beim Zuschalten der Kompressorkupplung rutscht der Riemen über das Kompressorrad, weil nicht genügend Kraft übertragen werden kann.
Das liegt zum einen an der Vorspannung durch den Riemenspanner und zum anderen am schlechten Umschlingungswinkel des Riemens am Kompressorrad. Kurzum: die Auflagefläche ist zu klein.
Bei getunten Motoren mit geänderter Kompressorübersetzung (grosses Pulley unten und/oder abgedrehtes Kompressorrad) wird es schlimmer/schlechter.
Das liegt unter anderem am Umschlingungswinlel des Kompressorrades, der nach dem Abdrehen bzw Montieren eines Kurbelwellenrades nochmal schlechter wird.

Es entsteht mehr Schlupf, der den Verschleiss des Kompressorriemens fördert und es geht Leistung über Schlupf verloren.
Oftmals gibt es auch ein "Quietschgeräusch" beim Zuschalten des Kompressors.

Abhilfe bringt hier ein Belt-Wrap-Kit, das mit einer zusätzlichen Umlenkrolle den Umschlingungswinkel am Kompressorrad und am Pulley erhöht.

Unterscheidung:
Aktuell werden 2 "Systeme" unterschieden:
- einzelner Halter
- doppelter Halter mit "Brille" und Befestigung an der Doppelten Umlenkrolle.

Vor- und Nachteile der "Systeme"
einzelner Halter:
+ Riemen können einfach gewechselt werden.
+ volle optische Integration
+ Schieflauf des Riemens ist bei korrekter Montage ausgeschlossen aufgrund der kleinen Toleranzkette
+ keine zusätzliche Belastung der Befestigungspunkte
+ keine Zusatzbelastung der Schraube an der doppelten Umlenkrolle
+ Kein Anschlusspunkt wird auf Scherung belastet
- komplexere Auslegung und Fertigung, dadurch etwas teurer.

doppelter Halter mit Brille:
- Halter muss ausgebaut werden zum Wechsel der Riemen
- Risiko von Schieflauf deutlich höher aufgrund der langen Toleranzkette und dadurch notwendigen Maßhaltigkeit der beiden Halter
- zusätzliche Belastung der Schraube an der doppelten Umlenkrolle (diese ist eh schon grenzwertig im Serientrim. Belegt durch diverse abgerissene Schrauben. Nachzulesen in verschiedenen Foren)
- komplexere Montage des Kits
+ Billige und einfache Herstellung, weltweit sehr oft kopiert.
- durch das häufige Kopieren ist die Qualität oft fraglich (Toleranzen, Qualität der Lager).

Im ersten Bild sieht man die Version mit einzelnem Halter, im zweiten Bild die Version mit doppeltem Halter. Im dritten Bild ist der Kraftfluss für das BWK mit doppeltem Halter mit Brille dargestellt.

Teil 1: Was man an einem 55er Kompressor alles machen kann...

[spaetbremser]

Hallo zusammen.

In den letzten Jahren habe ich mir -zusammen mit Freunden- das eine oder andere an 55er-Kompressorwissenund Erfahrung erarbeitet.

Da in meinem Bekanntenkreis viele 55er Kompressor fahren, will ich hier das eine oder andere weitergeben.

Bei dem Motor handelt es sich um den sogenannten M113KE55ML-Motor aus dem Hause AMG.
Der 90°V8 ist im Aufbau recht stabil und der Block sollte locker seine 800PS vertragen. Vorteil des Motors ist die Verwandtschaft zum M112 und M113 aus zahlreichen Serienprodukten. Dadurch sind viele Teile aus anderen Fahrzeugen übernehmbar oder können durch sie ersetzt werden.

Zudem ist der Motor sehr stark mit dem M155 aus dem McLaren SLR verwandt, was wiederum Möglichkeiten bietet von dort hochwertigere Teile zu übernehmen.

Im Grundsatz gibt es 3 Themenfelder für Tuning:
- Innermotorische Änderungen
- Ladedruckanpassung
- Ladeluft-Management und weitere Themen

1.) Innermotorische Änderungen:
Der M113ML ist ein recht stabiler Freund, der im ersten schritt keine Abänderungen braucht. Pleuel, Kurbelwelle, Block etc sind für mehr als 700PS gut.
Schwachpunkt sind die Kolben, die im MJ2005 geändert wurden. Auch auch diese sind aus der Erfahrung heraus für ca. 640PS gut.
Darüber würde ich auf Rennsportkolben umsteigen, zB von Weistec oder CP
Die Köpfe sind sehr gut erweiterbar in den Kanälen, was einen deutlichen Leistungsgewinn bewirken kann. Die Auslassventile sollten bei >620PS ersetzt werden gegen die des McLaren SLR.
Die Nockenwellen können ebenfalls gegen die des SLR oder des CLK-DTM-AMG getauscht werden und bringen dadurch nochmals eine Mehrleistung.

2.) Ladedruckanpassung:
Die wohl einfachste Art den Tunings ist die Änderung der Kompressorübersetzung.
Dies kann auf 3 Arten erfolgen:
- Vergrösserung des Kurbelwellenrades
- Verkleinerung des Kompressorrades
- Kombination aus beidem
Allerdings rate ich dringend an ein Belt Wrap Kit zu benutzen!
(hierzu wird es weitere separate Artikel geben)

3.) Ladeluft-Management:
Die Ladeluftkühlung des M113ML basiert auf einem wassergekühlten Ladeluftkühler unter dem Kompressor, einer Umwälzpumpe und einem NT-Kühler in der Stoßstange.
Sollte man mehr als 560-580PS haben wollen ist es dringend angesagt, das Ladeluftsystem mit einem Upgrade zu versehen.
(hierzu wird es auch separate Artikel geben)