Solidsnaker hat geschrieben:Ja ich hab das hier mal mit rein getextet, weil es ja vielleicht den einen oder anderen Interessieren könnte...
Die Rubrikwahl unter Tuning schien mir am Sinnvollsten, möge man es dahin verschieben wo es beliebt.
Ich hab gerade etwas Zeit gefunden mich mal hinzusetzen und eine kleine Abhandlung über die Schmalband, / Breitband Lambdasondennummer die hier ja neulich öfter hochkam zu tippen.
Vorab die These:
"Verbaut man eine Lambdasondenanzeige, und zeigt diese 2 grüne Lichter unter Volllast, bin ich mit dem Ladedruck und Sprit auf der sicheren Seite."
Dem ist nicht so.
Aber ich fange mal ganz simpel an:
Die Maschine verbrennt in einem bestimmten Verhältnis eine Mischung aus Benzin und Luft. Aber nicht alle Gemische. Im Falle eines Gemisches aus einem Gramm Luft und einem Gramm Benzin wird es nicht verbrannt, weil es zu "fett" (rich) ist. Es enthält zu viel Benzin. Falls das Gemisch 1 KG Luft und 1 Gramm Benzin hat, wird es auch nicht verbrannt, weil es zu mager (lean) ist.
Das perfekte Gemisch das komplett rückstandslos verbrannt wird liegt bei einem Verhältnis von 14,7 Luft zu 1 Benzin. Ob nun Gramm zu Gramm oder Tonne zu Tonne. Dieses Verhältnis nennt man ausgewogen (stoichometric). Dies stellt den "gelben" Bereich der Air/Fuel Anzeige dar.
Wofür braucht man das nun, außer man weiss, dass ein Ideales Gemisch "ganz toll" ist?
Braucht man das Verhältnis für maximale Power, größtmögliche Reichweite, oder geringste Emissionen, oder?
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Richtig, für die Abgaswerte und die Umwelt, rettet die Wale, umarm einen Baum, und so weiter.
Logischerweise fertigt die Industrie die Fahrzeuge so, dass sie möglichst wenig Emissionen durch einfache Mittel für wenig Geld ausstoßen. Unterstellen wir das einmal, und behalten im Hinterkopf, bei einem Gemischverhältnis von 14,7:1 gibt es eine rückstandslose Verbrennung mit geringsten Emissionen i.V.m einem Katalysator.
Gemische mit magerem Verhältnis meinetwegen 18:1 sind für "mehr KM pro Liter Sprit" gut. (Logischerweise, denn sie enthalten weniger Sprit). Unter anderem hab ich über etwas Elektronik das Gemisch der Supra im Teillastbereich und Standgas auf 17:1 gelegt, und komme bei ~ 160km/h auf der BAB etwa 100 km weiter, auf Kosten von höhere Abgastemperaturen die bei etwa 750C°im Teillastbereich liegen.
Das funktioniert allerdings nur im Teillastbereich. Fährt man Vollgas mit 17:1, macht man das etwa genau 30 Sekunden wenn man Glück hat.
Beschleunigung braucht ein viel fetteres Gemisch, auch als 14,7:1 bei Saugmotoren etwa 12:1 und bei Turbomotoren sogar 11:1.
Wie VIEL Fetter bestimmt sich auch durch andere Faktoren, Ladelufttemperatur, Zündzeitpunkt Verbrennungsraum etc...
Zwei Beispiele:
Eine Maschine bei leichtem Druck, etwa 0.5 bis 0.75 Bar, mit einem Monster Ladeluftkühler der die Ladelufttemperaturen immer auf Umgebungstemperatur hält, mit perfekt eingestellter Zündung und einem Top designtem Verbrennungsraum bei 100 Oktan Sprit benötigt unter Volllast nicht mehr wie 13,5:1. Mehr Sprit bringt nicht mehr PS. Eher weniger. Das optimale Gemisch unter Volllast ist:
So mager wie möglich, ohne klingeln und so kalt wie nötig
Die gleiche Maschine mit doppeltem Ladedruck, bei 95 Oktanen Sprit, schlechtem Ladeluftkühler und einer schlechter Vorzündung plus einem schlechten Kühlsystem läuft am Besten 11:1 oder sogar 10:1. Das sind gut und gerne 20 - 30% mehr Sprit hauptsächlich um das Gemisch runter zu kühlen, und es vor Klingeln zu bewahren, was in einem Motorschaden resultieren würde. Das nennt man dann wohl "Benzindusche", da die Benzintröpfchen alle Hitze der rotglühenden Ventile, Kolben und der Gemischtemperatur aufnehmen, und letztere runter gekühlt wird.
Derselbe Effekt als wenn man Wassertröpfchen auf die nackte Haut sprüht, (wie diese Blumenzerstäuberwasserdinger). Pustet man über die benetzten Hautstellen, wird es kühl.
Auch wird die Geschwindigkeit der Verbrennung beeinflusst, aber Hitzeaufnahme ist der Hauptgrund für ein so fettes Gemisch.
Im Grunde ist es Spritverschwendung, da Sprit nicht die Kühleigenschaften von Wasser oder Methanol besitzt. Der aufmerksame Leser wird jetzt hier an die Wassereinspritzung denken, und exakt dafür ist diese gut.
Wie verhindere ich hohe Brennraumtemperatren, bzw. wie lese ich sie ab?
Hier beginnt das eigentliche Thema. Um Gemischverhältnisse ablesen zu können, müsste man ja in der Theorie in die Verbrennung "hinein" schauen. Geht aber nicht. Also benutzt man Sonden.
Es gibt zwei verschiedene Arten, und zwar Schmalband und sogenannte Breitbandsonden.
Lambda Sonden sind nichts anderes als Luftfühler. Sie messen den Restsauerstoff in den Abgasen in Verbindung zur Aussenluft und geben dann eine bestimmte Spannung aus. Sie verschleißen mit der Zeit durch alter und Gebrauch, und nach ein paar Jahren werden sie langsam und ungenau.
Die Benzin/Luft Anzeigen wie diese zeigen den Output der Sonde an. Also liegt die "Schuld" für falsche Ergebnisse nicht bei den Anzeigen, sondern den Sonden. Als Ausnahme gilt noch der innerer Widerstand der Anzeige selbst. Wäre dieser niedrig genug, beeinflusst die Anzeige das Signal zum Steuergerät selbst, was zu weiteren Fehlern führt. Anzeigen höherer Qualität (wir reden immer noch von Schmalbandsonden Anzeigen!) von renommierten Firmen haben das Problem nicht.
Erinnern wir uns daran, dass der Zweck der Serienlambda Signale für die Steuereinheit produziert, und nicht für den "Discoeffekt" und hin und her Geblinke beim Fahrer sorgen soll. Einzig und allein soll sie dem Steuergerät sagen, ob das Gemisch fetter oder magerer als 14,7:1 ist. Das wars dann aber auch schon.
Das Gemisch 14,7:1 braucht man um oben erläuterte Emissionen zu kontrollieren, damit der KAT funktioniert. Zu Fett gibt Ablagerungen, zu mager den Hitzetot.
Deshalb ist die Schmalbandlambda nur genau bei exakt 14,7:1 Sie wird ungenau über diesen Punkt hinaus.
FETT wird sowohl bei 9:1, 10:1, uns 12:1 angezeigt. MAGER wird angezeigt, bei 16:1 und 20:1, und so weiter.
Der nutzbare Bereich ist schmal, und die Genauigkeit fällt scharf ab, je weiter man sich von 14,7:1 entfernt wie meinetwegen 12:1 oder 16:1.
Auch ist die Genauigkeit der Anzeige stark abhängig von der Sondentemperatur. In der Startphase zum Beispiel hört die Steuereinheit nicht auf die Lambdasonde, bis diese ihre Betriebstemperatur erreicht hat.
Während die Sonde kalt ist, ist fett "fetter" und mager "magerer". Deshalb sieht man auch keine LED auf der Anzeige, wenn man gerade gastartet ist. Das nette "hin und her" Gespringe der Anzeige kommt erst nach etwa 2 Minuten. Bei zunehmender Temperatur nimmt dieser Effekt ab.
Dieses Diagramm verdeutlicht es ganz gut: CO Teilchen findet man am meisten bei fettem Gemisch. Man beachte auch das lineare Ansteigen unter fetten Bedingungen. Deshalb sind CO Abgase unter Volllast ein guter Hinweis wie fett die Maschine läuft.
Folgerung:
Die Messwerte sind NICHT linear
Die Werte sind nur gut, wenn die Sonde heiß ist.
Weiter muss die Sonde optimal funktionieren, was nur durch Anschauen schwer zu sagen ist. um 13,5:1 ~ 15,5:1 ist die Sonde genau, alles andere ist geschätzt. Aber auch hier gibt es keine Linearität in Abhängigkeit der Temperatur der Sonde. Dies verdeutlicht sogar selbst das Diagramm von einem der renommierten Hersteller solcher Air Fuel Anzeigen. Autometer. Bitte nicht mit Nachbauten wie "AutoGauge" o.Ä. verwechseln.
Die Anzeige hat 6 LEDs um "fett" anzuzeigen. 750mV ist die erste grüne LED der Anzeige, für ein neu, perfekt temperierte Schmalbandsonde ist das exakt das gewünschte 14,5:1 Gemischverhältnis. Die zweite grüne LED liegt bei 800mV, demnach 13.3:1 und die dritte grüne LED 12:1. In der Theorie. Aber da funktioniert auch der Kommunismus.
Aufgrund des Fehlens der Linearität (siehe Oben) wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nie eine 4te 5nfte oder 6te grüne LED angezeigt werden, sicherlich nicht bei Betriebstemperatur. Diese Messergebnisse sind durch Parallelmessungen mit einer Breitband verifiziert. Nach ~30.000km Laufleistung der Schmalbandsonde war deren Genauigkeit wie "weggeblasen". Die Sonde war nicht mal mehr genau bei 14,7:1, sie zeigte magerer als in Wirklichkeit an, was zu einer Falschinformation für das Steuergerät führt, was zu mehr Sprit zum vermeintlichen Ausgleich der Steuereinheit führt als überhaupt notwendig wäre.
Und das bereits nach 30.000km! Was ist mit den Sonden die noch seit Produktion verbaut sind? Danach soll man das Gemisch einstellen?
Die roten LEDs stehen für "mager", noch viel dichter gesetzt als die 6 grünen LEDs. Viel mehr eine "mager" Anzeige, nicht genau wie VIEL mager denn nun.
Für Tuning und Kennfelderstellung ist ein schmalband Sensor nirgendwo gut genug. Für eine Fehlerdiagnose nach einer Veränderung am Fahrzeug ist dieser Schmalband Sensor perfekt.
Ein Schmalbandsensor kann nie sagen, ob die Maschine fett genug läuft.
Das untere Diagramm zeigt einen Vergleich der Schmalband zur Breitband Sonde.
Deutlich zu sehen wie gleichmäßig sich die Breitband Sonde von Fett 10:1 zu mager 20:1 verhält. Im Vergleich dazu die Schmalband zwischen 11.5:1 und 16.5 mit nutzbarem Wert lediglich zwischen 13.5:1 und 15.5:1.
Diese Werte sind fürs Tuning allerdings total uninteressant.
Fazit:
Mittlerweile gibt es Breitbandsonden schon für etwa 250€, DIY Kits schon für etwa 100€
Wirft man jetzt ~ 50€ für eine Schmalband Anzeige raus, hat man eine "tolle leuchtende Anzeige" aber alles andere als eine genau gehende, beständige Tuningmessung.
Nur weil man jetzt eine Grüne LED oder 2 sieht, heißt das noch nicht, dass man auf der sicheren Seite ist. Sondern lediglich, dass man fetter als 14,7:1 läuft. Wie viel fetter, wird nur geschätzt. Zudem weichen die Ergebnisse auch noch bei unterschiedlichen Sondentemperaturen ab.
Grün ist nicht gleich "gut" wobei ich mir den Kalauer mit "diesen hier" spare
EDIT BM50181: Ich habe es mal in die FAQ verschoben, damit es nicht zugemüllt wird.
Wenn Du noch Änderungen machen willst, sag bescheid, dann verschiebe ich den Thread für diesen Zeitraum in ein anderes Forum. Ebenso bei Ergänzungswünschen an mich oder den MOD für die FAQ wenden, der ist dann gerne behilflich.
