Breitbandlambdasonde nachrüsten?
Guten Morgen,
ich weiss nicht, wie ich genau drauf gekommen bin, aber was bei motorradabstimmungen auf dem prüfstand gang und gebe ist (zur optimalen einstellung des gemisches für optimale/meiste leistung und kühlendes gemsich) bekommen in der autoindustrie ja bisher "nur" diesel und schichtlademotoren (die FSI's oder TSI's von VW um mal ein beispiel zu nennen). motorräder bekommen dafür teilweise für die zeit der abstimmung bis zu 4 lambdasonden (zylinderselektiv), allerdings laufen die später nicht mehr im closed loop mit der bordeigenen lambdasonde.
zum eigentlichen thema: kann ich sowas auch bei meinem auto nachrüsten und sinnvoll zum laufen bringen?
die idee ist, vorallem im volllastbetrieb oder beim beschleunigen das gemisch etwas abzumagern und so den motor sparsammer laufen zu lassen hierbei muss aber natürlich der lambdawert kontrolliert werden, ein zu mageres gemisch wäre fatal.
im steady state betrieb greift ohnehin die lambdaregelung des benzinsteuergeräts und greift über die einspritzteiten sinnvoll ein. im leerlauf, beim beschleunigen und unter volllast, sowie im kaltlauf wird diese lambdaregelung ausgesetzt (man spricht auch von open loop, weil keine regelung mehr über die lambdasonde stattfindet). das macht im benzinbetrieb auch sinn, weil damit ein immer fettes gemisch gewährleistet wird und die motorinnenkühlung begünstigt wird, die leistung steigt und ausserdem ist ein fetteres gemisch (im gewissen rahmen) ist es besser entzündlich bzw. hat eine höhere flammfrontgeschwindigkeit, dafür steigt der spezifische kraftstoffverbrauch ebenfalls und damit auch der verbrauch überproportional
dieses anfetten ist sinnvoll im benzinbetrieb, im gasbetrieb jedoch gehen ein paar vorteile flöten:
1. innenkühlung des motors: die verdampfungskälte wird dem gas schon im verdampfer genommen (um mal ausschliesslich bei verdampferanlagen zu bleiben!!! ) und das gas weist temperaturen an/in der rail von knappen 50°C auf (selbst ausgelesen), also macht es im gasbetrieb keinen sinn, hierfür eine höhere menge einzuspritzten.
2. leistungssteigerung: beruht im wesentlcihen auf der höheren flammfrontgeschwindigkeit und darauf, dass ein fettes gemisch besser "zündet" und mehr HC-molekühle schneller ein entsprechendes O² finden. bei LPG ist aber bekannt (und so auch in den herstellerunterlagen vermerkt), das zu fette gemische nicht sauber verbrennen.
bei LPG im gasförmigen zustand kommt der nachteil hinzu, dass das gas ein grösseres volumen einnimmt als der entsprechende teil benzin (da ist es ja vernachlässigbar) und dadurch weniger luft in den brennraum kommt und das gemisch dadurch einmal zwangsläufig noch fetter ist und man alles in allem weniger gemsich im brennraum hat.
3. kaltlauf der motoren: einmal natürlich um die höheren reibungsverluste auszugleichen die ein kalter motor mitbringt und aber auch um kondensationsverluste (des flüssigen kraftstoffs an den zylinderwänden) auszugleichen, wird wesentlcih mehr kraftstoff zugeführt. weil hier natürlich nicht mehr von einem stöchiometrischen gemsich zu reden ist, kann die herkömmliche lambdasonde auch nichts regeln und wird ausgesetzt.
manche motoren können aber schon recht schnell, bzw. bei recht geringen wassertemperaturen auf gas schalten (ich hab momentan 25° C), da läuft der motor noch in der warmlaufphase. bei mir spritzt er dann in etwa den faktor 3 an kraftstoff ein, sprich auf die ersten 5km in der stadt bei kaltem motor braucht der gute wahrscheinlich ähnlich viel wie die weiteren 25 auf der BAB bei strich 120.
lange rede, garkein sinn: da LPG irgendwo erst bei minustemperaturen wieder kondensieren würde, ist die mehreinspritzung überflüssig und könnte "wegrationalisiert" werden.
um gleich mal eins vorneweg zu nehmen: abmagern ist nicht mit einem magerlauf des motors gleichzusetzten, sprich wenn ich sage, dass ich den motor abmager, dann läuft der immernoch im fetten bereich oder bei lambdawerten unter 1, aber eben nicht mehr so, wie es das benzin-stg für den benzinbetrieb berechnet (mit teilweise recht beachtlichen einspritztmengen), sondern so, wie es für den betrieb unter gas sinnvoll ist.
der witzt ist ja, das alle diese funktionen schon ohnehin als programmmöglichkeiten in der gasanlagensoftware vorhanden sind, zumindest bei meiner BRC-anlage, da kann man wunderbar die anreicherung im tip in/tip out (also beim "aufs-pedal-latschen" bzw. "aprubt-vom-pedal-gehen" ), cold strategies (einstellbar in welchem temperaturfenster die anlage wie anreichern/abmagern soll) und leaning in open loop (sprich abmagern unter "volllast" wenn die lambdasonde ausgesetzt wird).
nur um diese einstellungen in einem vernünftigen rahmen vornehmen zu können und den motor in sicheren betriebsbedingungen zu halten ist eine breitbandlambdasonde von nöten.
ich weiss nun, dass diese breitbandsonden eine steuerung mittels steuergerät benötigen. dieses wird bei standardmässig ausgerüsteten fahrzeugen im normalen steuergerät integriert sein und in dem fall, müsste das gas-stg diese auch per obd auslesen können.
wie kann ich aber nun eine breitbandsonde bei meinem "uralt"-eisen nachrüsten und die signale sinnvoll an das gas-stg bringen. einfach irgendwo an nem kabel abgreifen geht ja schlecht, oder? zudem benötige ich ein extra steuergerät für die lambdasonde.
haben wir hier ein paar "spezies" die sich ein wenig damit auskennen? auch gerne konstruktive kritik.
vielen dank und gruss
Michi
PS: bestimmt lohnt sich das rein finanziell gesehen nicht, aber mir gehts erstmal um ein funktionierendes gedankenmodell und 2. ums prinzip 😁
5 Antworten
Hi Michi,
ich glaube, in deinem Fall solltest du dich in einer ruhigen Minute mal mit Werner Gieger unterhalten (www.autogas-gutachten.de). Ich persönlich halte ihn für den deutschen "Gaspapst". Er ist, meine ich, der Einzige, der einen Fiat Dukato (WoMo, Diesel) mit LPG fährt und ein Fahrzeug für Lehrgänge hat, in das ich Glaube 7 oder 8 funktionsfähige Gasanlagen eingebaut sind. Wenn einer eine Idee hat zu deiner Frage, dann er.
Zitat:
Original geschrieben von PEOPLES
zum eigentlichen thema: kann ich sowas auch bei meinem auto nachrüsten und sinnvoll zum laufen bringen?
Ich hab im Bulli eine Breitbandsonde drin, die mir bei der Abstimmung hilft (-> frei programmierbares Steuergerät)
Es gibt einige System am Markt - ich habe zb. das LC-1 von Innovate drin. dieses Steuergerät (nur für die Breitbandsonde) hat 2 Ausgänge die man programmieren kann, d.h. damit kann man dem originalen Motorstg seine Sprungsonde vorgaukeln 😉
Zitat:
die idee ist, vorallem im volllastbetrieb oder beim beschleunigen das gemisch etwas abzumagern und so den motor sparsammer laufen zu lassen hierbei muss aber natürlich der lambdawert kontrolliert werden, ein zu mageres gemisch wäre fatal.
Beim beschleunigen das Gemisch abzumagern kannst du zwar machen, allerdings geht das stark auf Kosten der Leistung bzw. der Motor kommt im Extremfall gar nicht in die Hufe (gilt für mageres und ZU fettes Gemisch gleichermassen) - mal abgesehen von der Klopfneigung! Die meisten Motoren (Benziner) beschleunigen mit einem Lambda von 0,85 bis 0,9 - weil in diesem Bereich die beste Leistungsausbeute stattfindet. Am sparsamsten fährt man in dem Bereich von ~1,1 -- allerdings ist die zu erzielende Leistung hierbei deutlich geringer.
Ein Magerbetrieb macht nur Sinn bei konstanter Fahrt (konstante Leistung) bzw. leichtem Beschleunigen. Allerdings auch mit gewissen Risiken.
Zitat:
Im steady state betrieb greift ohnehin die lambdaregelung des benzinsteuergeräts und greift über die einspritzteiten sinnvoll ein. im leerlauf, beim beschleunigen und unter volllast, sowie im kaltlauf wird diese lambdaregelung ausgesetzt (man spricht auch von open loop, weil keine regelung mehr über die lambdasonde stattfindet). das macht im benzinbetrieb auch sinn, weil damit ein immer fettes gemisch gewährleistet wird und die motorinnenkühlung begünstigt wird, die leistung steigt und ausserdem ist ein fetteres gemisch (im gewissen rahmen) ist es besser entzündlich bzw. hat eine höhere flammfrontgeschwindigkeit, dafür steigt der spezifische kraftstoffverbrauch ebenfalls und damit auch der verbrauch überproportional
Im leerlauf greift die Lambdaregelung auch. Ein Ottomotor mit Katalysator (abgesehen von Schichtlademotoren) werden immer lambda = 1 betrieben - ausser beim Beschleunigen und bei Vollgas -- selbst bei Vollgas werden manche Motoren "geregelt" (oder bessergesagt "überwacht"😉
Für den Gasbetrieb sollte man vorab wissen:
Die Kennlinien der Sonden sind logischerweise auf Benzin ausgelegt - auf Gas stimmt da so manches nicht. die Breitbandsonde muss dafür auch auf "LPG" eingestellt werden.
Bei der Sprungsonde sollte der lambda 1-Wert gleichermassen bei beiden Kraftstoffen sein. Allerdings die Rampe bei "fett" ist u.a. durch höhere Abgastemperaturen beim Gas verfälscht.
zu 1)
die Verdampfungskälte macht zwar bisschen was aus, aber im Gegensatz zur verbrennungstemperatur doch eher Kleinkram 😉
So weit mir bekannt ist die Verbrennungstemperatur beim Gas eh geringer, weil die Flammgeschwindigkeit von LPG geringer als die vom Benzin ist -> verschleppte Verbrennung -> höhere Abgastemperatur
zu 2)
die maximale Füllung kann geringer sein - allerdings sollte man auch bedenken, dass die 1. "Engstelle" am Motor die Drosselklappe ist, die den Luftstrom begrenzt. Das LPG wird allerdings vor die Ventile eingedüst und so umgeht ein gewisser Anteil die Drosselklappe. Es stimmt allerdings auch, dass der Ventilquerschnitt auch begrenzt.
Aus meiner Praxiserfahrung mit meine Astra G kann ich allerdings sagen, dass bei Vollgas der Motor auf Gas sogar (bei entsprechender Einstellung) einen Ticken mehr Dampf hatte (bei nur 100PS merkt man das 😁 ) - das äusserte sich in einer höheren Vmax auf derselben Strecke bei etwa gleichen Bedingungen - Unterschied laut Tacho bei max. 5km/h
Die Flammgeschwindigkeit von LPG ist nunmal etwas geringer (bei vergleichbarem Lambdawert) - deswegen wäre es möglich den Zündwinkel etwas vorzuziehen. Zusätzlich ist LPG auch noch Klopffester (~110Oktan gegenüber Benzin mit 95 bzw.98Oktan)
Dies bewirkt in dem Fall auch eine gewisse Leistungssteigerung bzw. Senkung der Kraftstoffverbrauchs.
zu 3)
Die Sonde muss zunächst noch aufgeheizt werden, nach 30 sek. sollte dies der Fall sein -- bis dahin ist das Signal der Sonde nicht so toll. Mein Astra hat bereits nach ~1min angefangen zu regeln (auf lambda 1) der Motor muss nicht zwangsläufig ein fetteres Gemisch fahren, sondern er gibt einfach etwas mehr Luft und Kraftstoff hinzu - was einem dauerhaften leichten Tritt auf das Gaspedal gleichkommen würde. Mit zunehmende Motorwärme wird dann zunehmend der Leerlaufregler zugefahren -> weniger Luft -> weniger Kraftstoff.
Allerdings mit LPG sind die Kondensationsverluste nahezu null (ausser bei extremer Kälte) weshalb eine Umschaltung auf Gas unter 10sek. zu eingem regelrechten Absaufen des Motors führt (zuviel Kraftstoff!)
Meiner schaltete bei unter 10° Aussen- bzw. Wassertemperatur nach 15sek. sauber um. bei über 10°C nach 8sek.
Im Sommer bei über 20°C sogar sofort auf Gas (eigentlich 0,5sek 😉 )
Das lief einwandfrei 🙂
Allerdings sollte man dabei behutsam mit dem Gaspedal umgehen, so wie man es eh bei einem kalten Motor machen sollte, allerdings vor allem bei kalten Temperaturen vermehrt, da sonst der Verdampfer einfriert. Und wenn der eingefroren ist, muss man auf Benzin weiterfahren bis alles wieder aufgetaut ist (aber wozu den teuren Sprit vergeuden 😉 )
Im Prinzip wäre also zu jeder Jahreszeit ein Gasstart möglich - allerdings unter der Gefahr dass der Verdampfer einfrieren kann.
Die Mehreinspritzung müsste sogar wegrationalisiert werden, da der Motor zuviel Sprit bekommt und absäuft.
Also ich denke dass die 10sek. auf Gas tolerierbar sind, deshalb würde ich es dort belassen. Ausserdem kommt es den Einspritzdüsen (für Benzin) zugute, die dann auch mal kurz durchgespült werden.
Die Breitbandsonde wird dir dabei nichts nutzen, weil die eh auch zuerst aufgeheitzt werden muss - bei mir dauert das gute 30sek - allerdings warte ich diese auch ab bevor ich starte um eben den Kaltstart weiter zu verfeinern 😉
--- nebenbei bemerkt: der Bulli läuft bisher nur auf Benzin -- LPG kommt später vielleicht noch ---
Warum willst du unbedingt bei Volllast in den Openloop? Die Sonde selbst gibt noch ein Signal aus, es ist nur das originale Benzinsteuergerät was diese Signale ignoriert. Die Gasanlage liest aber trotzdem weiter mit - allerdings muss dabei die Gasanlage richtig drauf eingestellt werden und nachregeln (ich weiss nicht ob deine das kann, meine Prins VSI konnte das nicht, die konnte nur überwachen)
Die Breitbandsonde braucht ein Steuergerät für Sondenheizung bzw. Datenverarbeitung - dies ist bei original verbauten STGs integriert. --> deswegen LC-1 = steuergerät + sonde
Die Breitbandsonde samt steuergerät zu integrieren ist kein Riesenakt:
Alte sonde Raus, neue rein --> zuleitung der Sonde für das Motorsteuergerät an den Ausgang des Kontrollers (der breitbandsonde) an den entsprechenden Ausgang hängen, Zuleitung für das Gassteuergerät an den anderen Ausgang -- dann noch das Gassteuergerät bzw. den Kontroller richtig prametrieren und schon läuft das 🙂
Kostenpunkt für eine LSU 4.2 mit Kontroller: ~190 euro
@jobo
Dieselmotoren mit Gas zu betreiben ist nix neues.....und der von dir genannte ist auch nicht der einzige der sowas am laufen hat 😉
(vielleicht eine Dukato, ja. es gibt aber noch viele andere Dieselmotoren 😉 )
Zitat:
Beim beschleunigen das Gemisch abzumagern kannst du zwar machen, allerdings geht das stark auf Kosten der Leistung bzw. der Motor kommt im Extremfall gar nicht in die Hufe
das wär nciht sinn der sachen und ja auch kontraproducktiv. die leistung muss bleiben, allerdings hängt sich das gas-stg ja auf das benzin-stg und übernimmt die einspritzwerte und reichert diese nach dem hinterlegten kennfeld weiter an um die kraftstoffeigenschaften auszugleichen (LPG hat ja eine geringere dichte, sprich auf das volumen gesehen einen geringeren energiegehalt, deswegen auch mehr lpg als benzin). letztendlich gehts aber nach "gutdünken" des benzin-stg das nun in abhängigkeit von zb. luftmassenmesser, ansaugtemperatur ect. pp "regelt" (bzw. steuert).
die klopfregelung geht doch auch weiterhin vonstatten, sprich das zurücknehmen der zündung und absenken des ladedrucks, egal welcher kraftstoff da durchläuft.
ein magerbetrieb ansich, sprich die werte über lambda 1 zu fahren, würde ich nicht machen. es geht ja für mcih nciht darum, auf teufel komm raus die verbrauchswerte zu senken, sondern eigentlcih die funktion der gasanlage zu optimieren und diese besser auf die eigenschaften des LPG's anzupassen, eine verbrauchssenkung ist der nette nebeneffekt den ich mir dadurch erhoffe.
Zitat:
So weit mir bekannt ist die Verbrennungstemperatur beim Gas eh geringer, weil die Flammgeschwindigkeit von LPG geringer als die vom Benzin ist -> verschleppte Verbrennung -> höhere Abgastemperatur
aus einem anderen forum kenne ich ebenfalls einen volvofahrer der meinen motor (ach ja, ist nen turbo, das sollte event. noch dazugesagt werden) mit einer EGT-Messanlage ausgerüstet hat.
der motor ist zwar ein wenig frisiert (im gegensatzt zu meinem), aber als anhaltspunkt dürfte es dienen: (ich zitiere mal soweit)
gemessen wird nach der turbine des turbos.
Und schon erste Werte:
90km/h leichte Steigung
Benzin 610°C
LPG 590°C
120km/h leichte Steigung
Benzin 640°C
LPG 620°C
90km/h Ebene
Benzin 580°C
LPG 560°C
Leerlauf
Benzin 355°C
LPG 345°C
Zitat:
Warum willst du unbedingt bei Volllast in den Openloop? Die Sonde selbst gibt noch ein Signal aus, es ist nur das originale Benzinsteuergerät was diese Signale ignoriert. Die Gasanlage liest aber trotzdem weiter mit
meine gasanlage hat keinen zugriff auf die lambdawerte und hängt auch (noch) nciht am obd-ausgang des fahrzeugs. bei der BRC kann man das kennfeld auch ohne lambdasignal "erfahren". bei mir ist ja nur eine sprungsonde verbaut (BJ. '98), deswegen kann man mit dem signal bei volllast und anreicherung auch ncihts anfangen (oder seh ich das falsch?), weil die sonde doch eh immer lambda <1 melden würde. deswegen ja auch der "aufriss" mit einer breitbandsonde.
ich will ja wissen, in welchem bereich ich mich unter volllast oder beim gasgeben bewege.
zudem hatte ncih nicht vor, das gas-stg mit dem lambdawerten arbeiten zu lassen, die dienen nur der einstellung, weil es kein sinn machen würde, die lambdasonde des fahrzeugs gegen die der gasanlage "antretten zu lassen". im wesentlcihen würde ich quasi unter vollast schauen, wie die werte liegen und dann pauschal der anlage mitteilen, wieviel (prozentual gesehen) sie von den kennfeld-einspritzzeiten wegnehmen kann, in dem jeweiligen betriebbereich (wärend das benzin-stg die lambdasignal ignoriert)
sinnigerweise führe ich aber die darstellung der lambdawerte mit dem gas-programm aus, so das ich beispielsweise log-files ect. bzw. graphiken usw. ebenfalls mit dieser info "vervollständigen" kann. (wenns denn funktioniert)
Zitat:
Die Breitbandsonde samt steuergerät zu integrieren ist kein Riesenakt:
Alte sonde Raus, neue rein --> zuleitung der Sonde für das Motorsteuergerät an den Ausgang des Kontrollers (der breitbandsonde) an den entsprechenden Ausgang hängen, Zuleitung für das Gassteuergerät an den anderen Ausgang -- dann noch das Gassteuergerät bzw. den Kontroller richtig prametrieren und schon läuft das
Kostenpunkt für eine LSU 4.2 mit Kontroller: ~190 euro
klasse infos 😎, vorallem der name des systems. preislich geht das sogar, wenn man bendenkt, dass eine sonde selbst ohnehin bei 140 tacken liegt. meine ist bereits 12 jahre und 160tkm alt, da darf man ohnehin über nen tausch nachdenken.
ach ja: wie wird die heizung angeschlossen? wenn ich die vor-kat-sonde einfach ersetzte, geht das ja dann auch über das benzin-stg, aber wenn ich die extra zusätztlich setzte?
hab gesehen, die lsu4.2 hat nen m18 gewinde, was ahben den "normale" bosch-lambdasonden, oder wie bekomm ich raus, ob die passt?
gruss und danke michi
achso - ein aufgeladener Motor 😉
das mit dem Abgastemperaturen ist interessant, ich dachte eigentlich eher an Vollgasfahrten - meines Wissens nach wird dort die Abgastemperatur wesentlich steigen bis zur Belastungsgrenze der Turbinenschauffeln.
Teillast bzw. Leerlauf von den Temperaturen her uninteressant, aber es könnte ein Hinweis darauf sein, dass der Wirkungsgrad mit LPG einen Ticken besser ist als mit Benzin (aber dazu bräuchte man noch eine Druckindiziermessung usw).
Ein "normaler" Otto-motor mit Kat läuft immer auf Lambda 1 (deswegen auch eine Sprungsonde, weil die nur ein representatives Signal bei Lambda 1 ausgibt) ausgenommen eben bei beschleunigung bzw. vollgas - dort sollte es im Bereich von 0,85 sein (optimale Leistung).
Das originale Steuergerät anpassen würde nur mittels "Chiptuning" gehen, aber wer würde sich die Mühe auf dem (Rollen-)Prüfstand machen, das ganze einzustellen und rauszufahren (Zündwinkel usw.) zu einem annehmbaren Preis. Der Aufwand ist nämlich recht aufwändig.
Wenn es nur darum geht um rauszufinden wie stark die Beschleunigungsanreicherung bzw. bei welchem Luftverhältnis der Motor bei Volllast läuft, dann würd ich das LC-1 verbauen und am besten sogar mit Anzeige im Cockpit (gibt's für ~80 euro noch dazu). Dann hat man immer etwas im Blick 😉
160tkm - da kann die Sonde ruhig raus 😉
Meines Wissens nach sollten die Gewinde identisch sein - d.h. alte raus, neue 4.2 rein.
Den Kontroller mit dem einen Ausgang (Sprungsondensignal) an das Benzin-STG damit das nicht rummeckert
Den anderen Ausgang entweder an das Gas-STG oder gleich an eine Anzeige im Cockpit.
Eine zusätzliche Sonde halte ich für unnütz - mit der Breitbandsonde sind ja gleich 2 programmierbare Ausgänge vorhanden.
Alledings aufpassen - LPG und Benzin haben unterschiedliche Kennlinien. für die Sprungsondensimulation für das BenzinSTG ist das irrelevant, aber für das Breitbandsignal sollte da schon der richtige Kraftstoff eingestellt sein.
Wie gesagt - ich hab sowas bereits seit einiger Zeit im Bulli drin und es funktioniert richtig gut - allerdings muss zb. bei der Anzeige im Cockpit eine zusätzliche Masseleitung von dort bis zum Kontorller-masserpunkt gezogen werden - leichte Spannungsunterschiede verfälschen den angezeigten Wert.
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Hallo,
nun sind ja einige Jahre in's Land gegangen.
Wie ist eure Erfahrung heute? Laufen eure Breitbandsonden-LPG-Kombinationen noch einwandfrei?
Gruß,
R.