Fast richtig, nur geht es nicht um die Geschwindigkeit, sondern die Intensität der Druckwelle. Je steiler und enger der konus, desto stärker ist der Sog im Diffusor.
drum sollte er steiler werden, wenn er dicker wird. Form einer Trompete.
Die Wellen laufen immer mit schallgeschwindigkeit.
Und der Diffusor muss halt an der richtigen Stelle im Auspuff sein, dass der Sog zur rechten Zeit am Auslass ankommt
Alles anzeigenCoole Animation!
Die Frage kann ich mir dennoch nicht so recht erklären, deshalb nochmal etwas ausführlicher gefragt.
maeckes meinte ja, die Sogwelle könnte zur Unzeit kommen, aber hier verstehe ich nicht so recht wie das funktionieren soll.
Der Schwingungsablauf besitzt doch eine geordnete Abfolge und beginnt im Moment der Auslassöffnung.
Das ausströmende Abgas erzeugt mittels Diffusor einer Unterdruck zur raschen Brennraumentlerung.
Kann der Sog wirklich schon da sein, bevor der Auslass geöffnet wird oder gar verschlossen wird?
Mit dem Sog startet doch die Welle, folglich müsste das Sog-timing doch fix sein, oder?
Eventuell übersehe ich auch was..., bin dankbar jede Aufklärung.
ZU Deinem Post davor: Wenn ich mir etwas mehr Gedanken mache, statt 10 Anlagen zu bauen und auf den Prüfstand zu gehen, ist ja keine Grundlagenforschung. Die hat Prof. Blair in seinem Buch gemacht und auch geschrieben, dass man in der Praxis damit wenig anfangen kann. Aber ich denke, man kann auch auf dem Prüfstand schneller Erfolg haben, wenn man weiß, warum man welche Änderungen macht und wie man die Ergebnisse interpretieren muss
Wie schon geschrieben: Man darf das Ausströmen des Gases nicht mit den Schwingungen vermischen. Es ist, als ob Kinder auch einem Laufband am Flughafen hin und her laufen. Das Laufband ist die Strömung, und die Kinder die Schwingungen. Gegenlaufrichtung des Bandes sind die Kinder zwar langsamer, aber es geht, wenn sie schnell genug laufen. Das Laufband steht aber und fängt erst nach Öffnung des Auslass an zu laufen.
Nein, der Sog kann nicht da sein, bevor der Auslass öffnet, weil die Druckwelle erst beim Öffnen des Auslasses losläuft, am Diffusor einen Sog erzeugt und der Sog auch gegen die Strömung des Gases zurück zum Auslass marschiert.
Ist der Krümmer zu kurz, kommt die Sogwelle an, wenn die Überstömer nur wenig geöffnet oder gar noch zu sind.
So eine coole Druck- und Sogwellen-Animamtion wie im Video wollte ich auch programmieren, habe dann aber wegen des Problems mit dem Temperaturverlust durch die Wandung aufgegeben. Praktisch nutzbar ist sie daher nicht, wenn sie den Temperaturverlust durch die Wandung nicht berücksichtigt. Und ist auch schwer zu interpretieren. Drum habe ich mir ein Tool mit Schiebereglern gebaut, in dem ich Drehzahl und Abgastemperatur statisch einstellen kann. Es hält auch keiner wissenschaftlichen Prüfung stand, zeigt aber verständlich, was ich meine:
Die senkrechten Striche zeigen, von welcher Stelle bei der eingestellten Drehzahl und Temperatur im Auspuff Sog oder Druck am Auslass ankommen. Die Zahlen zeigen grob die Intensität von Sog und Druck.
Bei diesem Auspuff kommt die stärkste Sogwelle am Auslaß an, wenn die Überströmer noch zu sind und verpufft!
Daher schreibt Blair, dass der Diffusor wie eine Trompete aussehen soll. Der gleiche Auspuff mit vierteiligem Diffusor bei gleicher Drehzahl
Daher stimmt der Satz von FrankS "Der Anfang des Diffusors (Ende Krümmer) bestimmt, wann die Unterdruckwelle zurückkommt." nur halb. Bei einem klassischen einteiligen Diffusor stimmte das (Bild 1), bei einem modernen, mehrteiligen Diffusor "verteilt" sich die Sogwelle.
Am meisten kann der Sog um UT ausrichten, wenn er auf weit geöffnete Überströmer trifft.
LG Frank
Stimmt! Gerade beim 2T-Auspuff gilt: probieren geht vor Studieren. Aber es hilft bei der Beurteilung der Messwerte sehr, wenn man die Theorie versteht.
Aber ganz wichtig ist es, beim Prüfstand auf eine Sache zu achten, die mich vor ein paar Jahren ausgebremst hat, eine komplexe-Simulations-Software fertig zu entwickeln. Wenn man die Lehrsätze der Thermodynamik auf den Auspuff anwendet, wird klar, dass man zu sauberen Ergebnissen nur kommt, wenn man den Temperaturverlust durch die Auspuff-Wandung berücksichtigt. Dieser Temperaturverlust ist aber neben Material und Dicke des Rohres insbesondere davon abhängig, mit welcher Geschwindigkeit und Luftmenge der Auspuff umströmt ist.
Um das korrekt zu berechnen, müsste man ein vollständiges 3D-Modell des Motorrades mit Auspuff in einem virtuellen Windkanal simulieren. Da hatte ich dann doch keine Lust zu ;-D
Bestätigt wurde das Ganze durch einen Bericht von einem holländischen Schrauber im Netz, der am Prüfstand eine tolle Leistung erzielt hatte, die Maschine im Rennen aber versagte. Es hat dann erkannt, dass es nicht genügt, am Prüfstand den Motor mit einer Windmaschine zu kühlen, sondern auch den Auspuff möglichst realistisch anzublasen und zu kühlen wie auf der Strecke.
Noch ein anderer Aspekt zu der Verschieberei der Länge: Ganz früher wurde immer nur auf die Gesamtlänge (Resonanzlänge) geschaut und daher kommt die Idee, die Krümmerlänge durch Verschieben zu ändern.
Übersehen dabei wird oft, dass die Form und Lage des Diffusors auch sehr wichtig ist. Wenn die Sogwelle zur falschen Zeit kommt, nützt die beste Reflektion nichts. Daher mein Einwand oben: Statt zu verschieben müsste der ganze Auspuff schrumpfen oder wachsen.
Ein guter Sog sollte dann am Auslass anliegen, wenn die Überstömer weit geöffnet sind (also um UT) und der Sog sich bis in das Kurbelhaus auswirken und Frischgas ansaugen kann. Kommt der Sog zu früh, verpufft er gegen den Überdruck aus der Verbrennung, kommt er zu spät, kann er nicht mehr viel ausrichten.
Wenn es also wirklich gut werden soll, müsste man nicht nur die Krümmerlänge, sondern auch die Länge des zylindrischen Teils ändern können. Also erst durch Schieben auf dem Krümmer die richtige Gesamtlänge herausfinden und dann durch Verschieben des Diffusors bei Einhaltung der Gesamtlänge dessen Lage optimieren.
Du hast recht, Variante zwei macht nur Sinn, wenn man den Auspuff insgesamt verlängert. Die Reflektion zwischen den Strichen bei TC und EC, da wo der Durchmesser =45 mm ist, passt dann zur Maximaldrehzahl und das zweite Maximum am Ende dann irgend wo im mittleren Drehzahlbereich.
Ich vermutete aus dem Bauch heraus, dass die Spitzenleistung sinkt, weil die Reflektion bei Durchmesser =45 mm aus den heute früh erläuterten Gründen schwächer ist als am Ende des Konus. Die Zahlen an der Kurve (-15 bzw -24 bei Variante 1) sind nur relative Werte, zeigen grob aber die Intensität der Druckwelle.
Grundsätzlich ist es ja immer so, dass man in der Technik einen Vorteil (breiteres Leistungsband) fast immer mit einem Nachteil an anderer Stelle erkauft. (weniger Spitzenleistung)
An meiner Kawa hatte ich früher einen Auspuff, der sah so aus, habe ich auch schon bei Crossern gesehen und ähnlich arbeitet:
Hab ihn dann versuchsweise, weil ich damals den Sinn nicht verstanden hatte, so geändert und siehe da, der Motor war im mittleren Bereich "tot".
Aber ich denke, von diesen Experimenten ist man später weg, weil die Justierung über die Temperatur mit der Zündverspätung und Auslasssteuerung ist letztlich erfolgreicher.
Alles anzeigenHallo Frank,
....
Mit einem anders geformten Gegenkonus kannst du den Druck nicht kompensieren, sondern nur ob in kurzer Zeit (also kurzer Gegenkonus) oder über einen längeren Zeitraum die Welle zurück geschickt wird. Ist der Stinger z.B. viel zu groß, entweicht sehr viel Druck, der eigentlich für die Aufladung nötig wäre und die Gegenwelle hat nicht mehr viel Kraft.
Gruß Martin
Hallo Martin,
das habe ich auch so nicht gemeint. Die größere Hitze entsteht jedoch durch den größeren Gegendruck.
Aber die Aufladung basiert ja nicht auf dem Rückstau, sondern bekanntlich auf der zurück laufenden Sogwelle vom Diffusor, die Frisch-Gas in den Krümmer saugt und der Reflexionswelle vom Gegenkonus, die es wieder zurück in den Zylinder schiebt.
Und diese Reflexionswelle wird nun mal durch die Querschnittsänderungen an den konischen Teilen hervorgerufen, das kann man bei Blair sehr schön nachlesen, ist nicht nur auf meinem Mist gewachsen 
Siehe meine Antwort zu der Frage von Spargel19.
Insofern hast DU recht: Ein größerer Rückstau hat rechnerisch natürlich noch weitere Einflüsse: Die Sog- und Druckwellen laufen ja nicht in einem ruhenden Gas hin und her, sondern eben in einer Strömung. Die Wellen schwimmen gegen den Strom! Ist die Strömung langsamer durch ein engeres Endrohr, kommen sie auch schneller am Auslass an. Insofern beeinflusst der Endrohrdurchmesser noch mehr als nur die Temperatur. Das ist vermutlich der Effekt, an den DU denkst.
Ich habe auch nicht gemeint, dass man durch einen anders geformten Gegenkonus den Rückstau kompensieren kann, im Gegenteil habe ich geschrieben, dass man Strömung und Schwingungen gedanklich in zwei Effekte trennen muss, die sich allerdings, wie oben geschrieben, beeinflussen.
Es gibt sogar noch einen dritten Effekt: Gehe ich von einem maximalen Durchmesser der Birne aus, wird der Gegenkonus mit dickerem Endrohr flacher und damit auch die Intensität der Reflexion. Aber das sind ja in der Regel nur wenige Millimeter....Ich schätze mal, das macht weniger aus, als die Temperatur-Änderung.
Auch aus den Äußerungen von F.Overmars geht ja hervor, dass ein enges Endrohr für die Aufladung besser ist, aber wegen der thermischen Gesundheit nicht übertrieben werden darf.
Die Zusammenhänge sind wirklich komplex. Abschließend: Ich wollte nur zum Ausdruck bringen, dass eine Änderung des Endrohrdurchmessers unter anderem die Abgas-Temperatur beeinflusst. Dass die Abgas-Temperatur wegen der davon abhängigen Schallgeschwindigkeit der wichtigste Aspekt bei Bemessung der Auspuff-Längen ist, ist ja sicherlich nicht strittig. :-)
LG Frank
Erfahrungen nicht, aber der Sinn ist klar. Das Prinzip Trompete beschreibt ja Prof. Blair, aber eher für den Diffusor.
Um das zu verstehen, muss man überlegen, wie Sog und Druck entstehen, nämlich durch Querschnittsänderungen. Die Fläche eines Kreises wächst bekanntlich mit dem Quadrat des Radius. Wenn ich einen konstanten Konus habe, entsteht die intensivste Sog- oder Druckwelle, je nachdem ob Diffusor oder Gegenkonus, immer an der engsten Stelle. Das liegt daran, dass sich in dem engsten Bereich des Konus der Querschnitt stärker ändert.
Bei gleichem Winkel wächst oder schrumpft der Radius konstant mit der Strecke, die relative ÄNDERUNG zum Radius zb. einen Zentimeter davor wird aber immer kleiner. Die Zunahme der Druckwelle bei einem Gegenkonus ist daher nicht linear, sondern eine Parabel:
Schon Boensch und Jennings wussten aus Versuchen, dass der maßgebende Punkt für die Berechnung der Reflexionslänge im hinteren Bereich des Konus liegt, etwa da wo im Bild der Strich bei "EC" liegt. Eben genau aus dem Grund, weil im dickeren Teil die Reflektion schwach ist.
Baut man den dickeren Teil steiler, entsteht auch dort einen stärkere Reflektion und der Auspuff passt zu einem breiteren Drehzahlband:
Vermutlich kostet das aber Spitzenleistung.
Kenne es so: mit der Ausfufflänge wird u.a. die Resonanz eingestellt und mit dem Stinger (Länge/Querschnitt) die Intensität der Resonanz.
Was heisst Intensität?
Warum der Querschnitt eine wichtige Neben-Rolle spielt, wurde zum Teil schon gesagt. Ist der kleiner, verbleibt das Gas länger in der "Birne", diese ist länger mit heißem Gas gefüllt. Ist der Querschnitt größer, strömt das GAs leichter raus und führt die Hitze schneller ab.
Höhere Temperatur erhöht die Resonanzfrequenz und schiebt die maximale Leistung auf ein höheres Drehzahlniveau und umgekehrt. Insofern hat der Durchmesser schon einen Einfluss auf die Resonanz, der aber auch durch andere Konus-Längen erreicht oder kompensiert werden kann.
Ich würde den Einfluss des Durchmessers des stingers daher eher als indirekt bezeichnen. Die Länge spielt wohl -dazu habe ich bislang auch noch nichts nachlesen können- auch eher eine untergeordnete Rolle. Mein Arrow-Auspff an der RS250 hat links /rechts krass andere Längen. Das scheint ja nix auszumachen.
Ich erkläre mir das so: hätte man gar kein Endrohr würde der beim Ausströmen des Gases am Loch des Gegenkonus entstehende Druckabfall die Reflexionswelle vom Gegenkonus stören bzw. abschwächen. Je länger das Endrohr, desto später kommt der Druckabfall vom Ende des Endrohres beim Gegenkonus an und kann dann dort keinen "Schaden" mehr anrichten.
Grundsätzlich kann man den Auspuff-Vorgang auf zwei Gedanken-Modelle reduzieren: Eine Strömung in einen Behälter, dessen Inhalt durch ein kleines Loch (Endrohr) langsam entweicht. Dabei sind das Volumen der Birne und der Durchmesser des Endrohres die wesentlichen Parameter.
Die Resonanz mit Sog- und Druckwelle wird bestimmt von den Längen und Winkeln der konischen Anteile sowie der Gas-Temperatur und überlagert die o.g. Strömung. Durch die Temperatur beeinflusst die Strömung halt auch die Resonanz
Danke, das klingt plausibel. Da ich früher bei meinen Kawa-Triples immer Klingeln bei Vollgas hatte -das lag allerdings an der grausamen Brennraumform- habe ich über den Fall nie nachgedacht.
Es ging demnach um eine Aufweitung des Normal-Querschnitts, nicht um eine Verengung, wie von mir vermutet.
Dein Hinweis bestätigt aber meine Aussage von oben für einen Resonanzauspuff: Lieber ein dickeres Endrohr und wegen dem dann kühleren Abgas den Auspuff insgesamt kürzer machen, als durch ein enges Endrohr die Temperatur hochtreiben.
dessen sinn ist allerdings eine druckreduktion um in schnellen teillast-situationen die klopfneigung zu reduzieren und weniger eine leistungssteigerung/verschiebung
Wie kommst Du darauf?
Ohne mehr zu wissen würde ich rein anhand des ersten Bildes von Frits O. mal vermuten, dass der Endrohr-Querschnitt veränderlich verengt wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen, was ja den gleichen Effekt hätte wie die Zündverspätung.
Zusätzlich macht diese 'Düse" Sinn (Bild in der zweiten Antwort von Problemkind), einen wirklich sauber definierten Endquerschnitt zu haben und zb. den Schalldämpfer mit Lochblech ruhigen Gewissens dicker machen zu können. Das ist aber ja was anderes, als ein veränderlicher Querschnitt...
Meine persönliche Erfahrung dazu ist, dass ich bei einer vorhandenen Anlage nach vielen Versuchen mit einem dünneren Endrohr mehr Leistung herausgeholt habe, aber besser ist natürlich, man macht das Endrohr wegen der thermischen Gesundheit nicht zu klein und ändert die Längen.
Moin,
die Idee mit dem verschieblichen Gegenkonus hatte vermutlich jeder von uns schon mal zu Mopped-Tuner-Zeiten damals. Aber ich muss heute sagen, das greift alles zu kurz.
Auch die Lage des Diffusors ist wichtig, es nützt nichts, die Reflektion zur richtigen Zeit zu haben, wenn der Sog zur Unzeit kam. Wenn, dann müsste der ganze Auspuff drehzahlabhängig proportional wachsen oder schrumpfen.
Den gleichen Effekt erzielt man ja seit Jahren mit der Veränderung der Abgastemperatur durch Zündverspätung. Bei höherer Temperatur im Abgas verkürzt sich sowohl die Laufzeit der Sog- als auch die der Druckwelle!
