Leistungsverluste durch Delle im Auspuff

mymog

New member
11. Feb. 2003
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Hallo,
Was denkt ihr ab welcher Größe kann eine Delle im Endrohr ( also nach dem Endschalldämpfer) zu einem Leistungsverluste führen.
Ich habe eine Delle drin und würde behaupten dass ein Drittel des Rohrs praktisch fehlen.
Übrigens Unimog 406
Danke für eure Meinungen
Gruß
Rainer
 
Hallo Rainer,
meiner Meinung nach könnte es zu Leistungseinbußen kommen, wenn der Querschnitt im Schalldämpfer an dieser eingedrückten Stelle kleiner als im Bereich davor (Krümmer) oder dahinter (Endstück) wird. So denke ich darüber...
Viele Grüße
Joachim
 
moin,

bei vielen Motoren wird mit dem Abgasstrom noch ein Turbolader angetrieben. Dort ist der Gegendruck viel größer. Leistungseinbußen hast du bei einer begrenzten Verengung um 1/3 noch nicht zu erwarten.
Generell sollte es jedoch nicht allzu dünn werden, bei zu viel Gegendruck im hinteren Bereich des Auspuffs fliegt irgendwann die Verbindung am Schalldämpfer auseinander.

mfG
Fabian
 
Hallo Rainer,

bereits ab Werk sind manche Auspuffrohre teilweise abgeflacht. Dann ist das allerdings aus Platzgründen begründet und vorab beim generellen Querschnitt berücksichtigt.
Wenn die Querschnittsveränderung nicht abrupt stattfindet und ggf sogar noch mit scharfen Kanten verbunden ist, dann kann man das ganze zumindest ne Zeitlang hinnehmen. Dazu kommt noch, mit welcher Drehzahl dein 406 läuft - mit den originalen 2550 1/min - oder schon etwas "aufgebessert". Vielleicht kann hier jemand die Unterschiede vom Abgasstrang zwischen 406 und 416 erklären - ob da überhaupt Unterschiede in den Rohren vorhanden sind. Wenn nein, kannst Du davon ausgehen, das durchaus noch Reserven gegeben sind. Bei der nächsten Gelegenheit eben dann das Endrohr ersetzen.

Und wegen des Gegendruck's durch den Turbolader. Ja, ein Turbolader bringt erst mal Gegendruck - im unteren Drehzahlbereich, wo er noch nichts "vorne reindrückt". Der hat aber den Vorteil, das er mit steigender Drehzahl dem Motor gewissermaßen Beine macht und diesen "Nachteil" (je nach Abstimmung und Konzept) mehr als Wett macht!
Mit dem Turbolader nutzt man grad beim Diesel im Abgas enthaltene Energie und führt sie dem Motor vorn wieder zu. Dadurch steigt der Wirkungsgrad - zumindest beim nackten Diesel. Beim Benziner gilt das zwar auch, da spielen aber noch ein paar andere Dinge mit rein, die den Benziner dadurch gern mal zum Säufer machen.
Als Vergleich der Motorbetriebene Kompressor (siehe u.a. Daimler's Kompressormotoren). Die steigern die Leistung - und den Verbrauch. Bei dem muss nämlich der Motor die Energie für die Verdichtungsarbeit aufbringen - da wird nicht die Energie im Abgas genutzt. Auch hier wieder - mittels entsprechender Abstimmung kann man da in der einen als auch anderen Richtung einiges verbessern als auch verschlechtern...

mfG
Axel
 
Hallo Rainer,

diese Frage ist mit Deinen Angaben überhaupt nicht zu beantworten. Jedes Rohr hat einen Strömungswiderstand und jede Wandung aufgrund der Rauhigkeit ebenfalls. Jede Krümmung im Rohr hat wieder einen eigenen Widerstand und natürlich jede Engstelle ebenfalls usw.

Der Widerstand äußert sich in einem Druckverlust über die betrreffende Stelle der wiederum abhängt u.a. von der genauen Geometrie.

Es kommt also auf eine Vielzahl von geometrischen Parametern an und bei kompressiblen Strömungen, wie hier, auch auf thermodynamische Größen, wie z.B. Temperatur, Dichte, dynamische Viskosität usw.

Hieraus ergeben sich Kennzahlen, wie z.B. die Reynoldszahl oder Rohrwiderstandsbeiwerte, anhand derer Vergleiche mit physikalisch vergleichbaren Sachverhalten hergestellt werden können um daraus qualitative Aussagen zu Druckverlusten herleiten zu können.

Die Reynoldszahl sagt z.B. aus, ob es sich um eine laminare Strömung oder eine turbulente Strömung handelt und zur Berechnung werden neben der Dichte, die Strömungsgeschwindigkeit , die characteristische Länge und die dynamische Viskosität benötigt.

Dafür braucht es aber mehr input. Nur mit einer Delle ohne geometrische Daten läßt sich das nicht andeutungsweise abschätzen.

Rechnerisch läßt sich Deine Frage auch lösen indem man die sogenannten Navier-Stokes-Gleichungen, das sind die Gleichungen für den Erhalt von Masse, Impuls und Energie, iterativ löst, d.h. numerisch integriert, bis die Lösung sich von einem Rechenschritt zum nächsten Rechenschritt nicht mehr als z.B. 0,00000000001 ändert.

Das steht übrigens alles hier drin:
http://www.berndglueck.de/druckverluste.php


Sorry aber das kann ich Dir nicht ersparen und jetzt viel Spaß beim Rechnen oder besser Rechnen lassen.
 
moin,

natürlich ist das die Art, wie man Rohrströmungen berechnet.
Aber:

Temperatur !=c
Dichte !=c
und wenn du schon mit solchen Geschützen anfängst: Wie war das noch mit einem offenen Ausfluss/Rohrende? Richtig: p=0
Da es um das Auspuffrohr geht, sogar noch hinter dem Endschalldämpfer, ist die fragliche Stelle äußerst nahe am offenen Rohrende.
Und Zeta[Delle]* für eine derartige Delle zu interpolieren dürfte ebenso übertrieben sein, wie dabei überhaupt an eine Berechnung von laminaren oder turbulenten Strömungen zu denken...


!=c bedeutet: nicht konstant.
* Zeta[Delle]= Widerstandsbeiwert oder Druckverlustbeiwert

mfG
Fabian
 
Hallo Rainer,

nach soviel wissenschaftlicher Theorie, kannst du vielleicht mal ein Bild des betroffenen Rohres einstellen.

War die Delle schon immer in dem Rohr seit dem Du den Mog betreibst?
Oder hast Du eine subjektiven Vergleich?
 
Liebe Unimog-Freunde,

wie wär's, wenn mal jemand seinen Auspuff am Ende zu 1/3 verstopft und dann Vergleichsfahrten offen/verstopft macht? Alles andere scheint uns hier nicht weiter zu bringen.
 
Hallo mymog Reiner, wenn dein Motor gut laufen soll müßen alle Rohre frei sein. :party Wie auch immer die Delle aussieht ,hol sie doch wieder raus! :technik ! Das muß doch bestimmt gehen. :flex
 
Ist zwar auf Englisch. komplett unwissenschaftlich und behandelt Benzinmotoren, aber es wird schön gezeigt, wie harmlos solche Dellen sind.

Youtube.com

Gruß Pascal
 
ret schrieb:
...nach soviel wissenschaftlicher Theorie,..

apropos,

mich würde interessieren, ob sich durch die erhöhte Reibung (aufgrund der Verengung) auch die Temperatur der Gase oder des Auspuffrohres erhöht. :?


Hallo Reiner,

in akademischen Größenordnungen ja. Allerdings ist es praktisch unmöglich, Temperaturen mit einer Genauigkeit von weniger als 1/10 Grad K zu messen.
 
Danke Michael,

dann brauch ich mir um einen erhöhten Verschleiß meines Auspuffs ja keine Sorgen machen.


Und wie verhält es sich mit den unweigerlich auftretenden Verwirbelungen?

Sind evtl. (überholende) Radfahrer gefährdet? :roll:
 
421michimog schrieb:
krabbler schrieb:
moin,



Temperatur !=c
Dichte !=c
und wenn du schon mit solchen Geschützen anfängst: Wie war das noch mit einem offenen Ausfluss/Rohrende? Richtig: p=0


Fabian


wieso? p ist alles andere als 0

Wenn wir die blutige Theorie unbedingt weiter treiben wollen:

p ist hinter der Delle nahezu 0, abgesehen von den äußerst geringen Widerständen durch die normalen Wandverwirbelungen. Du hast zwar einen hohen Volumenstrom, aber eben einen offenen Ausfluss.

Vor der Delle ist p nicht ganz 0, sondern eben durch Zeta[Delle] beeinflusst. Mit der erweiterten Bernoulli-Gleichung kannst du der Einfachheit halber dann gerne die Druckerhöhung berechnen. Sie wird verschwindend gering sein. Denn Zeta[allmähliche Verengung mit Winkel <20°] wird mit 0,04 angenommen, das dürfte hier grob passen. Die Verlusthöhe für die Bernoulli-Gleichung Hv ist Zeta*(w²/2g). Wobei w=Strömungsgeschwindigkeit und g=9,81.
Der Spaß spielt sich also irgendwo deutlich hinterm Komma ab...

Der Schalldämpfer hat mehr Widerstand, als es diese Delle haben kann.

mfG
Fabian
 
Hallo Reiner,


die Verwirbelungen treten stromabwärts der Delle auf dort, wo sich der Querschnitt wieder vergrößert und sie saugen bevorzugt vorbeifahrende Radfahrer in das Auspuffrohr. Deshalb ist der Auspuff bei unseren Mogs auf der linken Fahrzeugseite denn selbst der langsamste Mog ist immer noch schneller als der schnellste Radfahrer.

Und wenn nicht, kann der Radfahrer immer noch rechts überholen. :trink


Hallo Fabian,

Der Druck ist keinesfalls 0 sondern deutlich größer als 0 wie Du leicht feststellen kannst, wenn Du die Handfläche vor den Auspuff hältst.

Weiterhin hast Du auch keinen offenen Ausfluß, denn den hättest Du nur bei inkompresssiblen Medien (Wasser) aus einem unten liegenden Abflußrohr eines Behälters, bedingt durch den Einfluß der Schwerkraft, g.



Deshalb ist auch Dein Ansatz mit der Erdbeschleunigung g falsch, die spielt hier absolut keine Rolle.

Der richtige Ansatz muß daher ausgehen von folgenden Überlegungen:

- der Massenstrom ist vor der Engstelle genausogroß wie hinter der Engstelle

- der Gesamtimpuls muß erhalten bleiben

- die Gesamtenergie einschließlich der Dissipation (Energieverlust) bleibt konstant

Der richtige Ansatz muß deshalb in erster Näherung ausgehen von jener Form der Bernoulligleichung die einen konstanten

Totaldruck = Summe aus statischem Druck und dynamischem Druck fordert.

Der statische Druck wirkt senkrecht zur Rohrwand und der dynamische Druck ist Rho*c²/2.

Die Summe aus beiden beschreibt in erster guter Näherung die Gesamtenergie des Systems.

Diese gesamte in der Strömung enthaltene Energie wird proportional zum Widerstandsbeiwert der Engstelle gemindert.

Hierzu muß berücksichtigt werden:

Hinter der Engstelle muß allerdings derselbe Massenstrom durch wie vor der Engstelle denn sonst würde das Auspuffrohr immer schwerer. D.h. aber daß die Strömungsgeschwindigkeit und damit der dynamische Druck hinter der Engstelle genausogroß ist wie vor der Engstelle.

Ein Energieverlust kann sich folglich nur durch eine Verringerung das statischen Drucks, der senkrecht auf die Rohrwand wirkt, äußern.

Deshalb muß hier eine Bohrung vor und eine Bohrung hinter der Engstelle in dem Rohr angebracht werden und z.B. mit zwei U-Rohr Meßstellen der jeweilige Druck gemessen werden.

Diese Differenz stellt den Druckverlust durch die Delle dar und dieser Druckverlust muß vom Motor beim Ausschieben der Abgase als zusätzliche Energie aufgebracht werden, geht also als Antriebsleistung verloren.

Noch Fragen?

Ich gebe Dir aber Recht, die gestellte Frage ist allenfalls von akademischer Größenordnung.


:trink :trink
 
...selbst der langsamste Mog ist immer noch schneller als der schnellste Radfahrer.

Moin Michael,

ich bin mir sicher, dass es Fahrradfahrer gibt, die schneller sind als Du! :wink: