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MINI² motor für Diskussionen über Motor, Getriebe, Kupplung, Chiptuning
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#1
Alt 14.06.2009, 19:06
herbi
Mini-Foren-Historiker
 
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Exclaim R53 Tuning- wie und in welcher Reihenfolge

R 53 - Tuning – Wie und in welcher Reihenfolge ?
Einem Besitzer eines New – Minis ( R53 ) offenbaren sich je nach individueller Anforderung alsbald nach der Übernahme die – wenigen - Schwachstellen seines kleinen Lieblings. Im Falle des Cooper S sind dies die unzureichenden Bremsen, die zwar in identischer Form für die Leistungen von Cooper, One und Diesel ausreichend dimensioniert sind, für die Beschleunigung und die erreichbaren Geschwindigkeiten des „S“ aber wirklich die unterste Grenze sind.
Alle Minis vertragen aber unisono mehr Leistung. Daher ergibt sich automatisch die Frage „Wie viel Leistung möchte ich in der Endausprägung in meinem Mini haben ?
Die daraus resultierende weitere Frage „Wie weit toleriere ich Massnahmen, die nicht TÜV-abnahmefähig sind ?“muss jeder für sich selbst, im Rahmen seines eigenen Risiko-Managements beantworten.
Bei der Orientierung zur Beantwortung dieser Fragen, zur Geldbörse und zum Fahrkönnen passenden Maximalleistung sollten folgende Aspekte nicht unberücksichtigt bleiben :

An nichts gewöhnt man(n) sich so schnell, wie an noch mehr Leistung
Nur wenige Tage oder Kilometer nach einer leistungssteigernden Modifikation an seinem Fahrzeug erinnert man sich kaum an den vorherigen Zustand. Nur, wenn ein Leistungssprung sehr ausgeprägt ist, dauert die Gewöhnungsphase ein klein wenig länger, aber gar zu gern begibt sich ein Enthusiast in den Teufelskreis der permanenten Steigerung mit der konstanten Fragestellung „Was ist der nächste Schritt?“. Dies beinhaltet natürlich das Risiko, ohne ein Konzept für eine angestrebte Endleistung stufenweise nicht zueinander passende Schritte aneinander zu reihen und damit für ein offenes Endergebnis zu viel „Lehr“-Geld aufzuwänden.

Es wird kaum irgendwo soviel geschwindelt wie beim Tuning
Selbst der objektivste und aufmerksamste Vergleich aller Anbieter von leistungssteigernden Komponenten und Modifikationen bewahrt einen kaum vor Frusterlebnissen über nicht eingehaltene Leistungsversprechen, nicht erkannte und nicht genannte Folgekosten ( zum Beispiel beim Tanken wegen eines übermäßig erhöhten Verbrauchs ), reduzierte Lebensdauer von Komponenten nach leistungssteigernden Maßnahmen, gestiegene Lärmentwicklung, Zusatzkosten für Abnahmen und Gutachten oder Punkte und Strafen im Falle fehlender Abnahme

Jede Mehrleistung bedeutet gleichzeitig mehr Verschleiß und damit mehr Kosten
Alle Kraftfahrzeuge werden für bestimmte Zwecke konstruiert. Hierbei sollen sie Belastungen inklusive eines „Resevezuschlages“ gewachsen sein. Gelegentlich reduzieren die Kostenrechner den Erfolg der Ingenieure, so z.B. bei den Bremsanlagen der Minis.
Bei einem Auto ist nichts umsonst, so müssen also
- Mehrleistungen mit stärkeren Bremsen einhergehen, wobei sowohl die positive Beschleunigung als auch die negative Beschleunigung (= Bremsen ) alle Achskomponenten stressen,
- härtere Fahrwerke ohne Verstärkungen an der Karosse diese deutlich schneller altern lassen und je nach Tieferlegung und Härte sogar bis zur Rissbildung im Blech führen
- breitere Reifen zwar die theoretisch mögliche Kurvengeschwindigkeit erhöhen ( entsprechender Fahrer ist aber Voraussetzung ), jedoch mehr kosten und auch das Fahrzeug höher belasten und verschleißen
- höhere Reifen die Höchstgeschwindigkeit erhöhen können ( sofern die Leistung dazu vorhanden ist ) jedoch die Beschleunigung verschlechtern und über die wesentlich höheren Hebelkräfte die Radlager mehr in Anspruch nehmen

- Die letzten 5 PS sind immer die Teuersten
D.h., das letzte Quäntchen Leistung kostet sowohl im Rennsport als auch auf der Straße das allermeiste Geld ( Vorsprung ist teuer ). Im Vergleich zur ersten Leistungssteigerung an einem Motor um 10 PS kostet die letzte Steigerung um die noch möglichen 5 PS nicht die Hälfte, sondern ein Vielfaches. Die ersten 10 PS kann man entweder selber einbauen oder jeder Freizeit-Tuner; das Wissen um die letzten 5 PS ist Spezialistensache und daher sehr teuer. Zusätzlich sind es gerade die Spitzenleistungen, die Raubbau an der möglichen Lebensdauer eines Motors treiben und immer kürzere Wartungs- und auch Wechselintervalle erzeugen. So verkürzt eine Leistungssteigerung um 20 % ( von 170 auf 205 PS ) die theoretische Lebensdauer ( bei in der Praxis identischer, fachgerechter Fahrweise ) eines Aggregates kaum, aber die Differenz zwischen 280 und 300 PS beim gleichen Motor schon um möglicherweise 50 %, da die Grund-Konstruktion dieses Motors für eine Steigerung von 130 PS zuzüglich zur Basisleistung keine oder nur noch geringe Reserven mehr hat.
Auch die Installation zusätzlicher Kühler für Öl, Wasser und Luft kann die Haupt- und Pleuellager nicht vergrößern, die Pleuel nicht verstärken und macht auch keine robusteren Motorblöcke, Kolben oder Ventile.

Philosophie und Grenzen des Tunings eines Cooper S-Motors
Seit der Einführung des R 53 auf dem europäischen und amerikanischen Markt ergibt sich inzwischen ein umfangreicher Erfahrungsschatz.In dem Bestreben, den Ladedruck zu erhöhen wurden die Crank-Pullys im Durchmesser größer und die Kompressor-Pullys kleiner. Neben einer signifikanten Steigerung des Ladedrucks führte dies nach Aufhebung der Serien-Drehzahlbegrenzung aber auch zu
- einer nicht wünschenswerten Steigerung der Kompressor-Drehzahl, die nach nicht ganz einhelliger Meinung 15-16.ooo 1/Min oder sehr, sehr kurzzeitig 17.ooo 1/Min . nicht überschreiten sollte
- einer Steigerung der Drehzahl der Wasserpumpe, die ja indirekt durch die Kompressorwelle mit-angetrieben wird. Allerdings sind durch diese Zunahme der Wasserpumpenrotation und der Kühlwasser-Förderleistung in der Praxis noch keine Probleme bekannt geworden.
- zu einem Ladedruck, der bei hohen Drehzahlen eine nicht kontrollierte, klopfende / frühzeitige Verbrennung des Gasgemischs erzeugen kann. Diese wird vom serienmäßigen sog. „Klopfsensor“ erkannt und als Folge in Form entsprechender Signale an den Betriebsrechner des Motors gemeldet. Dieser verändert die Zündzeitpunkte in Richtung „Spät“ und reduziert somit die zuvor erzeugte Mehr-Leistung. Diese Symptomatik geht einher mit dem Aufleuchten der ASC-Lampe.
- einem Signal des Drucksensors bei einer Überschreitung von mehr als 1,0 bar ( auch wenn darüber hinausgehende Drücke nur ultrakurz gemessen werden, z.B. bei einer Pulsation während des Hochbeschleunigens ) im Ansaugtrakt hinter dem Kompressor an die ECU, die je nach Datenlage einen Einfluss auf die Gemischzusammensetzung / die Leistungsentfaltung haben kann.
D.h., dass sich das Hardware-Tuning und die hinterlegte Software in jedem Fall ergänzen müssen und ohne ergänzende Modifikationen wie
- die Auswahl korrekter Zündkerzen für die neuen Betriebszustände
- eine weitergehende Kühlung bzw. Reduzierung der Ladeluft-Temperatur ( die mit dem serienmäßigen Luft-Ladeluftkühler schon einen relativ hohen Wirkungsgrad hat ),
- größere Einspritzdüsen, die insbesondere beim Beschleunigungsvorgang mit angereicherten Gemisch und bei Volllast ein fetteres Gemisch mit kühlerer Verbrennung ermöglichen und der klopfenden Verbrennung entgegenwirken,
- korrigierte, den gestiegenen Anforderungen an Luft und Treibstoff entsprechende Zünd- und Einspritzprogramme und
- der größeren Abgasmenge entsprechende Auspuff-Führungen
mit Risiken verbunden sind.


Die bisher eindeutig für einen leistungsgesteigerten Cooper S als Flaschenhals identifizierten, aus Gründen der Produktionskosten absolut unterdimensionierten, serienmäßigen Auslass-Kanäle bergen zudem das Risiko, das die Qualität des im Brennraum befindlichen Gemisches durch eine zu hohe Menge an Restgasen ( oder eben zu geringe Menge an Frischgasen ) negativ beeinflusst wird, und somit den maximal möglichen Verbrennungsdruck und als Folge die mögliche Höchstleistung unterbindet.

Ein anderes Konzept lässt den Kompressor fast völlig außen vor und beinhaltet die „Politik der kleine Schritte“. Diese sind im Einzelnen :
Die Verbesserung der Luft-Ansaugung zum Kompressor , z.B. durch einen durchlässigeren Luftfilter ( K& N, Typhoon o.ä. )
Die Montage einer „schärferen“ Nockenwelle ( Cat-Cam oder Schrick ) mit einem Anstieg der PS-/Kw-Leistung unter Beibehaltung bzw. leichtem Verlust des Drehmomentes.
Die Angleichung der Übergänge des Auspufftraktes aus dem Zylinderkopf in den Auspuffkrümmer mit Anpassung der Dichtung.
Die allseits bekannte Modifikation des Pre-Kats zum besseren Durchlass der Auspuffgase.
Eine Anpassung der Software auf diese Charakteristik mit Aufhebung der serienmäßigen Drehzahlbegrenzung.

Die Montage eines um 2-3 % größeren und leichteren Crank-Pullys zur weiteren, leichten Anhebung des Kompressordrucks, aber vordringlich wegen des deutlich besseren Ansprechverhaltens auf Gaspedalbefehle durch die Reduzierung des Gewichtes gegenüber dem serienmäßig recht schweren ( Pre-facelift = 3,6 Kg / Facelift = 2,4 Kg ) zweiteiligen Schwingungsdämpfers hat sich in der Praxis nicht bewährt und ist mit Nachteilen behaftet. Die sog. Lastwechselschläge bei Änderung der Motordrehzahl nach oben oder unten werden nicht mehr abgemildert und verursachen erhöhten Verschleiß, insbesondere am Spanner der Rillenriemens. Das Optimum ist der Schwingungsdämpfer des Facelift-Modells. Eine Gewichtserleichterung dieses , durch vulkanisierten Gummi miteinander verbundenen, 2-teiligen Bauteils auf der Drehbank ist noch nicht gelungen.

Die Addition dieser, in Summe relativ preisgünstigen Einzelmaßnahmen, erbringt je nach Serienstreuung, Leistungsprüfstand und Ausgangsleistung auch 200 bis 210 PS, allerdings wegen der Nockenwelle – wie bei einem Saugmotor - erst bei hohen Drehzahlen um 7.200 1/Min. und entsprechender Kompressordrehzahl, so dass eine gewisse Disziplin des Fahrers sinnvoll ist.

Zu den einzelnen „Notwendigkeiten“ , jedenfalls zu den meisten, finden sich einzelne Threads unter Motor .

Geändert von herbi (05.08.2009 um 08:50 Uhr).
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#2
Alt 14.06.2009, 22:13
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#3
Alt 15.06.2009, 00:09
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#4
Alt 15.06.2009, 00:27
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#5
Alt 15.06.2009, 06:19
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#6
Alt 15.06.2009, 06:42
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#7
Alt 15.06.2009, 08:00
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und sicherlich für sehr viele eine große Hilfe!

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#8
Alt 15.06.2009, 08:12
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Toll gemacht Herbi
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#9
Alt 15.06.2009, 08:31
herbi
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Danke fürs Echo; ich musste leider wegen der Beschränkungen ( max 20.000 Zeichen je Posting ) etwas kürzen.......
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#10
Alt 15.06.2009, 09:42
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dann mach halt 2x 20.000
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