Hallo zusammen,
Frank hatte mich zwar rechtzeitig(den Abend noch als hier gefragt und diskutiert wurde) informiert aber bisher bin ich nicht dazu gekommen etwas zu schreiben. Vor allem weil ich das gern detailliert machen möchte und nicht nur einfach so rausklatschen will. Das Thema ist mit das komplexeste was es gibt. Da brauch ich nach so langer Zeit auch Zeit dafür. Vor allem will ich euch ja keinen Blödsinn aufschreiben.
Erst mal zu den allgemeinen Fragen. Im Auspuff laufen viele Prozesse ab unter anderem läuft eine Druckwelle durch das Gas im Auspuff. Eine Druckwelle in einem Gas oder anderem Medium ist physikalisch eine Schallwelle! Die Berechnungen der Resonanzauspuffs fußen auf Formeln der Akustik.
Die Schallgeschwindigkeit ist abhängig vom Medium und damit von der Dichte. Im dichteren Medium ist der Schall schneller.
Luft 20°C 343m/s
Wasser 20°C 1484m/s
Feststoffe, noch schneller( lassen wir hier mal weg weil es dort auch Transversalwellen und mehrfach Reflexion gibt)
Damit sollte auch klar sein das die Erklärung von Ruckzuck nicht stimmen kann. In einem dichteren Medium würde ja die Schallwelle nach seiner Erklärung stärker gebremst als in einem weniger dichten Medium. Diese Erklärung passt dann eher wenngleich auch nicht komplett auf die Dämpfung der Amplitude im freien Raum.
Warum nun die Temperaturabhängigkeit bei der Schallgeschwindigkeit in Gasen? P60W und auch Andere haben es ja schon fast richtig geschrieben. Die Dichte des Gases ist abhängig von der Temperatur, eigentlich geht es in Gasen um die Komprimierbarkeit. Das bedeutet höhere Temperatur = geringe Dichte = höhere/leichtere Komprimierbarkeit = höhere Schallgeschwindigkeit.
Soviel zu den physikalischen Fakten nun zum speziellen.
Im Resonanzauspuff(im restlichen Text einfach Auspuff oder Reso ) laufen zur gleichen Zeit mindestens drei relevante sich überlagernde Prozesse ab, das ist sicher das verwirrende dabei.
1. Das Abgas bewegt sich quasi immer vorwärts im Auspuff
2. Die Druckwelle/Schallwelle bewegt sich durch das Abgas
3. Die Teilchen im Gas bewegen sich im Gas hin und her bzw. werden komprimiert oder entspannen sich.
4. 1-3 haben alle höchst unterschiedliche Geschwindigkeiten!!!!!!!!!!!!!
Weitere relevanten Faktoren für die Komplexität des Auspuff ist:
5. Gas erwärmt sich beim komprimieren bzw. kühlt ab wenn es sich entspannen kann. Wurde auch schon geschrieben: an jedem Teil des Auspuff ist eine andere Auspufftemperatur.
6. Das verbrannte Gas heizt den Auspuff. Mehr Drehzahl - mehr Temperatur(bis der Motor halt nicht mehr liefern kann bzw er aus Resonanz läuft.
7. Die große Oberfläche des Auspuff wirkt als Kühlung(wichtig für den Moment des Schaltens) Somit kühlt das Gas über den Weg zum Auspuffende(Steuerrohr/Stinger etc.) kontinuierlich ab.
8. Die Form der Auslaßschallwelle ist abhängig von der Form des Auslaßschlitzes.
rund/spitz - breiterer flacher Impuls,
gerade - harter kurzer Impuls.
9. 2in1 Krümmer verändern ebenfalls die Form und Höhe der Auslaßschallwelle Richtung flacher(Außnahmen bestätigen die Regel und dann wird es richtig kompliziert)
10 .bei den Drücken der Schallwellen handelt es sich um sehr geringe Druckdifferenzen
Nun wie bekommen wir das Ganze jetzt zusammen? Wichtig für das Verständnis eines Resos ist meiner Meinung nach, dass das Große Ganze nicht bei Null beginnt. Sondern schon einige tausend Umdrehungen läuft. Der Auspuff ist also nicht leer ist und nicht drucklos(gaaaanz wichtig) und es ist alles rasend schnell. Zur Verdeutlichung bei 6000U/min sind es 100x pro Sekunde. Weiterhin wichtig meiner Meinung nach, den Prozess im Kopf nicht nur eine(halbe) Umdrehung sondern zwei oder drei Umdrehungen durch zu spielen. Der Rest ist an sich bekannt aber wir spielen es mal durch.
Auslass öffnet - Hoher Zylinderdruck trifft auf Auspuffdruck(welle), Abgas entweicht in den Auspuff
Abgas bewegt sich ab sofort stetig vorwärts.
Der Zylinderdruck erzeugt einen positiven Impuls( Druck/Schallwelle) im Auspuff
Im Krümmer ist sehr hohe Temperatur - die positive Schallwelle läuft sehr schnell den Auspuff entlang, während das Abgas selbst langsamer läuft bzw laufen kann.
Schallwelle und Abgaslaufen nicht synchron! Das ist wahrscheinlich das wichtigste um das alles zu verstehen.
In der aufgehenden Sektion kann sich die Schallwelle und das Gas entspannen. Schallwelle erzeugt am Auslassschlitz einen negativen Impuls, wird aber langsamer(siehe 5.) dieser negative Impuls wird anfangs vom entweichendem Abgasdruck überlagert, später kann die aufgehende Sektion am Zylinder saugen.
Im Mittelstück wird das Gas weiterhin kühler(7.) Schallwelle läuft langsamer durch das Abgas und im Idealfall unterstützt der dann konstante negative Impuls am Auslassschlitz die Spülung.
Im Gegenkonus wird Abgas und die Schallwelle wieder komprimiert. Gas wird wärmer Schallwelle läuft wieder schneller am Auslassschlitz wird zu diesem Zeitpunkt wieder ein positiver Pulse erzeugt der das vll entwichene Frischgas zurückdrückt.(3.)
Das war (knapp) eine halbe Umdrehung oder vll auch knapp drüber. und wenn ich morgen noch ml drüber lese fällt mir bestimmt noch ein zwei andere Sachen auf die noch beschrieben werden könnten.
Superoptimal ist folgendes: Überlagerung von AuspuffWellen. (mehr als 360° weitergedacht)
Die im Gegenkonus reflektiere Welle läuft ja zurück zum Auslassschlitz. Die Welle ist nicht tot/weg/alle wenn die Betrachtung aufhört :))
Sie ist dann sehr gedämpft und recht klein aber noch da und soll zum Moment des öffnen des Auslaßschlitzes einen sogenannten Vordruck erzeugen.
Der Ausslass öffnet nun gegen ein Positiven Vordruck —> Der Positive Impuls der Schallwelle ist nun höher(als der der 180° Betrachtung) heil sich beide Wellenberge addideren. Sie durchläuft den Auspuff nun wieder mit unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten.
Negativer (Saug)Impuls ist nun niedriger, der Druckimpuls zur Ladung sind nun höher und der Auspuff effizienter.
letzteres ist aber hohe Kunst.
Um einen Auspuff zu tunen bedarf es nun der Abgastemperatur. Die muss man wissen bzw. messen und am Besten an mehren Stellen. Mit den Standardwerten in den XLS bringt das nicht viel, das ist quasi raten. Oder man hat Erfahrung wie lang und welche Form Auspuffs haben sollten.
Es gibt Auspuffs die verzeihen Abgastemperaturschwankungen. Das bedeutete bei uns, mehr Auslass und oder mehr Drehzahl brachte erwartungsgemäß mehr Leistung.
Wir hatten dann ein aber Redesign gemacht. -1000U/min aber mit deutlich höherer Leistung, kein überdrehen möglich. Dieser Auspuff hat dann nicht mehr so erwartungsgemäß reagiert. Weil kleinste Änderungen am Überströmer oder ähnlich die Auspufftemperatur verändert hatte. Um den vorhandenen Auspuff wieder "ans fliegen" zu bekommen musste man am Motor ein zweite Änderung vornehmen um den Auspuff wieder in sein Temperaturfenster zu bekommen.
Drehzahlband entsteht durch Temperaturdrifft. Abgas heizt(6.) und Auspuff kühlt(7.).
Bei mehr Drehzahl steigt die Abgastemperatur weil die Abgasmenge pro Zeit erhöht wird.
Ziel ist es die Abgastemperatur so kontrolliert steigen zu lassen das es über einen breiten Drehzahlbereich Resonanz gibt und das beim Schalten(kurze Abkühlphase) die Auspufftemperatur wieder auf den Bereich fällt die man bei niedriger Drehzahl braucht.
ich hoffe das passt in einen Post
Noch Fragen?
2TViper