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MINI² motor für Diskussionen über Motor, Getriebe, Kupplung, Chiptuning
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#1
Alt 15.06.2009, 20:37
herbi
Mini-Foren-Historiker
 
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R53 Tuning - Kompressor

1. Nachbesserung :

Kompressor

Der Kompressor im Mini Cooper S ist ein Spiralwellenlader der Fa. Eaton, seine Typenbezeichnung ist M45.
Die Funktion des Kompressors ist – analog zum Turbolader – die Versorgung des Motors mit Frischluft. Da der Motor diese Luft nicht selber ansaugen muss, sondern sie in die Brennräume gepumpt bekommt, ergibt sich dort zusätzlich zu der mechanischen Grundverdichtung durch den aufsteigenden Kolben ein höherer Verbrennungsdruck bei der Zündung des Gemisches aus Luft und eingespritztem, zerstäubtem Kraftstoff und damit mehr Leistung.

Im Gegensatz zum Turbolader, der von den fortströmenden Abgasen fast ohne Leistungsverlust angetrieben wird, benötigt der Kompressor einen mechanischen Antrieb von der Kurbelwelle des Motors, im Fall des Cooper S-Motors über einen Rillenriemen. Dessen Abtrieb an der Kurbelwelle kostet ebenso Motorleistung, wie der Antrieb der andern Nebenaggregate ( Lichtmaschine / Generator, Wasserpumpe, ggf. auch Klimakompressor); man spricht von deren Leistungsaufnahme.

Basiswert :
Bei 1 Bar Ladedruck und 860 Kg/h Luftdurchsatz nimmt der Lader ca. 26 KW bzw. 35,5 PS auf. 0,1 bar mehr Ladedruck kosten jeweils ca. 2 KW zusätzlich. Die Lastaufnahme mit einem 56,5er Pully und 7000 1/Min liegt ca. bei 48 PS; mit einem zusätzlichen 103% Crankpully etwa bei etwa 52 PS. Diese Leistung geht an der Kurbelwelle verloren und kommt natürlich nicht mehr dem Antrieb des Autos zugute. Daher ist zu überlegen, ob zur Erhöhung der Netto-Leistung für den Antrieb andere Schritte nicht zielführender sind, zumal mit steigendem Ladedruck die Temperatur der Ladeluft ebenfalls steigt und neue Probleme generiert, so z.B. durch zusätzlich notwendige Schritte zur Ladeluftkühlung um der Neigung zu unkontrollierter Explosion des Gemischs ( „Klopfen“) entgegen zu wirken, Überschreitung der im Motor-Programm festgelegten Druck-Grenzwerte zum Schutz des Motors und so weiter.
Der Vorteil eines sehr kleinen Pullys ist, dass bereits bei niedrigeren Motordrehzahlen zur Verfügung stehende höhere Drehmoment, welches aber durch die genannten Nachteile teuer erkauft wird und durch die – bei höheren Drehzahlen und damit weiter steigendem Ladedruck - nötige Rücknahme der mechanischen Basis-Verdichtung zum größten Teil kompensiert wird. Zusätzlich ist bei der Reduzierung des Pully-Durchmessers am Kompressor / der Vergrößerung des Crank-Pullys zu beachten, dass sich neben der Drehzahl des Kompressors ebenfalls die Drehzahl der vom Rillenriemen angetriebenen Nebenaggregate erhöht. D.h., auch die Leistungsaufnahme der Wasserpumpe ( = kleineres Pully am Kompressor ) , der Lichtmaschine und des Klima-Kompressors ( = größeres Crank-Pully ) nimmt zu. Somit wird aus der Brutto-Mehrleistung, welche durch die höhere Pumpleistung / den höheren Ladedruck des Kompressors gewonnen wird, eine reduzierte Netto-Leistung.
Oder andersherum :
Die per Prüfstand oder Software gemessene Antriebsleistung eines getunten Minis wäre noch höher, wenn die Nebenaggregate ebenfalls größere Pullys erhalten würden, so dass deren serienmäßige Übersetzung und Leistungsaufnahme wieder hergestellt wäre.

Beispiel :
Serienleistung nach DIN = 170 PS an der Kurbelwelle Leistung mit kleinerem Pully und entsprechend höherem Ladedruck = 200 PS, also 30 PS Mehrleistung Netto. Die Leistungsaufnahme des Kompressors steigt durch eine kürzere Übersetzung des kleineren Pullys von 28 auf 34 PS = plus 6 PS . Dies ergibt somit eine Brutto-Mehrleistung von 36 PS. Die Leistungsaufnahme des Eaton-Kompressors ist im Mini Cooper S im eingebauten Zustand nicht ganz genau zu ermitteln, da die Wasserpumpe mechanisch mit dem Kompressorantrieb verbunden ist und deren Lastungsaufnahme nicht subtrahiert werden kann. Die Lastaufnahme des Eaton M45 steigt im Verhältnis zur Drehzahl überproportional an. Es wird ein Punkt erreicht, wo vielleicht noch 0,1bar mehr Ladedruck erzielt werden, die Lastaufnahme für diese Ladedruckerhöhung aber so exorbitant hoch ist, dass unterm Strich die Netto-Leistung für den Fahrzeugantrieb geringer wird. Bei der Umstellung auf einen Kompressor mit einer geringeren Leistungsaufnahme wäre diese Bilanz ein wenig vorteilhafter, da bei gleichem Ladedruck die Brutto –Mehrleistung des Motors höher ausfällt, ohne dass sich der Tuner hierfür bemühen müsste. Das Geheimnis ist einfach ein besserer Wirkungsgrad, der im Falle z.B. eines Lysholm-Kompressors mit einer kühleren Ladeluft am Kompressor-Ausgang einhergeht. Der Eaton M45 hat seinen besten Wirkungsgrad bei ca. 13-15.000 1/Min, so ist er eben konstruiert. Durch die geänderten Pullys an Kurbelwelle und Kompressorantrieb dreht er z.T. jedoch über 17.000 1/Min mit den Auswirkungen :
- Die Leistungsaufnahme / der Leistungsbedarf des Kompressors steigt überproportional an, d.h. wie beschrieben gehen dem Fahrzeugantrieb diese PS/Kw verloren.
- Die Ladelufttemperatur steigt stark an und verschlechtert somit die Qualität der Füllung im Brennraum, wenn nicht an der Ladedluftkühlung nachgebessert wird.
- Der Luftbedarf des Motors steigt mit der Drehzahl natürlich an. Wenn im oberen Drehzahlbereich des Motors , z.B. oberhalb von 5.000 1/Min, der optimale Wirkungsgrad des Kompressors bereits überschritten ist, laufen der Luftbedarf des Motors und der gelieferte Ladedruck des Kompressors auseinander, eine Leistungszunahme ist nicht mehr zu erwarten.

Geändert von herbi (19.06.2009 um 09:26 Uhr).
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#2
Alt 15.06.2009, 21:17
olf-hemp
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Zitat:
Zitat von herbi Beitrag anzeigen
Das Geheimnis ist einfach ein besserer Wirkungsgrad, der im Falle z.B. eines Lysholm-Kompressors mit einer kühleren Ladeluft am Kompressor-Ausgang einhergeht.
Höchst interessant...
__________________
Turbo?!?!? Kompressor mein Freund, Kompressor!


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#3
Alt 15.06.2009, 22:45
theBear
Gelegenheitsfahrer
 
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Ort: St. Gallen / Ostschweiz
Beiträge: 732
vielen dank für diese "grundwissen"-beiträge herbi,
die sind echt lehhreich und interessant - und schreien nach meeehr...
__________________
So viele Ideen, so wenig Zeit...



theBear ist offline   Mit Zitat antworten
#4
Alt 15.06.2009, 23:30
bigmaniac2k
Ausflügler
 
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Beiträge: 285
will mehr=)
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#5
Alt 19.06.2009, 09:27
herbi
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1. Nachbesserung :


Kompressor

Der Kompressor im Mini Cooper S ist ein Spiralwellenlader der Fa. Eaton, seine Typenbezeichnung ist M45.
Die Funktion des Kompressors ist – analog zum Turbolader – die Versorgung des Motors mit Frischluft. Da der Motor diese Luft nicht selber ansaugen muss, sondern sie in die Brennräume gepumpt bekommt, ergibt sich dort zusätzlich zu der mechanischen Grundverdichtung durch den aufsteigenden Kolben ein höherer Verbrennungsdruck bei der Zündung des Gemisches aus Luft und eingespritztem, zerstäubtem Kraftstoff und damit mehr Leistung.

Im Gegensatz zum Turbolader, der von den fortströmenden Abgasen fast ohne Leistungsverlust angetrieben wird, benötigt der Kompressor einen mechanischen Antrieb von der Kurbelwelle des Motors, im Fall des Cooper S-Motors über einen Rillenriemen. Dessen Abtrieb an der Kurbelwelle kostet ebenso Motorleistung, wie der Antrieb der andern Nebenaggregate ( Lichtmaschine / Generator, Wasserpumpe, ggf. auch Klimakompressor); man spricht von deren Leistungsaufnahme.

Basiswert :
Bei 1 Bar Ladedruck und 860 Kg/h Luftdurchsatz nimmt der Lader ca. 26 KW bzw. 35,5 PS auf. 0,1 bar mehr Ladedruck kosten jeweils ca. 2 KW zusätzlich. Die Lastaufnahme mit einem 56,5er Pully und 7000 1/Min liegt ca. bei 48 PS; mit einem zusätzlichen 103% Crankpully etwa bei etwa 52 PS. Diese Leistung geht an der Kurbelwelle verloren und kommt natürlich nicht mehr dem Antrieb des Autos zugute. Daher ist zu überlegen, ob zur Erhöhung der Netto-Leistung für den Antrieb andere Schritte nicht zielführender sind, zumal mit steigendem Ladedruck die Temperatur der Ladeluft ebenfalls steigt und neue Probleme generiert, so z.B. durch zusätzlich notwendige Schritte zur Ladeluftkühlung um der Neigung zu unkontrollierter Explosion des Gemischs ( „Klopfen“) entgegen zu wirken, Überschreitung der im Motor-Programm festgelegten Druck-Grenzwerte zum Schutz des Motors und so weiter.
Der Vorteil eines sehr kleinen Pullys ist, dass bereits bei niedrigeren Motordrehzahlen zur Verfügung stehende höhere Drehmoment, welches aber durch die genannten Nachteile teuer erkauft wird und durch die – bei höheren Drehzahlen und damit weiter steigendem Ladedruck - nötige Rücknahme der mechanischen Basis-Verdichtung zum größten Teil kompensiert wird. Zusätzlich ist bei der Reduzierung des Pully-Durchmessers am Kompressor / der Vergrößerung des Crank-Pullys zu beachten, dass sich neben der Drehzahl des Kompressors ebenfalls die Drehzahl der vom Rillenriemen angetriebenen Nebenaggregate erhöht. D.h., auch die Leistungsaufnahme der Wasserpumpe ( = kleineres Pully am Kompressor ) , der Lichtmaschine und des Klima-Kompressors ( = größeres Crank-Pully ) nimmt zu. Somit wird aus der Brutto-Mehrleistung, welche durch die höhere Pumpleistung / den höheren Ladedruck des Kompressors gewonnen wird, eine reduzierte Netto-Leistung.
Oder andersherum :
Die per Prüfstand oder Software gemessene Antriebsleistung eines getunten Minis wäre noch höher, wenn die Nebenaggregate ebenfalls größere Pullys erhalten würden, so dass deren serienmäßige Übersetzung und Leistungsaufnahme wieder hergestellt wäre.

Beispiel :
Serienleistung nach DIN = 170 PS an der Kurbelwelle Leistung mit kleinerem Pully und entsprechend höherem Ladedruck = 200 PS, also 30 PS Mehrleistung Netto. Die Leistungsaufnahme des Kompressors steigt durch eine kürzere Übersetzung des kleineren Pullys von 28 auf 34 PS = plus 6 PS . Dies ergibt somit eine Brutto-Mehrleistung von 36 PS. Die Leistungsaufnahme des Eaton-Kompressors ist im Mini Cooper S im eingebauten Zustand nicht ganz genau zu ermitteln, da die Wasserpumpe mechanisch mit dem Kompressorantrieb verbunden ist und deren Lastungsaufnahme nicht subtrahiert werden kann. Die Lastaufnahme des Eaton M45 steigt im Verhältnis zur Drehzahl überproportional an. Es wird ein Punkt erreicht, wo vielleicht noch 0,1bar mehr Ladedruck erzielt werden, die Lastaufnahme für diese Ladedruckerhöhung aber so exorbitant hoch ist, dass unterm Strich die Netto-Leistung für den Fahrzeugantrieb geringer wird. Bei der Umstellung auf einen Kompressor mit einer geringeren Leistungsaufnahme wäre diese Bilanz ein wenig vorteilhafter, da bei gleichem Ladedruck die Brutto –Mehrleistung des Motors höher ausfällt, ohne dass sich der Tuner hierfür bemühen müsste. Das Geheimnis ist einfach ein besserer Wirkungsgrad, der im Falle z.B. eines Lysholm-Kompressors mit einer kühleren Ladeluft am Kompressor-Ausgang einhergeht. Der Eaton M45 hat seinen besten Wirkungsgrad bei ca. 13-15.000 1/Min, so ist er eben konstruiert. Durch die geänderten Pullys an Kurbelwelle und Kompressorantrieb dreht er z.T. jedoch über 17.000 1/Min mit den Auswirkungen :
- Die Leistungsaufnahme / der Leistungsbedarf des Kompressors steigt überproportional an, d.h. wie beschrieben gehen dem Fahrzeugantrieb diese PS/Kw verloren.
- Die Ladelufttemperatur steigt stark an und verschlechtert somit die Qualität der Füllung im Brennraum, wenn nicht an der Ladedluftkühlung nachgebessert wird.
- Der Luftbedarf des Motors steigt mit der Drehzahl natürlich an. Wenn im oberen Drehzahlbereich des Motors , z.B. oberhalb von 5.000 1/Min, der optimale Wirkungsgrad des Kompressors bereits überschritten ist, laufen der Luftbedarf des Motors und der gelieferte Ladedruck des Kompressors auseinander, eine Leistungszunahme ist nicht mehr zu erwarten.
herbi ist offline   Mit Zitat antworten
#6
Alt 04.04.2012, 11:21
bmwsparco
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R53

ALSO JETZ VERSTEH ICH BAHNHOF...


Ich hab ne kleinere Kompressor Pulley bei Krumm bestellt. mit versprechen einer Leistungssteigerung. Dazu noch den LLK des Works. Und in der Tat geht er auch noch besser. Jetz versteh ich dein Speach nicht. Oder bin einfach zu blöd dazu.

Was müsste ich denn nun noch tun um die Leistung zu steigern. Welche Pullys meinst du noch?Die von den Nebenaggregate? Welche sind das? Wo krieg ich solche her?
bmwsparco ist offline   Mit Zitat antworten
#7
Alt 07.04.2012, 15:10
herbi
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Zitat:
Zitat von bmwsparco Beitrag anzeigen
ALSO JETZ VERSTEH ICH BAHNHOF...

Ich hab ne kleinere Kompressor Pulley bei Krumm bestellt. mit versprechen einer Leistungssteigerung. Dazu noch den LLK des Works. Und in der Tat geht er auch noch besser. Jetz versteh ich dein Speach nicht. Oder bin einfach zu blöd dazu.

Was müsste ich denn nun noch tun um die Leistung zu steigern. Welche Pullys meinst du noch?Die von den Nebenaggregate? Welche sind das? Wo krieg ich solche her?
Also nur für dich :

Kleineres Pully am Kompressor = mehr Ladedruck = mehr Leistung des Motors.

Wenn der Motor also mit 1,1 bar Ladedruck ( z.B. und natürlich auch mit anderen Zutaten wie Einspritzdüen und Kerzen ) 220 PS erzeugt anstelle der 170 PS beim Serienladedruck , dann gehen davon 15 PS ( z.B. ) für den Antrieb des Kompressors mit dem kleineren Pully drauf und nur 35 der Mehr-PS gelangen über Kupplung , Getriebe , Differential usw an die Antriebsräder.

Jetzt alles klar ?
herbi ist offline   Mit Zitat antworten
#8
Alt 07.04.2012, 19:06
bmwsparco
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Ort: Diekirch,Luxemburg
Beiträge: 139
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Huh

Ok

Sry Herbi aber war n bissle zuviel Technik((
bmwsparco ist offline   Mit Zitat antworten
#9
Alt 03.10.2012, 14:38
Racer211
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Ort: Hamburg
Beiträge: 2
Kompressor Pulley

Hallo zusammen erst einmal. Bin neu im Forum und habe mir das ganze hier mal durchgelesen und bin total davon begeistert. Jedoch habe ich eine Information nicht gefunden. Wo Kriege ich die Teile her? Ich habe auch schon gegoogelt und bin auf die Seiten wie High-Tec und digi-Tec gestoßen. Aber da gibt es nur teile für den Mini cooper s, ich brauche die teile für den Mini Cooper JCW R53 Baujahr 2006. Kann mir jemand weiter helfen? Wäre Super

Gruß Can
Racer211 ist offline   Mit Zitat antworten
#10
Alt 03.10.2012, 15:54
2mD
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der einzige unterschied zwischen nem S und nem JCW besteht in nem kleineren pulley ( der jcw hat en 58er, der S nur en ~64er... bin mir nichtmehr ganz sicher ), nem passenden riemen dazu, anderen zündkerzen, größere einspritzdüsen und ner passenden software ( und noch en anderer luftfilter, der bringt aber nicht wirklich mehr leistung sondern ist eher was für den sound )

der rest ist wie beim S
von daher passen die teile alle auch beim jcw
allerdings solltest du von daher auch keinen riesen leistungs sprung erwarten wenn du vom 58er jcw pulley auf en 57er wechselst
2mD ist offline   Mit Zitat antworten
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