PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

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el-hardo
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von el-hardo »

@ Acki: Ich glaub nicht, dass die Zeit eine Rolle spielt (wie so oft in der Thermodynamik findet man kein "t" in der Formel). Es geht darum, wieviel Energie der Kühler abgeben kann. Und der Kühler gibt IMHO mehr Energie ab, wenn er schneller durchströmt wird, als langsam. Oder weiter gedacht: Kühlt ein Kühler besser, wenn man eine große Tempdifferenz von Eingang zu Ausgang hat oder nicht? IMHO kühlt er weniger, je größer die innere Temperaturdifferenz ist, weil das bedeutet, dass zum Ende der Kühlstrecke der Temperaturaustausch nur noch gering ist.

@ luheuser: Bei mir ist der Kühler etwas zu klein, da hast du Recht. In deinem Fall find ich deine Pumpe zu klein. Eine Tempdifferenz von 15°C! finde ich riesig. Bei mir sind es unter 10°C.
Zudem 2°C über Außentemp aus dem Kühler....da schwimmt dein Kühlwasser ja ewig im Kühler rum, dass es so viel zeit hat abzukühlen. Ich liege etwa 10°C über Außentemperatur. Bei 20°C also mit 30°C aus dem Kühler raus und mit 40°C aus dem LLK.
Eine Wasser-LLK Geschichte ist aber auch recht komplex zu erfassen, da so viele Faktoren hinein spielen. Nicht nur Ladeluttemps und Drücke, sondern auch Wassertemps, Pumpenleistung und WOT-Zeit. In meinem Fall z.B. gibt es keine Autobahn Volllast-Fahrten, da das Auto einfach nicht auf der Bahn zu fahren ist. Der Läuft Ende über 250 im Begrenzer und da macht man sich sowas von in die Hose, dass ich wirklich Angst habe abzufliegen. Rundstrecke logge ich hingegen immer mit. Hier hängt es aber sehr stark davon ab, ob ich im Zweikamp und im Windschatten bin oder ob ich bisschen Lift and Coast machen kann weil um mich rum eh nix los ist. Meine Kühl(er)-Fläche ist leider extrem begrenzt, weshalb ich nicht noch weiter runter komme mit den LL-temps. Aber das ist vollkommen ok, solange es nicht über 30°C auf dem Track sind.
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Acki
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Acki »

Soweit ich weiß ist eine größere Temperaturdifferenz immer gut für den Wirkungsgrad. Das würde je nach Kühler aber für eine langsamere Wassertemperatur sprechen.
Sprich das Wasser hat eine gewissen Energie Wärme aufgenommen und für die Abgabe der Energie auf Umgebungstemperatur wäre es gut wenn das Wasser länger im Kühler bleibt.. dabei sinkt aber wiederum der Wirkungsgrad.. hmm

Wenn ich mir jetzt den Wärmestrom anschaue sehe ich schon einen Zeiteinfluss.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Wärmestrom

Von der Überlegung her bräuchte ich beim WLLK also eine hohe Wassergeschwindigkeit damit die Wassertemperatur immer möglichst kalt ist und die Luft abkühlt.
Am Wasserkühler bräuchte ich jedoch eine langsame damit das Wasser möglichst kühl wieder wird.
Also eventuell zwei Pumpen und nen Riesen Wassertank.
Ich muss mir das die Tage mal richtig überlegen und paar Formel raussuchen dazu. Spannendes Thema.
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chapy
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von chapy »

viele formeln brauchst du eigentlich nicht,
da der primäre faktor bei sowas der gegebene raumbedarf ist.
beim kühler der ladeluft kommt noch zusätzlich der druckverlust durch die lamellen hinzu.

grobe daumenformel:

2l hubraum,200kpa druck,6000rpm ergibt 12000l/min luft.
um 12000l/min von 110°C auf 40°C abzukühlen brauchst du ~17kW kühlleistung.
bei einem volumenstrom von 200l/min wasser und 30°C eintritt/35°C austritt kannst du mehr als 68kw abführen.
also reichen theoretisch 50l/min wassermenge tatsächlicher durchfluß aus.

nun hast du aber ein platzproblem.
zum einen sollte der ladelufttauscher möglichst kompakt sein,mit geringem druckverlust.
zu anderen der wasserkühler,der hat das problem der geringen temperaturspreizung,
zwischen umgebungsluft und wasser.
bei ~17kw wärmeleistung und sehr geringer spreizung wird der halt immens groß.
niedrigen wie umgebungstemperatur ist ja normalerweise nicht möglich,es sei denn mit wasserberieselung.
im endeffekt bleibt dir nur,den vorhandenen platz maximal auszunützen.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Acki »

Und das spricht ja eben wieder für eine niedrigere Wasserfließgeschwindigkeit irgendwie.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von chapy »

die fließgeschwindigkeit ergibt sich bei der wassermenge pro zeit durch den querschnitt der rohre.
die cwa100 macht ja 40-45l/min bei 0.5bar druckverlust im system.
da brauchst eigentlich nichts regeln bei ladeluftkühlung,einschalten- fertig.
das problem ist der rückkühler,ducrch die geringe spreizung zwischen 35-40°C rücklauftemperatur und umgebungsluft.
bei 5-10°C spreizung im sommer ,brauchst du halt eine große oberfläche um die 17kw (als bsp) abzuführen.
der vorteil vom luft/wasser/luft-system ist halt die wärmeaufnahmefähigkeit vom wasser.
für kurze zwischensprints nimmt das wasser die zusätzliche wärmeenergie auf und die ladelufttemperatur steigt um so langsamer,
je mehr wasser sich im kreislauf befindet.
für kurzen dragstrip kannst den rückkühler auch weglassen,ne 5 liter dose gefüllt mit eiswasser tuhts auch.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Acki »

Ich komme da trotzdem ins Grübeln wenn ich an die Größe der normalen wasserkühler denke und das da 100kW plus verarbeitet werden müssen.
Beim Audi V8 haben die das Pumpenrad mit der Zeit sogar kleiner gemacht - also was vom Zahnriemen angetrieben wird. Da wurde der Durchmesser von 74 auf 66mm geändert.
Gewöhnlich machen die das ja nicht aus Langeweile. Leistung vom Motor stieg dann auch..
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el-hardo
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von el-hardo »

Vielleicht wurde der Verdichter effizienter und dadurch weniger Ladelufttemperatur?
Vielleicht verträgt der Motor höhere MAT? Man weiß es nicht, da es sehr komplex ist. Ich kann dir zig Beispiele nennen, wo die Pumpen größer und stärker wurden. Auf dieser Spekulationsbasis kann man nicht argumentieren.

Sehe es wie Chapy.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Acki »

Saugmotor.. wie gesagt ich bin mir noch nicht im Klaren wie rum es ideal ist. Daher ja meine Frage weiter oben auch an dich.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von suzuki90 »

Der Punkt bei der Strömungsgeschwindigkeit ist, dass man bei hohem Wasser Volumenstrom den ganzen WLL Kühler kalt hat und damit auch die LUFT recht kalt bekommt. Damit ist das Wasser aber noch recht kühl wenn es in den Gegenkühler kommt und damit geht natürlich auch nicht so viel Wärme an die Umgebung. Denn die Luft die den Gegenkühler durchströmt hat eine definierte Geschwindigkeit und Temperatur. Und die kann Energie in Form von Wärme aufnehmen in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz. Wenn ich also viel Wärmeleistung über den Gegenkühler an die Umgebung abgeben will, brauch ich eine hohe Eingangstemperatur.

Wenn man den Kühler mehr als Wärmetauscher sieht, muss man den Volumenstrom vom Wasser runter drehen. Dann wärmt sich das Wasser stärker auf, am Eingang des WLL Kühlers ist es also schon sehr warm, kühlt die Luft wenig. Geht aber dann auch sehr warm in den Gegenkühler. Durch die hohe Temperatur Differenz kann mehr Wärme an die Luft abgegeben werden, die den Gegenkühler durchströmt und das Wasser wird wieder kalt in den Ladeluftkühler geführt.

Hoher Pumpenvolumenstrom heißt sehr kühle Ladeluft aber weniger Wärmestrom, der an die Umgebung abgegeben wird. Aber für kurzzeitig volle Beschleunigung gut. Weniger Volumenstrom heißt weniger kühle Ladeluft aber mehr Wärme was an die Umgebung abgeführt werden kann.
Somit besser für dauerhafte Belastung, weil da im mittel mehr geht.

Daher gibt es für jedes System einen optimalen Arbeitspunkt. Der ist aber auch stark abhängig von der Außentemperatur, Durchströmung des Gegenkühler, Fahrprofil usw.

Daher ist es das Beste, man hat eine representative Strecke und eine regelbare Pumpe und testet das mal. Im Idealfall bei verschiedenen Außentemperaturen.

Dann kann man ein Kennfeld erstellen, wie die Pumpe wann anzusteuern ist.

Oder man hat einfach einen fetten Gegenkühler und dadurch immer kaltes Wasser und kann den Volumenstrom schön hoch drehen.

Das macht es natürlich für einen Motorkühler sehr Einfach klein zu sein und gut zu kühlen, wenn da immer mindestens 50 Kelvin differenz anliegen. Beim wllk hab ich 2 Übertrager in der Kette und will die Differenz Richtung 0 haben. Da muss man dann für das System einfach den Bestpunkt suchen.

Alternativ kann man da noch einen Kompressor dazwischen schalten mit einem anderen Medium. Druck vor dem Gegenkühler hoch pumpen und dann mit hoher Temperatur Differenz rein, danach wieder expandieren und mit sehr kalter Temperatur in den WLLK.

Was man bei vielen neuen Serienanwendungen sieht ist, dass man mit dem Hauptkühlkreislauf am turbo Ausgang erstmal Richtung 100 Grad kühlt und dann erst den Wllk verwendet für den Rest.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von suzuki90 »

Acki hat geschrieben:Saugmotor.. wie gesagt ich bin mir noch nicht im Klaren wie rum es ideal ist. Daher ja meine Frage weiter oben auch an dich.
Ohne den A8 Motor zu kennen: Audi hat irgendwann ein krasses thermomanagement eingeführt. Beginnend bei den Turbos. Aber da ist ein zu hoher Volumenstrom hinderlich, weil die im teillast den Motor aus Effizienzgründen mit 120 Grad fahren.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Acki »

Audi V8 und Audi S4 V8 die haben 250 PS bzw 280 PS (3.6 und 4.2). Die haben das große Rad.
Der Audi S6 V8 mit 290 PS und dann alle A8 und S8 Varianten bis 360PS haben das kleine Rad.
Sogar der RS6 (dann 40V V8) hat den kleineren Durchmesser.

Ich kenne aus der Entwicklung von Wassermänteln nur min Fließgeschwindogkeiten um Dampfblasen usw zu verhindern.
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el-hardo
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von el-hardo »

@ Suzuki: Da hast du leider einen dicken Bug in deiner Überlegung. :)
Woher soll denn die angeführte Wärme(leistung) kommen? Es kann nur abgeführt werden was durch die ladeluft aufgenommen wird.
Bei niedriger Pumpenleistung hast du ein enormes Temperaturgefälle innerhalb des Wasserkühlers. Heiß rein...nach kurzem Weg im Kühler schon kalt und der Rest des Kühlers auch kalt...
Man nutzt also nicht den ganzen Kühler. Genauso, nur umgekehrt, ist es beim WLLK. Je größer die Pumpenleistung desto geringer werden die Temperaturdifferenzen, aber desto besser werden die Wärmetauscher ausgenutzt.
Zuletzt geändert von el-hardo am Fr Nov 23, 2018 8:33 pm, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von el-hardo »

@ Acki: ach du meinst diese Motoren aus dem letzten Jahrtausend? Was willst du denn da vergleichen? Sind die Riemenräder identisch, dreht die Pumpe also genauso schnell? Sind die Kühler identisch? Sind die Wirkungsgrade der Motoren identisch? Das kann endlos so weiter gehen. Und am Ende hat es nix mit dem Wasser llk System zu tun.
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von Luheuser »

Acki hat geschrieben:Audi V8 und Audi S4 V8 die haben 250 PS bzw 280 PS (3.6 und 4.2). Die haben das große Rad.
Der Audi S6 V8 mit 290 PS und dann alle A8 und S8 Varianten bis 360PS haben das kleine Rad.
Sogar der RS6 (dann 40V V8) hat den kleineren Durchmesser.
kleineres Zahnriemenrad der Wapu heisst aber höhere Drehzahl der Wapu ;-)


ein meinem Fall hat sich das problem im übrigen tatsächlich geändert, ich hatte die Einbaulage des LLK leicht geändert, wodurch nicht mehr richtig entlüftet wurde.
Nun ist das Temperaturdelta von zu/ablauf des LLK Wasser viel besser, dennoch geht die Ladelufttemp auf über 20°C über aussentemp, das ganze im 3.Gang unter volllast und knapp 1,8bar Ladedruck bei 6700rpm
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Re: PWM Signal invertieren ->12V ausgeben

Beitrag von el-hardo »

Ach, die Flachriemenscheibe ist kleiner geworden? Das hab ich wohl überlesen.

Da sieht man wer früher sein Moped getuned hat... :mrgreen:

20 Grad über T0 ist ja ok. Mein Alltags Auto (Alpina B3s Biturbo N54 Basis, Luft LLK) hat beim Cruisen ohne LD schon 15 grad drüber, allein durch die Ansaugwege. Bei WOT geht es dann Richtung 30 grad, aber nie drüber.
Der Caterham mit WLLK kommt auf der Rundstrecke nach jahrelangem hin und her Probieren auf grob 25-30 Grad drüber. Damit bin ich vollkommen zufrieden.

Und um zum Thema zurück zu kehren. Wenn ich nächste Saison die Pumpe PWM geregelt habe werde ich mal schauen beibweöchem Dutycycle ich landen werde. Es wird wohl so ausgehen, dass ich bei (sagen wir) 80% genau die gleichen Temps habe wir bei 100. Was hier aber spekuliert wird, müssten die Temp bei 100% höher sein. Und das ist garantiert nicht der Fall. Der einzige Nachteil ist, dass man Energie vergeudet weil die Pumpe 2A mehr zieht als notwendig wäre.
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