Technikbereich: Einzeldrossel

„Warum überhaupt“ oder: „Was Sie schon immer über Einzeldrosseln wissen wollten aber sich nie zu fragen getraut haben…“

Unser 2013er Slalompoloprojekt startete mit der Idee einen seriennahen Einstieg in den Slalomsport zu vollziehen. Sehr kurz darauf übermannte uns die Lust an der Technik und befürchteter Leistungsmangel und wir entschieden uns, den Polo direkt nach Gruppe H Reglement aufzubauen. Im Bereich Motor fällt damit die Hürde dass eine weitgehend serienmäßige Drosselklappe verwendet werden muss.

Natürlich waren wir bereits im Vorfeld infiziert von Ansauggeräusch, welches Gruppe H Fahrzeuge erzeugen, aber warum man das eigentlich braucht, darüber hatten wir nicht nachgedacht. „Es macht einen tollen Krach, also ist es nötig und schnell“ ist da ja gern der erste Impuls. Naja also ohne groß Ahnung zu haben stießen wir auf eine Anzeige in ebay-kleinanzeigen.de wo jemand eine solche Anlage aus dem Motorsportbereich anbot. Es stellte sich dann heraus dass es sich dabei um Frank / Audi50ls aus dem polomagazin.de Forum handelte und seither stecken wir die Köpfe zusammen.

Zurück zum „Warum“ – und ich versuche es einfach zu halten: Ein Benzin-Viertakt-Vierzylindermotor ist an sich eine benzinbetriebene Kolbenluftpumpe. Der Verbrennungstakt treibt diese an. Je mehr Verbrennungstakte pro Zeiteinheit stattfinden und je effizienter die Zylinder mit Benzin/Luftgemisch gefüllt werden, desto mehr Leistung gibt das Aggregat ab. Dazu bedient man sich innerhalb der Grenzen des Reglements vielerlei Kniffe und technischer Maßnahmen. Emissionen in Form von Abgas, unverbranntem Benzin, Lärm spielen dabei eine untergeordnete Rolle und daher findet man diese Technik bei Autos auch so nicht in der Serie.

Angewendet auf den Bereich Ansaugung bedeutet das folgendes: Man möchte dem Zylinder möglichst viel und möglichst kalte Luft zuführen. Im Optimalfall will man sogar Überfüllen, also mehr Luft in den Zylinder bringen als dieser an Nettovolumen bietet. Mit einem aufgeladenen Motor kein Problem und daher findet man dort auch häufig nur eine Drosselklappe. Beim Saugmotor muss man tiefer in die Trickkiste greifen, Form, Länge und Durchmesser der Ansaugkanäle, Drosselklappendurchmesser, Stellung der Einspritzventile und Airboxdesign spielen zusammen mit dem Profil, Überschneidung  und Hub der Nockenwelle und dem Einlassventil eine große Rolle und das ganze setzt sich fort in der Auslegung des Abgasstrangs und der möglichst guten Evakuierung der Zylinder. Richtig dimensioniert kommt es durch die Trägheit der Luft zu Auflade-, und Resonanzeffekten und man erreicht damit im gewünschten Drehzahlband einen hohen Wirkungsgrad und damit ein hohes Drehmoment. Weiterhin verhindert man durch die Vereinzelung der Wege dass möglicherweise zurückgeströmtes Gemisch oder Abgas von einem anderen Zylinder angesaugt wird.  Ich gehe an der Stelle nicht tiefer denn allein mit diesen Details ließe sich ein Buch füllen. Ich bin auch kein Physiker sondern Hobbymotorsportler.

Schaut man jetzt über den Tellerrand der Autowelt so fällt einem schnell auf dass es daneben eine Kraftfahrzeugwelt gibt wo kleine, hochdrehende Saugmotoren eine Rolle spielen: Motorräder. Und hier kommen nach wie vor Teile und Anregungen her. Aus dem Bereich der Motorradwelt gibt es preiswerte, leichte, zuverlässige, strömungsgünstige Komponenten die man – wenn man sorgfältig wählt und auslegt – an einen Autozylinderkopf adaptieren kann. Und hier meine ich eben insbesondere nicht „Ich hab mir hier mal meine 3F Ansaugbrücke abgeflext und dann mit Silikonschläuchen hier diese Moppeddrosseln drangeklemmt“. Wenn man das richtig machen will muss man (siehe oben) die Längen und Durchmesser beachten und auch dass alles strömungsgünstig ohne Kanten oder Ecken zusammenpasst. Motorvibrationen und Hitze dürfen nicht stören, unbegrenzt Platz ist im Polo auch nicht, eine Airbox – falls verwendet – muss ein ordentliches Volumen haben und darf auch bei hoher Drehzahl (= hoher Luftdurchsatz) nicht drosseln.

Als Fazit bis hierher:

Einzeldrosselklappenanlagen sind nur wirklich sinnvoll im Zusammenspiel mit einem gut gemachten (und drehzahlfesten) Zylinderkopf, einer/zwei gut ausgelegten (Rennsport-)Nockenwelle/n und mit einer sauberen Abstimmung, die sich mit Serienelektronik (meiner Meinung nach) nicht machen lässt. Eine TÜV-Eintragung ist aufgrund fehlender Gutachten zu Geräusch-, und Abgasverhalten entweder ausgeschlossen oder Betrug oder wahnsinnig teuer. Ein solcher Motor wird sich nur noch mit ordentlich Drehzahl gut fahren lassen, das ist mal kurz lustig und beim Motorsport sowieso Gebot – aber für die Straße ist es nichts. Aus einem NZ oder 3F Motor lassen sich mit geringeren Mitteln unauffälliger ein paar schöne PS holen und sogar etwas Drehmoment untenraus, das würde ich jedem ans Herz legen der aus seinem Polo ein kleines Straßenspaßmobil machen will. Ansonsten kann man für die Straße auch über einen 16V Umbau nachdenken, das ist etwas kostenintensiver, bringt aber direkt über 100PS mit, schönen Sound und schönes Ansprechverhalten.

EDKA

Kleiner Appetizer: Provisorisch verbaut in unserem Projektauto sah es zunächst so aus:

Während die Motorradeinspritzanlagen selbst bei den beliebten Portalen keinen immensen Kostenfaktor darstellen so ist das ausprobieren, testweise beschaffen, verwerfen, Maße abnehmen, konstruieren, Teile fertigen lassen, neu ausprobieren… eben schon ein gewaltiger Aufwand. Zudem stecken Jahrzehnte Poloerfahrung mit drin. Daher möchte ich um Verständnis werben dass dieses mühsam angesammelte Wissen nicht en detail hier veröffentlicht wird. Das wäre höchst unfair gegenüber dem Erfinder und auch gegenüber denen die es im Motorsport quasi erproben. Nur so viel: Es gibt zu ähnlichen Preisen fertig gegossene Aluansaugbrücken zu fertig passenden DCOE Drosselklappen. Und die sind dann technisch längst nicht so ausgefeilt wie die Motorradtechnik.

Wer nach all dem Text jetzt immer noch sagt „Mensch, genau! Ich brauch auch dringend sowas“ dem stehen Frank und ich gern zur Seite. Wer das ganze für möglichst billig an einen Serienmotor klemmen will nur damit es einen Riesenkrach macht der muss sich aber anderweitig umsehen.

Franks Anlagen bei ebay Kleinanzeigen (Preise sind symbolisch, es wird stehts nach Anforderung kalkuliert):

Ölkühler

Schraubtag 2.6.16

Unser Ölkühler, der ja schon länger rumlag und auf den Einbau wartete, wurde heute montiert. Dazu haben wir die Schläuche noch schön verlegt und das Kühlergitter ein bisschen aufgefräst. Die Öltemperatur hat das direkt gefreut, die bleibt jetzt auch bei ambitionierterer Fahrweise im erträglichen Bereich. Ein Thermostat im Ölkühleradapter sorgt dafür dass das erreichen der Betriebstemperatur dennoch zügig vonstatten geht.

Dann wurde noch ein bisschen an der Airbox gefeilt, da steht als nächstes füllern auf dem Programm.

Diesmal keine Bilder, wer will kann ja nach „Ölkühler“ googeln 😉

Hashtag #airbox

Schraubtag 18.5.16

Weil die VW I Bremsen noch ziemlich gut sind haben wir halt mit der Airbox angefangen. Zuvor hatten wir schon mal die Honda Mopped Airbox zugeschnitten, so dass sie zwischen die Drosselklappen und die Spritzwand passte

Da die Airbox dann leider unten komplett offen war musste die jetzt also wieder verschlossen werden und links ein ein Rohrbogen ran. Dann haben wir das ganze mit Styrodur und Heisskleber grob modelliert, darüber kam großzügig Spachtelmasse. Das lassen wir erstmal aushärten, beim nächsten Mal kommen noch ein paar Stellen / Schichten dazu, dann wird alles geschliffen, gefüllert, nochmal geschliffen und dann wollen wir eine GFK Form davon abnehmen.

Weiterhin wollen wir unseren Drehzahlmesser gelegentlich mal auf einen Messbereich von bis zu 10.000 u/min erweitern, dazu haben wir mittels GIMP eine Drehzahlmesserfolie gemacht, wird es hier dann auch mal zu sehen geben.

 

Kleinigkeiten und Ausblick

Die letzten Polo-Einsätze waren eher kosmetischer Natur, paar unnütze Plastikteile rausgeworfen, Drehzahlmesser zur Funktion am Steuergerät überredet, Kombiinstrument nachgearbeitet, weil die Uhr ohne Licht war und die Benzinanzeige nicht zuverlässig ging. Dann sind wir der Mopped-Airbox zu Leibe gerückt und haben diese derart eingekürzt dass sie jetzt zwischen Motor und Spritzwand passt. Nächste Ziele:

Airbox aus GFK zaubern

Ölkühler verbauen

erleichterte Kurbelwelle, neue Ölpumpe, Ölhobel, modifizierte Ölwanne verbauen

VW2 Bremse an der Vorderachse verbauen

Einzeldrossel

Der Name ist Programm, wir haben zwischenzeitlich mal testweise eine Einzeldrosselanlage von einer Honda Fireblade montiert. Mit der Schrick 268° Nockenwelle bringt das zwar nicht mehr Leistung, es macht aber schön Krach. Das Leben stark vereinfacht hat uns dabei eine wunderbar gefräste, mehrteilige Adapterplatte von cadcar.de. Die lag jetzt schon so lang rum, da musste dringend etwas geschehen. Und so klingt das:

https://www.dropbox.com/s/toqjideigmczbrt/20160207_170608.mp4?dl=0

Jetzt fängt natürlich die Abstimmerei wieder von vorne an und wir müssen da noch eine Airbox drumrum zaubern aber grundsätzlich sind wir uns einig dass das so gehört. Nächster großer Schritt wäre dann eine entsprechend gewalttätige Nockenwelle und ein rein mechanischer Ventiltrieb ohne Hydros.

Erstes 2016-Update

Hallo und Frohes Neues liebe Leser!

Es hat ja leider länger keine neuen Updates mehr gegeben, was aber nicht an Untätigkeit lag. Was bisher geschah:

Nachdem der Polo mit dem „Honda“ Kurbeltrieb ausgestattet war haben wir natürlich auch den Generator und Kühler wieder verbaut sowie einen Powersprint Fächerkrümmer, 100 Zeller Metallkat und daran die bereits vorhandene Bastuck-AGA. Das wurde im Zuge dessen auch so geschweißt und bearbeitet dass der Auspuff nirgends mehr anstößt und schön hoch hängt. Dann haben wir die Zündung von Verteiler gesteuert auf wasted spark umgebaut, mithilfe des vielzitierten 60-2 Flanschs an der Kurbelwelle (Polo 6N GTI, Audi A2 usw.) und der gern verwendeten 4-Fach Zündspule aus dem Golf IV. Zwei Dinge fallen da sofort ins Auge: 1) Man kann den Zündoffset im Tunerstudio dann leider nicht mehr mit dem Trigger Wizard einstellen sondern muss Tooth #1 Angle nutzen (das ändert sich aber jeweils erst nach Power Cycle) und 2) Die Abblitzmarke auf der Riemenscheibe, die zu Hallgeber/Verteiler-Zeiten recht unruhig und ein bisschen sprunghaft schien, ist nun wie angenagelt.

Dazu kamen noch ein paar Audi Zusatzinstrumente (Volt, Öldruck, Öltemperatur) ins Auto sowie ein 10Hz GPS.

Somit fuhr das Gerät ganz ordentlich. Lediglich der Lambdawert zitterte immer und schwankte um bis zu 1 AFR, was den Einsatz von Breitbandlambda einigermaßen unsinnig machte. Daher haben wir nun einen Knödler Lambdacontroller eingesetzt, damit funktioniert das richtig gut, der AFR Wert kommt sauber und ohne zu zappeln rein. Dann haben wir ein bisschen Leerlauf und Autotune durchgeführt und das Auto fährt im Moment wirklich einwandfrei.

Weiter gehts. Mal sehen ob wir es diese Jahr noch zur Einzeldrosseleinspritzung schaffen 😉