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Weitere Infos erhaltet Ihr im zugehörigen Thema: Time to Say Goodbye: MINI² geht am 30.06.2024 in den Ruhestand

Bericht in der AMS über Twin-Scroll-Turbos und Downsizing...
#1

Artikel aus der "Auto, Motor & Sport"-Zeitschrift über die aktuelle Twin-Srcoll-Technologie im R56 S...


"...wenn die angepeilten CO2- Grenzwerte verbindlich werden, haben großvolumige Motoren mit vielen Zylindern keine Zukunft. Downsizing heißt dann die Devise. Denn kleine, aufgeladene Basismotoren versprechen niedrigen Verbrauch ohne Verzicht auf Höchstleistung. Das geht nicht ohne Turbolader.
Altbekanntes Prinzip reanimiert
Doch die haben ein kleines Problem: ohne Abgas keine Aufladung. Als Folge dieses simplen Zusammenhangs entsteht das so genannte Turboloch. Wenn aus niedriger Drehzahl oder nach dem Lastwechsel, wo zunächst kein nennenswerter Abgasstrom fließt, beschleunigt werden soll, gönnen sich Turbomotoren erst eine Verschnaufpause. Sie ist umso größer, je höher die spezifische Leistung ausfällt. Denn die Größe des Turboladers wird von der Höchstleistung bestimmt. Und große Lader kommen eben schwerer in die Gänge als kleine.
Das stört ganz besonders bei kleinen Motoren mit niedrigem Drehmoment, zumal dessen Maximum sich wegen des verzögerten Ladedruckaufbaus in höhere Drehzahlbereiche verlagert. Doch es gibt Abhilfe, denn nun hat man ein altbekanntes Konstruktionsprinzip für kleine Ladereinheiten reanimiert: die zweiflutige Turbine, auch Zwillingsstrom- Turbine genannt. Borg Warner Turbosystems nennt diesen Ladertyp "Twin Scroll" wegen seiner geteilten, spiralförmigen Abgaskanäle.
Hohen Temperaturen nicht gewachsen
Schon der BMW 2002 Turbo fuhr mit zweiflutigem Abgasstrom. Dennoch konnte sich Twin Scroll bei Ottomotoren nicht durchsetzen. Denn die zur Aufteilung des Abgasstromes notwendige Kanaltrennwand war bisher den hohen Temperaturen nicht gewachsen und schmolz dahin. Nun hat Borg Warner Turbosystems Twin-Scroll-Lader entwickelt, die Betriebstemperaturen bis zu 980 Grad Celsius standhalten. Das müssen sie auch, denn die spezifischen Leistungen (bis zu 130 PS/Liter) der damit ausgerüsteten Motoren sind mit niedrigeren Temperaturen kaum zu schaffen.
So leistet etwa der GM Ecotec 2.0 DI Turbo im Opel GT mit Direkteinspritzung und KO4 Twin-Scroll-Lader 264 PS (194 kW). Beachtlich auch die 350 Newtonmeter Drehmoment, die ab 2.500/min zur Verfügung stehen. Beeindruckender noch ist der Leistungsverlauf der kleinen Vierzylinder, die BMW zusammen mit Peugeot entwickelt hat. Der bei Peugeot THP (Turbo High Pressure) genannte 1,6-Liter-Motor leistet mit 0,8 bar Ladedruck 150 PS und erklimmt schon bei 1.400/min den Gipfel seines Drehmoments von 240 Newtonmeter. Laut Hersteller beginnt der Ladedruckaufbau bereits bei 1.000 Umdrehungen, also knapp über der Leerlaufdrehzahl, wo bereits 156 Newtonmeter anliegen sollen. Im Mini Cooper S von BMW leistet das prinzipiell gleiche Aggregat sogar 175 PS.
Mit kurzzeitiger Anhebung des Ladedrucks (Overboost) steigt das maximale Drehmoment dort auf 260 Newtonmeter, die dann zwischen 1.700 und 4.500/min bereitstehen. Beide Motoren spritzen den Kraftstoff direkt ein, laufen aber homogen (Lambda=1). Dank der inneren Gemischaufbereitung und der damit verbundenen Verdampfungskühlung liegt das Verdichtungsverhältnis mit 10,5:1 für einen Turbomotor sehr hoch, was sowohl Wirkungsgrad wie Ansprechverhalten verbessert.
Gasdynamik belebt die Turbine
Doch der eigentliche Grund für das gute Ansprechverhalten ist der spontane Ladedruckaufbau, dessen Maximum etwa 500 Umdrehungen früher stattfindet als bei normalen Turboladern. Im Twin- Scroll-Lader werden die Abgasströme in zwei schneckenähnlichen Windungen bis ans Turbinenrad geführt. Die pulsierenden Gassäulen treffen mit hoher Geschwindigkeit aufs Turbinenrad, beschleunigt noch durch die konische Form der getrennten Kanäle. Die Gasdynamik belebt die Turbine spürbar, der Abgasgegendruck sinkt.
Vorteil: zehn Prozent
Voraussetzung ist eine gezielte Aufteilung der Zylinder. Noch etwas fördert das Ansprechverhalten: Dank der Zylindertrennung und der Direkteinspritzung lassen sich die Ventilsteuerzeiten besser abstimmen, wodurch das Basisdrehmoment steigt.
Damit eröffnet die Twin-Scroll-Technik gute Voraussetzungen für effizientes Downsizing bei vertretbarem Aufwand. Kleine Vierzylinder bieten Leistung und Drehmoment großer Sechszylinder. Diese wiederum stoßen mit Twin-Scroll-Turbos ohne Abstriche in die Leistungsbereiche von V8-Motoren vor. Die dabei mögliche Verbrauchs- und CO2-Reduzierung beträgt etwa zehn Prozent. Gute Chancen also für den Twin-Scroll-Turbo."


...ich schätze mal das JCW-Kit II bekommt nen neuen Lader... Zwinkern

MINI-History: 2005 R50 MINI Cooper Parklane *neu* - 2007 R56 MINI Cooper S *neu* - 2009 R52 MINI Cooper S Cabrio Bj.2006 - 2011 R53 MINI Cooper S Bj.2005 - 2018 R55 MINI Cooper S Clubman Bj.2009 ...Motoring
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#2

Unabhängig vom Urheberrecht bei der auszugsweisen Veröffentlichung von Artikeln :

Die von BMW auch angewandte Lösung mit 2 Tiurboladern ( einen kleinen mit schnellem Ansprechverhalten für "untenrum" und einem Großen für den hohen Luftbedarf "obenrum") gefällt mir eigentlich besseer.

Sehr Anspruchsvoll ist auch der 1,4 L von VW mit Kompressor UND Turbolader ( 170 PS im Golf GT) . Dieser Motor ist derzeit das Paradebeispiel für Downsizing . Er ist dermassen drehmomentstark, dass VW ihn auch im Transporter T5 einsetzen will.
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#3

herbi schrieb:Sehr Anspruchsvoll ist auch der 1,4 L von VW mit Kompressor UND Turbolader ( 170 PS im Golf GT) . Dieser Motor ist derzeit das Paradebeispiel für Downsizing . Er ist dermassen drehmomentstark, dass VW ihn auch im Transporter T5 einsetzen will.

Die Technik die VW sich da hat einfallen lassen verdient größten Respekt, nicht einfach sowas zu entwickeln Top

Leider sieht man immer wieder Probleme mit diesem System, der Übergangspunkt der Synchronisierung ist anscheinend nicht so einfach zu handeln wie geglaubt. Ich kenne einige Werkstätten von VW die das Teil am liebsten komplett rausreisen würden und dafür nen "ordentlichen" Motor einbauen würden. Produktionstoleranzen wirken sich anscheinend in dem Fall von dieser Kombination sehr ungünstig aus.

Die Lösung mit Doppeltrubo oder Twin-Scroll ist da deutlich im Vorteil, rein von der technischen Einfachheit gesehen und vom Service falls was defekt ist bzw. nicht harmoniert.
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#4

Bin am WE einen Cross Golf 1.4, 140 PS TFSI gefahren. Müsste doch die gleiche Technik sein (Kompi & Turbo). Der Durchzug ist echt ok.
Nach knapp 40km Dauervollgas, 210km/h (Autobahn war ziemlich frei) stand auf dem BC Durchschnittsverbrauch: 21l / 100km. eek!


Manta Manta ist Dirty Dancing für Männer

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#5

herbi schrieb:Sehr Anspruchsvoll ist auch der 1,4 L von VW mit Kompressor UND Turbolader ( 170 PS im Golf GT) . Dieser Motor ist derzeit das Paradebeispiel für Downsizing . Er ist dermassen drehmomentstark, dass VW ihn auch im Transporter T5 einsetzen will.
Lustig, dass gerade dieses Modell von der Legende Jeremy "Jezza" Clarkson in die Liste seiner 5 schlechtesten, jemals von ihm gefahrenen Autos eingereiht wurde http://driving.timesonline.co.uk/tol/lif...754961.ece

Hier ein Auszug:

...and then there was the truly woeful engine. It’s all very well having direct petrol injection and a supercharger to fill in the black hole while the turbo girds its loins: this is clever, but my God it’s jerky.

I like the power delivery of an engine to be smooth, like a ball bearing rolling down a child’s playground slide. In the GT it’s delivered with the smoothness of someone in a wheelchair falling down some stairs.

And where’s the power? If you’re going to stick GT badges on a car and claim it delivers 168bhp, then kindly give us some oomph to match. Time and again I had to change down on hills, and once, with my foot welded to the floor, I was overtaken by a Mercedes van.

The worst thing, though, is that the GT TSI fails to do any of the things that you might reasonably expect from a car. It doesn’t make the journey fun. It doesn’t isolate you from the sensation of travel. And it isn’t especially cheap. By the time I arrived in Falmouth I was fairly ready to push it into the sea...
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#6

DoMINIk schrieb:Bin am WE einen Cross Golf 1.4, 140 PS TFSI gefahren. Müsste doch die gleiche Technik sein (Kompi & Turbo). Der Durchzug ist echt ok.
Nach knapp 40km Dauervollgas, 210km/h (Autobahn war ziemlich frei) stand auf dem BC Durchschnittsverbrauch: 21l / 100km. eek!

was hats Du geglaubt, dass die bei VW zaubern können ? Head Scratch .
Der Leistung haben will muss einspritzen Devil! .
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#7

Ferdi schrieb:was hats Du geglaubt, dass die bei VW zaubern können ? Head Scratch .
Der Leistung haben will muss einspritzen Devil! .
Naja 1.4l und 140 PS sind ja jetzt auch nicht die Hammer-Leistungswerte.
Dann aber 21l Super Plus? Das find ich selbst bei Dauer-Vollgas heftig. Da brauch der Cooper S mit 30 PS mehr auf der Rennstrecke ja dasselbe und macht auch noch mehr Spaß Devil!


Manta Manta ist Dirty Dancing für Männer

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#8

DoMINIk schrieb:Naja 1.4l und 140 PS sind ja jetzt auch nicht die Hammer-Leistungswerte.
Dann aber 21l Super Plus? Das find ich selbst bei Dauer-Vollgas heftig. Da brauch der Cooper S mit 30 PS mehr auf der Rennstrecke ja dasselbe und macht auch noch mehr Spaß Devil!

auf der Rennstrecke kannst aber nicht Dauervollgas fahren Devil!
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#9

Ferdi schrieb:auf der Rennstrecke kannst aber nicht Dauervollgas fahren Devil!
Och, auf diesen ovalen Dingern in Amiland Pfeifen Roter Teufel


Manta Manta ist Dirty Dancing für Männer

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#10

trotzdem ist unser MINI Cooper S Motor die bessere Wahl: Der Verbrauch ist etwas geringer und man braucht kein teures Super Plus und im Reparaturfall wird es deutlich günstiger und die Fehlersuche ist auch einfacher!

und das Beste unser MINI hat im Bedarfsfall 260Nm. der Golf nur 240 Pfeifen jeder der die Möglichkeit hat sollte damit mal fahren und feststellen es liegen charaktermäßig Welten zwischen den Motor.

Plus an Masse, das knallt klasse
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