Desmo4 (V23) Aufbau eine Entwicklung von
Hub [mm] Geschwindigkeit Beschleunigung Kinematikdaten des Nocken (Auslegung) Kinematikdaten Desmo4 Po 2zu1 V23 2 15 Nockenkontur erstellt von Mario Illien 1 5-5 -1-15 Geschwindigkeit Hub Beschleunigung -2 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 NW-Winkel Desmo4 Seite 2 Februar 27
Generell zu den Messungen Aufbau: Original Porsche Zylinderkopf VarioCam Plus (von Porsche 911er; 3,6 ltr.). Original Nockenwellenflansch. Lagerung und Ölzufuhr über bestehende Lagerstellen. Drehzahl: bis 3.15 1/min NW (NW = Nockenwellendrehzahl) entspricht bis 6.3 1/min Motordrehzahl (NW x 2) Öldruck: 2 bis 2,5 bar Öltemperatur: 2 bis 35 C; Durch die niedere Öltemperatur steigt die Reibung und die Momente. Eine ideale Temperatur von ca. 9 C kann beim Prüfstandsaufbau nicht erreicht werden (zuviel Wärmeabfuhr und zu geringe Eigenreibung). Öltyp: OMV W-4 - Vollsynthetisch Messergebnisse: Messdaten nicht nachbearbeitet / nicht gefiltert Desmo4 Seite 3 Februar 27
Messaufbau Spritzschmierung für Ventilhalter-Abstützung Druckölschmierung für die Nockenwellenlagerstellen Einlassnockenwelle (hier werden alle 6 Ventile betätigt) Drehgeber Servoantrieb Kupplung HBM Drehmomentmessflansch Desmo4 Seite 4 Februar 27
Messaufbau: Hinteransicht Einlassventile LMI 2kHz Messlaser Desmo4 Seite 5 Februar 27
Messequipment: Datenerfassung: Drehmomentmessflansch HBM T1F Kupplung HBM BSD-Modulflex T1F Abstandssensor LMI LTS 3/2 Inkrementaler Drehgeber Heidenhaim ROD 42 Messbereich / Arbeitsbereich: ±5Nm max. 25Nm 2mm -36 Auflösung:,4Nm,2µm 5 Punkte Ausgangssignal: -1 bis +1V oder 5kHz bis 15kHz -1 bis +1 V 5V TTL Abtastfrequenz: 2kHz 2kHz 2kHz Datenaufzeichnung: National Instruments PCI 4472 National Instruments PCI 662 National Instruments PCI 6251 Datenauswertung: National Instruments LabView 8.2 National Instruments Diadem 1 Desmo4 Seite 6 Februar 27
Desmo4 V23 Dynamische Messungen mit Nockenwellenreibung eine Entwicklung von
Drehmoment NW [Nm] Zusammenfassung (Desmo4: ca. 3 Öltemperatur!) 1 9 8 7 Mittleres Drehmoment 6 5 4 Porsche Original Desmo4 Desmo4: ein Zylinder 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Drehzahl Nockenwelle [min-1] Desmo4 Seite 8 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Starten 12 Nockenwellendrehzahl 1min -1 3,5 1 8 6 3 2,5 4 2 2 1,5-2 -4-6 1,5-8 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 -,5 Desmo4 Seite 9 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Starten,5 Nockenwellendrehzahl 1min -1,4,3,2,1 -,1 17 171 172 173 174 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 Desmo4 Seite 1 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Starten,5 Nockenwellendrehzahl 1min -1,4,3,2,1 -,1 285 286 287 288 289 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 Desmo4 Seite 11 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Leerlauf 12 Nockenwellendrehzahl 5min -1 8 1 8 6 7 6 5 4 2 4 3-2 -4-6 2 1-8 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36-1 Desmo4 Seite 12 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Leerlauf,5 Nockenwellendrehzahl 5min -1,4,3,2,1 -,1 17 171 172 173 174 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 Desmo4 Seite 13 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: Leerlauf,5 Nockenwellendrehzahl 5min -1,4,3,2,1 -,1 285 286 287 288 289 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 Desmo4 Seite 14 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: niedere Drehzahl 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Nockenwellendrehzahl 1min -1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 16 15 14 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 -2-3 Desmo4 Seite 15 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: niedere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 1min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 16 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: niedere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 1min -1,4,3,2,1 -,1 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 Desmo4 Seite 17 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: mittlere Drehzahl 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Nockenwellendrehzahl 15min -1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 34 32 3 28 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Desmo4 Seite 18 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: mittlere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 15min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 19 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: mittlere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 15min -1,4,3,2,1 -,1 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 Desmo4 Seite 2 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl 12 Nockenwellendrehzahl 2min -1 4 1 35 8 3 6 25 4 2 2 15 1-2 5-4 -6-5 -8 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36-1 Desmo4 Seite 21 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 2min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 22 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 2min -1,4,3,2,1 -,1 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 Desmo4 Seite 23 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Nockenwellendrehzahl 25min -1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5-5 -1-15 -2 Desmo4 Seite 24 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 25min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 25 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 25min -1,4,3,2,1 -,1 29 291 292 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 Desmo4 Seite 26 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Nockenwellendrehzahl 275min -1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5-5 -1-15 -2 Desmo4 Seite 27 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 275min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 28 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: höhere Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 275min -1,4,3,2,1 -,1 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 36 37 38 Desmo4 Seite 29 Februar 27
Drehmoment NW [Nm] Dynamischer Hub und Antriebsmoment: hohe Drehzahl 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 -8 Nockenwellendrehzahl 315min -1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 9 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5-5 -1-15 -2 Desmo4 Seite 3 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: hohe Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 315min -1,4,3,2,1 -,1 175 176 177 178 179 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19 Desmo4 Seite 31 Februar 27
Dynamischer Hub und Antriebsmoment: hohe Drehzahl,5 Nockenwellendrehzahl 315min -1,4,3,2,1 -,1 293 294 295 296 297 298 299 3 31 32 33 34 35 36 37 38 Desmo4 Seite 32 Februar 27
Drehmoment [Nm] Geschwindigkeit Vergleich berechneter und gemessener Ventilhub bzw. Ventilgeschwindigkeit 14 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 Kinematikdaten Desmo4 Po 2zu1 V23 Zylinder 1, 15min -1 NW, 1kHz Abtastrate 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 32 34 36 NW-Winkel [Grad] kmpl. Einlassnockenwelle (6 Ventile) Desmo4 Seite 33 Februar 27
Antriebsmoment: Startmomente Starten ohne Öl Desmo4 Bemerkungen: Desmo4 V23 Einlassnockenwelle; 6 Ventile betätigt Ölzufuhr ausgeschaltet Motor kalt (ca. 2 C) Drehzahl voreingestellt Servoantrieb schlagartig eingeschaltet Messung mit HBM Drehmomentflansch (hat auch Trägheit) Nockenwellenmoment! Desmo4 Seite 34 Februar 27
Antriebsmoment: Startmomente Starten ohne Öl bei unterschiedlichen Drehzahlen Desmo4 Bemerkungen: Desmo4 V23 Einlassnockenwelle; 6 Ventile betätigt Ölzufuhr ausgeschaltet Motor kalt (ca. 2 C) Servoantrieb schlagartig eingeschaltet Drehzahl mit Potentiometer in ca.,5s auf Endwert eingestellt Nockenwellenmoment! Desmo4 Seite 35 Februar 27
Vorteile der Zwangssteuerung beim Starten Laut Fa. Bosch in Stuttgart benötigt ein 4 Zylinder Ottomotore bei Tieftemperaturen (-28 C) zum Starten ein mittleres Moment von ca. 11Nm (Welligkeit +/-3 bis 35%). Bei normalen Temperaturen (25 C) wird ein mittleres Moment von 55Nm benötigt. Bei ausgebauten Zündkerzen kann ein Moment von ca. 3Nm gemessen. Zum Antreiben eines federbeaufschlagten Ventiltriebes wird abhängig von Motortyp, Hubvolumen, Zylinderzahl, Kompression, Lagerreibung, Ventiltriebsart, Motoröl und der Umgebungstemperatur ca. 3-5% des Startermomentes benötigt. Unsere Zwangssteuerung benötigt aber nur einen Bruchteil des normalen Startmomentes! Zwangssteuerung - Vorteile des geringeren Momentes beim Startvorgang: - Die Starterleistung kann z.b. von 1,4kW auf unter 1,kW reduziert werden (lt. Bosch). - Dadurch kann der Starter kleiner und leichter ausgeführt werden und in Folge auch die Verkabelung (Kupfer!) kleiner dimensioniert werden (wesentliche Gewichtsreduktion). - Die Autobatterie kann kleiner und leichter sein. - Dies alles bedeutet weniger Verbrauch und geringere Emissionen. - Der Startgenerator wird dadurch einfacher und effektiver (Start-Stop Systeme). - Bei gleichem Starter kann andererseits ein dickeres und somit ein billigeres Motoröl verwendet werden. Zwangssteuerung - Vorteile des geringeren Momentes im Betrieb: Quelle: Bosch - Der komplette Nockenwellenantrieb kann kleiner dimensioniert werden (Zahnriemen, Umlenkrollen, Lagerstellen der Nockenwelle im Zylinderkopf, ) - Dies führt zu einer Gewichts- und Kostenreduktion und zu Bauraumgewinn. Desmo4 Seite 36 Februar 27
Unsere Anschrift Bei Fragen oder für weitere Informationen stehen wir gerne zur Verfügung. INVENTUS Engineering GmbH Hausnummer 181 A - 6771 St. Anton im Montafon Vorarlberg, Österreich Telefon: 43 / 5552 31 2 31 Fax: 43 / 5552 63 22 Handy: 43 / 676 3 75 818 stefan.battlogg@inventus.at www.inventus.at Desmo4 Seite 37 Februar 27