Ladertausch KP39B - GT1749VB: Resultate

Hallo,

ich habe mal ein paar Eckdaten zu den Wirkungen eines Ladertauschs an einem ASZ (96kW) zusammengetragen.

Ab Werk war der KP39B verbaut. Die Logdaten für das linke und mittlere Diagramm im Anhang enstanden mit der Seriensoftware und einem Tuningfile (117 kW, + 0,1 bar).
Schließlich wurde der KP39B durch einen GT1749VB (vom ARL, 110 kW) ersetzt, wobei die Einspritzmengen gegenüber dem Tuningfile für den KP39B nicht verändert wurden.

Im Anhang sieht man, daß der GT1749VB gegenüber der Serienabstimmung mit dem KP39B ca. 150 - 200 mbar mehr Ladedruck liefern kann, ohne daß die max. Ladelufttemperatur ansteigt.

Der KP39B quittiert schon 100 mbar mehr Ladedruck gegenüber der Serie mit einer LLT-Steigerung von etwa 5K im Pmax-Bereich (nach LLK, alle LLT-Daten geben die Differenz zur jeweiligen Umgebungstemperatur an).

Weiter fällt auf, daß der GT1749VB den höheren Ladedruck (im oberen Drehzahlbereich) mit einer deutlich geringeren Unterdruck-Ansteuerung liefert, d.h. seine VTG ist trotz höherem LD relativ weiter geöffnet als beim KP39B -> siehe Kurve LD-Tastverhältnis.
Das bedingt grundsätzlich einen niedrigeren Abgasgegendruck als beim KP39B, was wiederum zu niedrigeren Abgastemperaturen vor Turbine und zu einem verbesserten Gaswechsel führt.
Letzters wird durch das Popometer bestätigt: mit dem GT1749VB beißt der Motor oberhalb ca. 3500 rpm etwas besser zu als mit dem KP39B, wie gesagt bei unveränderten Einspritzmengen.


Damit aber nicht der Eindruck einer versteckten Werbung für das Lader-Angebot in Rainer's Shop entsteht:
Die Kehrseite des GT1749VB ist das deutlich größere Turboloch gegenüber dem KP39B. Der volle Drehmomenteinsatz ist je nach Gang gefühlsmäßig um ca. 200 - 300 rpm nach oben verschoben, und unterhalb etwa 1500 rpm verhungert der ASZ in hohen Gängen am Berg noch kläglicher als mit dem Serienlader.
Im überwiegenden low-rpm-Bummelbetrieb verursacht der GT1749VB sogar eine Vebrauchssteigerung um etwa 0,2 l/100 km - offenbar weil im Drehzahlkeller das Verhältnis zwischen Abgasgegendruck und erzeugtem Ladedruck ungünstiger ist als beim KP39B, also genau umgekehrt zum oberen Leistungsbereich.

Hi Ulf

mich irritiert (weil es normalerweise ein Warnsignal ist), dass beim GT... Das Tastverhaeltnis ab Sec 25 (4200 rpm) am unteren Anschlag ist.

D.h. der Turbo laeuft irgendwo in einem unregelbaren Bereich ...

Mir wuerde das Angst machen, denn es ist nicht ganz so irrelevant wie bei mir das "Spritzbeginn im Leerlauf am Anschlag".

Oder ?

m;

dieselmartin hat folgendes geschrieben:

mich irritiert (weil es normalerweise ein Warnsignal ist), dass beim GT... Das Tastverhaeltnis ab Sec 25 (4200 rpm) am unteren Anschlag ist. D.h. der Turbo laeuft irgendwo in einem unregelbaren Bereich ...

Hi Martin,

grundsätzlich hast Du recht.

Mit einem TV im "aktiven" Bereich könnte man den LD obenraus zwar anheben, aber der Luftgewinn würde bei der Abstimmung des Versuchsfahrzeuges gar nicht gebraucht: was der Lader bei voll geöffneter VTG liefert, reicht für einen (weitgehend) rußfreien Pmax-Betrieb aus.

Im Übrigen folgt der Istdruck im oberen Drehzahlbereich in etwa den Sollwerten für den ARL - d.h. der Lader überdreht nicht gegenüber seiner Serienanwendung.
Da er durch das Tuning den Abgasstrom von ein paar PS mehr als beim ARL bekommt, muß halt die VTG ganz geöffnet werden, damit der LD innerhalb der Lader-Spezifikation bleibt.

Kritisch könnte es allerdings bei weiteren (starken) Mengenanhebungen im oberen Drehzahlbereich werden: dann kann der LD trotz vollgeöffneter VTG deutlich über das Serien-Soll vom ARL steigen und der Lader entsprechend schneller verheizt werden.

Hallo Ulf,

interessanter Vergleich. Die Ergebnisse sind aber für mich nicht schlüssig. Trotz OBD Tuning ist der Abgasmassenstrom bei deinem Motor/Datenstand nur unwesentlich grösser als beim 110kW Serie (gesetzt den Fall die Ladedrücke sind wirklich vergleichbar), d.h. die Turbine vom Garret dürfte nicht derart überfordert sein wie die Messungen zeigen.
Kann es sein das die Ansteuerung der U-Druckdose der VTG unterschiedlich ist? Laut Software sind zumindest andere Linearisierungen hinterlegt. Also hat das KKK-konzept im Vergleich zum Garret-Konzept z.B. in der EDC-Grundeinstellung 011 die gleichen Unterdruck-Ansteuerwerte vom EPW an der Dose gemessen bei jeweils 20/80% TV?? (Also bei einem Serien 110kW nachmessen). Wird vieleicht nicht der gesamte Turbinenquerschnitt freigegeben? oder ist die ATL-Grundeinstellung möglicherweise n.i.O.?

Der Garret muss ja auch Toleranzen nach oben bei den 110kW abkönnen - das passt für mich nicht zusammen.

Das Einregelverhalten muss ja demnach im Bereich der Pmax grausam sein (also bei 4000U mal kurz vom Gas und dann wieder rauf) und wird auf Dauer jede ZKD killen.

Da ist noch irgendwo der Wurm drin. Dann ist aber auch klar dass der Garret unten rum deutlich mehr verbraucht, da könnte man aber zur Not an das Steuer-TV KF ran um das zu kompensieren.

Den Lader lässt du doch hoffentlich so nicht eingebaut?

Gruss

bafische hat folgendes geschrieben:

d.h. die Turbine vom Garret dürfte nicht derart überfordert sein wie die Messungen zeigen.

Hi bafische,

mir kommts einerseits auch etwas komisch vor, daß man im Pmax-Bereich bei ca. 6 - 7% mehr Menge (als beim ARL) die VTG schon ganz aufmachen muß, um nicht zuviel LD zu bekommen.

Andererseits fährt der Versuchswagen nur mit einem SMIC und -verglichen zum ARL- ziemlich kurzen Luftrohren zwischen Verdichter und Ansaugkrümmer: will sagen, beim ARL wird IMO zwischen Verdichter und LD-Sensor mehr Druck verlorengehen, den man über ein höheres Tastverhältnis wieder reinholen muß.
Der ARL-Lader dürfte demnach für einen "etwas" höheren Druckaufbau ausgelegt sein, als der Vergleich der max. Sollwerte von ASZ und ARL (1,35 zu 1,50 bar) zunächst vermuten läßt.
Würde man also in den Versuchswagen einen Original- ARL-FMIC samt -rohren einbauen, so müßte man die VTG bei Pmax vermutlich wieder etwas schließen, um den gleichen LD nach LLK zu bekommen wie im obigen Logdiagramm . . . ?
Wie groß jetzt die Druckverluste in der Ladeluftstrecke bei einem ARL im Vergleich zu einer SMIC-Konstruktion a la G4 ASZ und ähnliche tatsächlich sind, weißt Du sicher besser als ich - ich habe nur blasse Vemutungen der Größenordnung um 0,1 bar @ Pmax . . .

Zitat:

Kann es sein das die Ansteuerung der U-Druckdose der VTG unterschiedlich ist? Laut Software sind zumindest andere Linearisierungen hinterlegt. Also hat das KKK-konzept im Vergleich zum Garret-Konzept z.B. in der EDC-Grundeinstellung 011 die gleichen Unterdruck-Ansteuerwerte vom EPW an der Dose gemessen bei jeweils 20/80% TV?? (Also bei einem Serien 110kW nachmessen).

Auch das wäre noch eine Erklärungs-Möglichkeit:
Der ARL hat AFAIK die bekannten einzelnen EPW, während der Versuchswagen einen dieser neumodischeren All-in-One-Magnetventilblocks (Lader, AGR und Abstellklappe) hat. Da könnte es natürlich sein, daß 20% Stromanteil unterschliedliche Unterdruckwerte ergeben, und die TV-Unterdruckkurve nicht zur VB-VTG paßt
Nachmessen kann ich es (erstmal) leider nicht, da ich weder einen präzisen Tastverhältnis-Generatur mit Leistungsendstufe habe, noch einen EPW vom ARL zu Vergleichszwecken.

Zitat:

Wird vieleicht nicht der gesamte Turbinenquerschnitt freigegeben? oder ist die ATL-Grundeinstellung möglicherweise n.i.O.?

Also die Grundeinstellung im MWB 11 ergab für den GT1749VB einen Druckunterschied von 144 mbar - genausoviel wie der KP39B am gleichen Motor lieferte (TV laut Log = 0 bzw 99.6%).
Auch die Drehzahlsprünge beim Umschalten der VTG (also die Differenz des Abgasgegendrucks) waren bei beiden Ladern praktisch gleich, soweit man das im 21 rpm-VAGCOM-Raster feststellen kann.
Daher sollte der VB wohl OK sein, zumal er als Neuteil gekauft wurde.
VTG ist leichtgängig, er pfeift nicht und verhält sich auch sonst so, wie ich es im Prinzip erwartet habe.

Zitat:

Das Einregelverhalten muss ja demnach im Bereich der Pmax grausam sein (also bei 4000U mal kurz vom Gas und dann wieder rauf) und wird auf Dauer jede ZKD killen.

Stimmt nicht (ganz): die Überschwinger sind zumindest beim digitalen Gasgeben bis ca. 3500 rpm ganz zahm, unter 100 mbar. Aber wohl nur, weil das Vorsteuer-KF schon auf den TV-Bedarf dieser "Applikation" umgeschrieben ist.
Oberhalb ca. 2500 rpm hält der LD laut LDA beim Vollgasgeben sogar kurz bei ca. 0,1 bar unter Soll an und steigt dann das letzte Stückchen auf den Endwert, völlig ohne Überschwinger - als ob Regeleingriffe auf dem letzten Stück gedämpft werden, um Überschwinger (beim "schnellen" KP39B) klein zu halten.
Der GT1749VB mit seinem offenbar schwereren = trägerem Laufzeug braucht sowas aber wohl nicht -> hier schlägt dann die mutmaßliche Softwaredrossel so durch, daß die Gesamtreaktion etwas überdämpft wird.

Wie sich der Lader tatsächlich bei Digital-Gas um 4000 rpm verhält, wäre noch zu probieren. Ich glaube allerdings kaum, daß die beschriebene Überdämpfung des LD-Verlaufes oberhalb 3500 rpm plötzlich in wilde Überschwinger umschlägt.

Zitat:

Da ist noch irgendwo der Wurm drin. Dann ist aber auch klar dass der Garret unten rum deutlich mehr verbraucht, da könnte man aber zur Not an das Steuer-TV KF ran um das zu kompensieren.

Hm, ich denke besser wirds nicht mehr. Sobald der Motor genug Abgasmassenstrom liefert, wird der LD ohne größere Fehler auf das Soll eingeregelt, auch im Teillastbereich - soweit man das bisher aus Logfahrten ersehen kann.
Auch die LDA offenbarte bisher kein auffälliges Fehlverhalten des Laders.

Hier noch ein K-Power-Vergleich der Motorkurven mit beiden Ladern.

Zwar ist K-Power nicht gerade ein Präzisions-Meßinstrument, aber hier ist die Aussage hinsichtlich des Vergleichs IMO doch ziemlich eindeutig.
Fahrzeug, benutzter Gang und Meßstrecke sind immer die gleiche; ebenso die wichtigsten Kennfelder, allen voran die Drehmo.

Unterschiede im Kampfgewicht, Reifenabrollumfang und Temperatur wurden in die Berechnug eingegeben. Die Straße war bei allen Messungen trocken.

Vom KP39B exisiert leider nur 1 brauchbares Log (oberes Bild im Anhang).
Der Durchschnitt der 3 brauchbaren GT1749VB-Logs liegt gut 4% über der Leistung mit dem KP39B, was bei der Pmax immerhin einen Leistungszuwachs von ca. 7PS nur durch den Ladertausch bedeutet

Da die Einspritzmenge immer gleich ist, bedeutet das, daß im Pmax-Bereich etwa 7 PS in Verlusten rund um den KP39B einfach verlorengehen, weil der ein Stück zu klein für die Leistungsstufe 160 PS ist.
Gut erkennbar wird das Problem am Verlauf der Leistungskurven im Bereich um 4000 rpm:
Während die Kurve mit dem KP39B schon ab 3800 rpm deutlich einknickt (und das Insassen-Popometer eine entsprechende Zähigkeit bemerkt, siehe Eingangsposting und Pfeile rechts im Anhang), folgt die Kurve mit dem GT1749VB recht präzise dem Verlauf der Drehmo-Begrenzung.

Die Kehrseite der GT1749VB zeigt sich unterhalb 2000 rpm in einem saftigen Durchhänger beim Drehmomentanstieg, während der KP39B hier eine harmonischere Vorstellung liefert.

. . . und zum Schluß ein Vergleich der von beiden Ladern gelieferten Luftmassen.

Für das Diagramm wurden pro Setup (KP39B mit 1,35 und 1,45 bar max, GT1749VB mit 1,35 und 1,5 bar) mehrere Logs ausgewertet. Daher kommen auch die teilweise starken Streuungen der Meßwerte, obwohl die schlimmsten Über- und Unterschwinger schon weggelassen wurden.

Die Excel-Trendlinien zeigen etwas besser, was Sache ist.
So bringt z.B. die absolute LD-Erhöhung von gut 4% beim KP39 im Pmax-Bereich (4000 rpm) nur einen Luftmassengewinn um 2,5% - der Lader scheint also schon im Serientrimm in der beginnenden "Sättigung" mit deutlich steigendem Abgasgegendruck bei jeder LD-Erhöhung zu laufen.

Unterstützt wird diese Vermutung durch die 1,35 bar-Kurve des GT1749VB, der ab 3500 rpm schon soviel Luft liefert wie der KP39B mit 1,45 LD.

Im Pmax-Bereich legt der GT1749VB bei ca. 8,5% mehr LD ungefähr gleichviel Luftmasse nach (der Realdruck @ 4000 rpm ist etwa 2,3 bzw. 2,5 bar) und scheint daher noch nicht in der beginnenden Sättigung zu laufen.
Oberhalb 3500 rpm zeigen die Kurven deutlich, daß mehr Ladedruck nicht automatisch eine entsprechend starke Erhöhung der Luftmasse bedeutet, und daß für eine ordentliche Steigerung des leistungsfördernden Luftdurchsatzes eigentlich kein Weg an einem größeren Lader vorbeiführt.

Umgekehrt sieht es bei niedrigeren Drehzahlen aus: Rund 1200 mg/Hub um 2300 rpm schafft der KP39B schon mit 1,35 bar, der GT1749VB erst mit 1,5 bar LD.
Besonders markant ist in diesem Zusammenhang der relative Durchhänger des GT1749VB bei 1,35 bar LD zwischen etwa 1900 und 2700 rpm.

Der VB ist (verglichen mit dem KP39B) demnach offensichtlich auf hohe Drücke und hohe Massenströme optimiert, teilweise auf Kosten des schönen TDI-Bums im mittleren Drehzahl- und Leistungsbereich - also am 1,9er TDI schon so etwas wie ein angehender Rennlader.


EDIT:
Das Konkurrenzprodukt zum KP39B ist der Garrett GT1749VA, dessen größter Anteil wohl in der G4-Plattform mit 130 PS sitzt. Nach der Software entsprechender Wagen zu urteilen könnte der VA etwas näher am VB-Lader liegen als der KP39B.

Es wäre daher interessant, zum Vergleich Luftmassen-Logwerte (MWB 8 und 10) des VA-Laders zu bekommen - also G4 ASZ-Fahrer und andere mit GT1749VA bitte ran an die Laptops (egal ob ungetunte oder gechippte Wagen, aber bitte mit intakter VTG und LMM)
Dazu am besten auf der BAB im 5. oder 6. Gang mit Vollgas aus ca. 1500 rpm möglichst weit hochbeschleunigen: dabei treten meist nur geringe Überschwinger auf, und die Luftmassenwerte ergeben eher eine gleichmäßige Kurve als hochalpine Landschaften.
Anschließend den noch nicht geloggten rpm-Bereich in einem niedrigeren Gang ebenfalls mit Vollgas dranhängen.
Am Ende sollte der Bereich von ca. 1500 bis 4500 rpm ohne größere Lücken mit Vollgas-Logwerten abgedeckt sein.

Logs bitte an mich per PN oder an ubeck13"ät"aol.com.