Forum: Fahrzeugelektronik Experteneinschätzung: 3D Druck, 2x Turbo und 1x Pi 4


von S. C. (fresh78)


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Liebe Gemeinde, danke für die Zeit und viel Gesundheit! Ich freue mich 
auf den Austausch mit Euch.

Wir entwickeln seit Jahren Metall/polymer 3D Drucker und deren 
Anwendungsbereiche - an einem alten Auto soll dazu ein Versuch her:

ZIEL:

Es soll ein Saugmotor in einen Turbomotor umgebaut dabei mit allen OEM 
Komponenten und Steuergeräten. Nachträgliche Sensoren und Pumpen sollen 
über einen Rechner (Pi 4 o.Ä.) angesteuert und zusätzliche überwacht 
werden. Dies soll dem folgenden riskanten Vorschlag Sicherheit geben:

GRUNDGEDANKE:

1 bar Überdruck - ich brauche von allem entsprechend mehr: Luft, 
Kühlung, Sprit, Festigkeit... etc.
Ich teile damit die aktuell einflutige Ansaugung in zwei Teile -->

zweite OEM Spritpumpen Slave-Seite (weil die doppelte so große Düsen 
brauchen doppelt so viel ccm/h)

zweite OEM Drosselklappen für Slave-Seite (eine größere 
"Tuningdrosselklappe" kostet 5-10x so viel als eine gebrauchte OEM und 
damit habe ich den Querschnitt verdoppelt, nicht 50% mehr wie bei der 
Tuning-Variante)

zwei 3D gedruckte Ansaugbrücken (jeweils Zylinder 1-3=Master und 
4-6=Slave)
Daher soll in Zukunft nur eine Motorhälfte isoliert messen und dabei 
beide Motorhälften regeln und die Ergebnisse an die entsprechend andere 
Seite übertragen.

IDEE:

Das Auto regelt weiterhin mit den OEM Sensoren und Steuergeräten für die 
3 Zylinder bzw. eine Motorhälfte. Ein geschicktes und möglichst selbst 
gebautes Modul sollte diese Signale dann an die zweite Spritpumpe und 
Drosselklappe leiten.
Das ECU strebt immer das programmierte Mischungsverhältnis an und wird 
mit den Messwerten der Lambdasonde sogar geprüft. Das heißt die 
Absolutwerte der Steuergeräte könnten wie in diesem Vorschlag isoliert 
betrachtet werden?

FRAGEN:

(1) Ist der Ansatz konsequent logisch und umsetzbar - wenn auch riskant 
bzw. mit Limitation siehe Frage (3).
(2) Wie könnte dieses Modul aussehen?
(3) Das Auto hat eine zweiflutige Abgasanlage - d.h. es gibt 2 
Lambdasonden - das würde voraussetzen, dass alle 6 Zylinder in etwa 
gleiche Kompression und Verbrennung haben, weil sonst das Steuergerät ja 
immer nur die Möglichkeit hat, die Werte für die Master-Motorhälfte zu 
regeln. Diese "Einschränkung würde ich aber hinnehmen, wenn der Rest 
umsetzbar ist.

WEITERES:

Zündzeiten, Öffnungs- und Schließzeiten etc. sind davon natürlich 
ausgenommen. Es sollen aber einfache NORM Teile mit einem Pi 4 
angesteuert werden. Beispielsweise der zusätzliche Ladeluftkühler und 
dessen Förderpumpe, kann dann mit dem Pi 4 integriert werden. Außerdem 
der zusätzliche Ölkreislauf.
Falls mit dem Pi 4 - oder etwas Erweitertes -  welches das 
Signal-Mirroring möglich macht, wäre das natürlich das Einfachste.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7348751 wurde von einem Moderator gelöscht.
von S. C. (fresh78)


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Danke für den Hinweis - ich wollte alle Zahlen außer vor lassen - das 
war eine:
Kompressionraten, ccm, Durchflussmengen etc. würden wir in einem anderen 
Thread besprechen. Ist es umsetzbar und bereits versucht worden?

von Roland E. (roland0815)


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Dein Pi4 ist nicht echtzeitfähig genug, um einen Motor dieser 
Komplexität bei den zu erwartenden Drehzahlen sauber zu steuern...

Überlasse die Steuerung deinem Motorsteuergerät. Das macht das Alles 
schon richtig und gut, im schlimmsten Fall müssen die Kennfelder für die 
zu erwartenden Mengen an Luft erweitert werden.

Die Querschnitte des Ansaugtraktes/Drosselklappe sind bei Turbomotoren 
nur noch von untergeordneter Bedeutung. Was Punkte bringt ist den Kopf 
porten, das druckt man aber nicht extra aus sondern fräst weg.

Wenn du wirklich 1 bar Überdruck auf den Motor drücken willst, brauchst 
du neue Kolben, Pleuel, größere Einspritzdüsen und ggf einen verstärkten 
Block. Der Rest ist gutes altes KFZ Tunerhandwerk.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Klingt wie:

Au scheiße, ich hab 'ne 3D-Druck Firma, aber keine Ahnung was ich 
drucken soll. Mache daher jeden Blödsinn meiner besoffenen Kumpels mit, 
die von Motorelektronik genau so wenig Ahnung haben wie ich. Zusammen 
haben wir immerhin gar keine Ahnung, aber das sollte kein Hindernis 
sein, wir haben einen Pi4.

So und nun hole ich mir Popcorn.

von Matthias B. (turboholics)


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Hi!

Was der pi machen soll, nennt sich Boostcontroller.

Ansonsten: mehr Grunddaten zum Fahrzeug und Motor. Es gib Motoren, die 
können mehr oder weniger problemlos mit 2,5 bar aufgeblasen werden, es 
gibt Motoren die platzen schon wenn man einen Turbolader in den 
Kofferraum packt.

VG

von S. C. (fresh78)


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Danke, an die mutigen und weitläufigen Denker für Eure Beiträge!

Also der Pi sollte nur den zusätzlich angebrachten Sensoren dienen:
- Ladedrucksensor
- Ladelufttemperatur
- Öltemperatur
- 2. Öldrucksensor
- zusätzliche Sensoren für die Öl- und Kühlerleitung für die Turbos
--> das sollte nur dem Monitoring gelten.

Der Motor und das ECU sollen weiterhin mit dem OEM Luftmassenmesser, 
Lambdasonden, Nocken-/Kurbelewellensensoren geregelt werden. Das 
Remapping würde dann mit zusätzlicher akustischer Überwachung 
durchgeführt werden - beginnend mit 0.6 bar um Knocking vorzubeugen und 
entsprechend niedrigen Kompressionsraten. Das Porting wäre eine gute 
Option, falls die ersten Messungen nicht ausreichen oder wir nicht weit 
über 0.6 bar fahren können.

FRAGE:
Auch hier sehe ich die Möglichkeit diesen zusätzlichen Delphi 
Piezo-Sensor am Motorblock zumindest über den Pi darstellen zu lassen, 
dass entsprechend bei Schwellwert eine Meldung erscheint. Natürlich wäre 
das ebenfalls rein im Monitoring und würde das remapping deutlich 
sicherer und einfacher machen - insbesondere weile keine empirischen 
Daten groß vorhanden sind.

3D Druck:
Eine Ansaugbrücke für diesen Porsche Motor kostet weit 4-stellig - da 
ist eine angepasste 3D Druck Lösung mit Ports und Gewinden für Sensoren, 
Drosselklappen und LMM ein absoluter Traum in Applikation. 
Strömungstechnisch z.B. gleich lange Ansaugwege können einfach 
integriert werden. Außerdem würde sich die Ladeluftkühlung direkt 
integrieren lassen - was bei einem Mittelmotor ebenfalls eine absolute 
Traumvorstellung für die meisten Tuner ist und Gewicht, Komplexität und 
Fehleranfälligkeit reduziert.

Motor:
6 Zylinder-Boxermotor (Mittelmotor)
integrierte Trockensumpfschmierung: Ölreservoir im Motor (wird 
erweitert/ vertieft - 3D Druck mit zusätzlichen Ausgleichskammern für 
starke Querkräfte- ein riesen Porsche Problem= 3D Druck Lösung), zwei 
Rückförderpumpen, eine Druckpumpe (eine zusätzliche für die Turbos, + 
die o.g. Sensoren)
4-Ventil-Technik, 2 Nockenwellen pro Zylinderbank
Nockenwellenverstellung und Ventilhubschaltung durch VarioCam Plus
Automatischer Ventilspielausgleich
--> deshalb kann das Porting vermutlich warten, weil wir die Zündwinkel 
entsprechend mappen - deshalb auch der Wunsch mit dem zusätzlichen Piezo 
Sensoren für das Knocking als Flaschenhals.

: Bearbeitet durch User
von Ricardo M. (ricardodidneineleven)


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Warum unbedingt ein PI4? Jetzt sag nicht du willst da Linux drauf laufen 
lassen :D

Ich würde an eurer Stelle mit der Software anfangen. Denn das 
unterschätzt man am ehesten.
Auch wäre es vielleicht hilfreich Meilensteine zu spezifizieren, damit 
dass Projekt nicht in einem Jahr als "für Bastler" unterm Hammer endet 
und man wirklich die Ausmaße abschätzen kann :-)

Applikation, testen, Bus-Vernetzung, Konstruktion, RTOS, FUSI (wobei das 
wahrscheinlich eher nicht von Interesse für euch ist lel), Kennfelder, 
...
Da kommen einige Disziplinen zusammen. Meinen Respekt wenn ihr das 
umsetzt.

Eventuell wäre auch eine Restbussimulation und ein kleiner DIY Prüfstand 
außerhalb vom Fahrzeug erstrebenswert. Je nachdem wie tief euer Wissen 
im Automotive geht.

Dass das Steuergerät nur 3 Zylinder steuert wird einiges an 
Aufmerksamkeit kosten. Ihr müsstet wahrscheinlich die Signale und das 
Feedback simulieren weil sonst Notlauf angesagt ist. Es werden konstant 
sehr viele Werte miteinander verglichen die das ECU auch haben will um 
nicht mit tausend Fehlern rumzumotzen.

Wie ist denn euer/dein Wissensstand? Nicht dass dir hier tausend Leute 
Basics erklären die du eh schon weißt
Und um welches Fahrzeug handelt es sich genau? Baujahr, Motorkennung 
etc?

: Bearbeitet durch User
von Matthias B. (turboholics)


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Hi!
Klingt für mich nach Buzzwordbingo... .

Was ihr mut der Ökwanne vorhabt, nennt sich Trockensumpfschmierung.
Automatischer Ventilspielausgleich ist seit 40 Jahren Standard und 
keiner Erwähnung mehr wert. Eher wird bei "richtig" Ladedruck (3bar 
aufwärts beim Benziner) wieder auf mechanischen Ventiltrieb 
zurückgerüstet.

Guckt euch mal an, was z.B. beim Audi S4 B5 V6 Biturbo im Vergleich zum 
A4 B5 30V V6 Sauger an den Motorinnereien anders ist. Vorab: soviel 
isses garnicht.
Trockensumpf, andere Ansaugbrücke usw ist ein schönes "Showcase", 
praktisch bei 1bar Aufladung alles noch nicht nötig.

Schraubt die gewünschten Sensoren an den Serienmotor, bekommt sie mit 
dem Pi zum Laufen, dann Turbolader dranschrauben (woher bekommt ihr die 
Krümmer?) und wenn der dann halbwegs läuft die anderen Sachen umbauen.

von olaf (Gast)


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> Ich würde an eurer Stelle mit der Software anfangen. Denn das
> unterschätzt man am ehesten.

Also ich wuerde ja mit der Hardware anfangen weil software kann
jeder. :)
Ein Pi4 ist ungeeignet weil er die Temperaturzyklen im Motorraum
nicht durchstehen wird und weil er grosse Probleme mit der EMV im
Auto haben wird.

Olaf

von Grammatikgore (Gast)


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olaf schrieb:
> Ein Pi4 ist ungeeignet weil er die Temperaturzyklen im Motorraum
> nicht durchstehen wird und weil er grosse Probleme mit der EMV im
> Auto haben wird.

Man kann so ein Steuergerät ja nur direkt auf den Motor klatschen und 
nicht irgendwo anders :-)

von Thomas (kosmos)


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einen Boostcontroller baut man sich mit einen kleinen ATTiny auf der 
einen ADC integriert hat, dazu ein MPX 4250AP und einen Drehzahlabgriff 
und damit bedient man dann die PWM Einheit.

Beim Turbomotor hast du kein Problem mit einer zu kleinen Drosselklappe, 
die Verrohrung selbst sind meist 50mm und die Drosselklappe ist 
sicherlich größer.

Wenn du das mit einer OEM Steuerung machen willst setzt einen größeren 
LMM vor den Turbo, den die Luftmasse sollte ja proportional zum Druck 
sein und dann machst du größere Einspritzventile rein, natürlich die 
Kennfelder daraufhin anpassen. Aber ich denke daran wirds dann scheitern 
das keiner euch dabei helfen kann/will/wird. Benzindruckregler auch mal 
prüfen, ob der bei 1 bar Ladedruck auch den Benzindruck um weitere 1 bar 
anheben kann sonst hast du hier ein zusätzliches abmagern.

Halte es aber für ne Schnappsidee da den halben Block (1 Zylinderbank) 
aufzuladen.

Am besten ihr kauft euch ne Megasquirt, einen Speeduino, Prometheus, 
DIY_EFI, DIYPNP, ... und baut es gleich richtig auf.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Was man sich dann auch noch kaufen sollte sind mindestens mal verstärkte 
Kolben und Pleule, aber dafür müsste man ja Ahnung von Motoren haben, 
damit man den Schraubersalat auch wieder zu einem funktionsfähigen Stück 
zusammen bekommt. Und 'ne ADACplus-Mitgliedschaft.

Verdammt, mein Popcorn ist alle. oO

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