Trockensumpf

John

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E30 M3 2.7 S14 track
E30 M3 2.7 S14 street
Fuer ein projekt (ein s14 motor) moechte ich ein trockensumpf implementieren. Der motor wird 2-ring kolben verwenden.

ich suche informationen die bei der auslegung hilfreich sein koennen. Insbesondere wieviel unterdruck gefahren werden kann, daraus evtl. probleme mit kurbelwellen abdichtungen, usw. Auslegung der oelwanne mit kammer(n). 2 absaug stellen fuer kurbeltrieb + 1 absaug stelle zylinderkopf.

Im prinzip gefaellt mir die E36 STW auslegung nur dazu gibt es fast keine infos.

Wegen unterdruck gehen die meinungen scheinbar auseinander. Der einer meint es gibt vorteile, mind. 1 pumpen hersteller aus England sagt das unterdruck bis 9000 upm nichts bringt, erst darueber. Ich glaube so pauschal laesst sich das nicht beantworten.

John
 
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Insbesondere wieviel unterdruck gefahren werden kann, daraus evtl. probleme mit kurbelwellen abdichtungen, usw.
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John

Die Probleme gibt es defintiv wenn der Unterdruck zu groß wird.
Hab früher ja Hochleistungsdiesel mit Trockensumpf gemacht, aber mit der Trockensumpfauslegung hatte ich leider nur am Rande zu tun
 
Es gibt dichtungen dafuer. Ich muss abklaeren ob es welche fuer diese kurbelwelle gibt. Da die kurbelwelle sonderanfertigung ist, kann evtl. noch geaendert werden.

Kennst du evtl. papers aus ATZ / MTZ ueber trockensumpf und evtl. studien bzgl. unterdruck mit vor-/nachteilen? Einerseits kann leistung gewonnen werden ueber hoehere unterdruck, anderseits wird leistung ueber die pumpen wieder verbraucht.

John
 
Die motivation ist nicht nur wegen leistung.
Hier eine daten aufzeichnung, ca. 15 km ausschnitt aus einer runde nordschleife. Hier gibt es 9 ausgepraegte oel druck abfaelle. Die genauen stellen wo das passiert kann ich auch benennen.


log-data_run12_1.png
 
Klar ist, das es immer beim anbremsen passiert oder kurz danach. Die strecke geht nun mal insgesamt rechts herum, aber ich muss nochmals schauen ob es ein unterschied macht zwischen links u. rechts kurven -- gute punkt von dir!

An der oel pumpen schnorchel (momentan ist ja nass sumpf) habe ich vor dem letzten ausflug noch ein einlauf ring am schnorchel. Das gabs frueher so direkt von BMW Motorsport wuerde auch so in der DTM gemacht, um den abstand zwischen schnorchel und boden oelwanne zu verringern (jetzt betraegt diese abstand 2.5 mm). Das hat definitiv etwas gebracht, weil der oeldruck faellt jetzt weniger oft ab, aber es faellt halt immer noch ab (wie oben gezeigt, das ist vom letzten ausflug in Oktober).

In der grafik oben, die markierte stelle, da faellt bei 5300 upm der oeldruck auf 2.8 bar ab. Wie lange? Leider habe ich den datenlogger auf 5 hz eingestellt obwohl mein ECU mit 100 hz aufzeichnet. D.h. ich habe nur eine grobe aufloesung, ich werde das noch aendern das ich bestimmte wichtige kanaele mit 100 hz aufzeichne. Wahrscheinlich ist das dann ueber gesampelt weil der sensor selbst traegheit hat, aber besser als zu wenig aufgeloest. Aber an der markierte stelle sind es 22 samples, also ca. 4 sekunden lang sackt der oeldruck ab.

Ich glaube der motor hat das schon immer gemacht auf der NS, aber sicher bin ich nicht. Ich habe das frueher nicht so in der form bzw. qualitaet aufzeichnen koennen. Ich wuerde das dann so deuten das die situation grenzwertig ist. Es geht halt auf dauer auf die lager.

Durch trockensumpf kann ich eine oel versorgungs qualitaet erreichen, das ist in eine ganz andere liga. Ich kann nicht wissen wieviel luft im oel derzeit ist, die dann so an den lagerstellen gelangt, aber durch trockensumpf soll das erheblich reduziert werden.

John
 
Zuletzt bearbeitet:
nachtrag zum oben:

das thema ist deshalb auch wichtig, weil ich vorhabe das fahrwerk und grip zu verbessern. Ich glaube wenn ich noch mehr grip erreichen sollte, wird aus mein derzeit grenzwertigen situation dann ein motorschaden wegen oel schmierungs probleme.

John
 
Bin nur deshalb drauf gekommen, weil beim 4. Druckabfall von rechts die Geschwidigkeit zur Steilstrecke und danach zum Karusell passen könnte. 3. Druckabfall von rechts müsste dann die Hohe Acht sein.
Dein markierter Bereich könnte dann Pflanzgarten 1 sein, 1. leichter Sprung, 2. Rechtskurve und dadurch sehr lange Zeit kein Öl am Schnorchel, gleich danach wieder Druckabfall (wahrscheinlich Pflanzgarten 2) Auto wird wieder leicht und es geht nach rechts.
 
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Bin nur deshalb drauf gekommen, weil beim 4. Druckabfall von rechts die Geschwidigkeit zur Steilstrecke und danach zum Karusell passen könnte. 3. Druckabfall von rechts müsste dann die Hohe Acht sein.
Dein markierter Bereich könnte dann Pflanzgarten 1 sein, 1. leichter Sprung, 2. Rechtskurve und dadurch sehr lange Zeit kein Öl am Schnorchel, gleich danach wieder Druckabfall (wahrscheinlich Pflanzgarten 2) Auto wird wieder leicht und es geht nach rechts.

ich kann das sehr leicht sehen im program weil es ein track map gibt, und dann kann man jede druck abfall die genaue position an der rennstrecke zuordnen. ich schaue nach und dann schreibe ich das hier. Ich habe es bereits angeschaut nur nicht alles im kopf. Die eine "doppel spitze" wo 2 druck abfaelle dicht beiander sind, das ist im bereich Kallenhard. Anbremsen fuer bruennchen -- das ist auch die markiert stelle! -- was mich etwas wundert weil das gar nicht so wild ist. Da bremst man eher gemaechlich an dieser stelle.

John
 
Wie ist denn die Ölwanne ausgeführt? Kann man da noch mit Schwallblechen arbeiten?
Ansonsten ist ein Trockensumpfsystem auch nicht so trivial wie man häufig denkt, gerade die Auslegung vom Öltank mit evtl. Catchtank unter Berücksichtigung der entstehenden Blow-by Gase und Ölverschäumung ist nicht einfach, aber wichtig.
Auch sollte man beachten, was für ein Dichtungskonzept verbaut ist, da unter Umständen auch Simmerringe das auf Dauer auch nicht so schön finden wenn die die gesamte Zeit auf Unterdruck gezogen werden.
Hast du schon eine Saugpumpe im Kopf? Wieviel Saugstufen möchtest du fahren?
 
Wie ist denn die Ölwanne ausgeführt? Kann man da noch mit Schwallblechen arbeiten?
Ansonsten ist ein Trockensumpfsystem auch nicht so trivial wie man häufig denkt, gerade die Auslegung vom Öltank mit evtl. Catchtank unter Berücksichtigung der entstehenden Blow-by Gase und Ölverschäumung ist nicht einfach, aber wichtig.
Auch sollte man beachten, was für ein Dichtungskonzept verbaut ist, da unter Umständen auch Simmerringe das auf Dauer auch nicht so schön finden wenn die die gesamte Zeit auf Unterdruck gezogen werden.
Hast du schon eine Saugpumpe im Kopf? Wieviel Saugstufen möchtest du fahren?


Das ist eine DTM oelwanne (BMW motorsport), da haben sie bereits alle register gezogen. Einzig alleine hat noch geholfen den abstand oel schnorchel zum oelwannen boden (mittels einlauf ring) zu verringern.

Das die dichtungen beachtet werden muessen wuerde bereits oben erwaehnt. Das simmerring bei mir sitzt in einem gehaeuse die dann am block angeschraubt wird. Das kann neu konstruiert werden. Das gleiche gilt fuer das vordere steuerkasten deckel in dem der vordere simmerring platziert ist. Wahrscheinlich werden dann PTFE ringe eingesetzt, ob mit feder oder ohne ist noch zu klaeren.

Neben dem oeltank & catchtank wird wahrscheinlich noch ein zusaetzlichen oel-luft abscheider eingebaut, und ein unterdruck regler. Der motor verwendet oel-spritz duesen, die kolbenbolzen sollten dadurch nicht zu wenig oel bekommen.

Die oelwanne wird voraussichtlich aus dem vollen gefraesst, mit kammern fuer 2 saugstellen. die 3. saugstelle am zylinderkopf. 1 druck stufe.
Die filter integriert in der oelwanne.

Zwichsen der saugseite und dem oeltank, auch ein oel kuehler. Aber da ich auch ein oel/wasser waerme tauscher fahre (parallel geschaltet, nicht serie), ist zu ueberlegen ob ich evtl. auf den luft-oel kuehler verzichten kann. Das waere schon vorteilhaft wenn man die anzahl zwischen leitungen verringern kann. Ich moechte auch nicht zuviel oel an board haben. Wahrscheinlich wird der oeltank im kofferraum sitzen, aber ganz gefaellt mir das nicht weil die leitungswege so lang sind, im innenraum darf das auf keinen fall sitzen.

Der motor kann durch trockensumpf (in geneigter lage) nicht wesentlich tiefer. ca. 10-15 mm mehr geht nicht ohne einen anderen vorderachstraeger (und aktuell ist der motor bereits 10 mm tiefer). BMW hat den motor bereits recht tief gelegt. Ein gerad einbau kommt bei mir im moment nicht in betracht, da muesste dann viel zu viel geaendert werden.

vom anbringung der pumpen am block gefaellt mir der STW layout. der KW schwingungsdaempfer muss dafuer geaendert werden, aber die gibt es von BMW.

wegen oeltank weiss ich noch nicht was ich nehmen werde. Es gibt natuerlich von petersen oder aehnliche hersteller. In DE gibt es kaum firmen die soetwas anbieten, ausser die auto hersteller selbst (motorsport abteilungen). Beim STW war der tank zwischen getriebe und block, und die hatten ein hollinger getriebe verwendet. Das kann man so nicht uebernehmen, ausserdem gibt es die teile nicht mehr.

Ja, du hast recht, es ist nicht trivial. Und die schmierung muss funktionieren sonst geht der motor drauf.

John
 
Habe jetzt die orte aus dem datalog raus gelesen.

verteilung oeldruck fuer n>5500 upm. Im interessanten bereich meistens zwischen 5.7-6.5 bar. (Gilt fuer 1 runde)

oilp-histo.png

Track map mit querbeschleunigung eingezeichnet.

track-lat-long.png


Stellen wo der oeldruck abfaellt:
[nicht alle stellen sind in jeder runde zu sehen, aber Kallenhard z.b. ist in jeder runde zu sehen]

1. anbremsen Schwedenkreuz + links 6119 rpm, 4 bar
2. aremberg rechts 5979 rpm, 4.2 bar
3. aremberg rechts 5397 rpm, 4.2 bar
4. metzgesfeld 2. links 6414 rpm, 2.9 bar ***
5. kallenhard rechts 5452 rpm, 3.0 bar ***
6. anbremsen karussel 6180 rpm, 3.5 bar
7. anbremsen hoeheacht + links 5920 rpm, 2.8 bar ***
8. anbremsen bruenchen + rechts 5000 rpm, 2.3 bar !!!
9. anbremsen eiskurve + links 4956 rpm, 2.1 bar !!!

Nicht alle stellen halte ich fuer gravierend. Die mit !!! gekennzeichnet sind schon bedenklich.

Wenn das fzg zukunftig mehr grip haben soll, dann gehe ich davon aus das dieses problem eskalieren wird.

John
 
Insgesamt habe ich den eindruck, der oeldruck abfall wird durch bremsen ausgeloest und ggfs. noch durch den jeweiligen strecken abschnitt.

Die lagerschalen wuerden erst in April-Mai kontrolliert. Wenn ich ein lagerschalen problem haette, dann haette ich sonst auch ein oeldruck problem.

John
 
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Es ist doch eindeutig in Rechtskurven, auch wenn du voll auf dem Pin stehst, in Linkskurven ist alles gut.
Bremsen + Rechtskurve ist wie vermutet der Tod für die Ölversorgung.

Wieviel Öldurchsatz l/h du hast weiß ich nicht, aber hast du dir mal überlegt son Art Schlingertopf auf die Ölwanne zu schrauben, in dem der Schnorchel steckt?
Dann könnte da kontinuierlich Öl nachlaufen und sich beruhigen, in schnellen Kurven fließt das auch nicht ab und deine Ölversorgung wäre gesichert.
 
Wieso siehst du ein zusammenhang mit nur rechts kurven? Auch links kurven stehen auf meine liste oben (z.b. Metzgesfeld links, Eiskurve links, Hoehe Acht links).


So sieht die DTM oelwanne aus beim M3. Um den oelpumpen schnorchel herum sind schwapbleche mit "trap doors". Oben ist auch zu. Der blech oben ist dafuer gedacht das beim bremsen das oel nicht nach vorn in den steuerketten kasten sich verabschiedet.


dtmpan2.JPG

dtmpan5.JPG
 
Meine rote kontroll leuchte geht (wenn sie angeht) auch bereits in der anbremszone an. Hat man vielleicht in einige meine videos gesehen. Deshalb wurde der oelpumpen schnorchel noch um ein einlauf ring ergaenzt. Die situation ist besser geworden, aber wie man in den plots oben sieht, ist das problem nicht zu 100% geloest.
 
Wenn das STW Stand ist. Wie machen die das denn? Die produzieren doch mehr Abtrieb/Grip als deiner?
Was passiert wenn du mehr Öl reinkippst? Schlägt die KW dann schon in das Öl?
Ansonsten bist wohl einfach am Ende des nasses Sumpfes.
 
Wieso siehst du ein zusammenhang mit nur rechts kurven? Auch links kurven stehen auf meine liste oben (z.b. Metzgesfeld links, Eiskurve links, Hoehe Acht links).


So sieht die DTM oelwanne aus beim M3. Um den oelpumpen schnorchel herum sind schwapbleche mit "trap doors". Oben ist auch zu. Der blech oben ist dafuer gedacht das beim bremsen das oel nicht nach vorn in den steuerketten kasten sich verabschiedet.


Anhang anzeigen 8085

Anhang anzeigen 8086

Die Wanne ist schon so in der Art gebaut wie ich es gemeint habe, nur scheint der Bereich in dem der Schnorchel ist immer noch zu groß zu sein, so dass das Öl wegfließt. Ein Schlingertopf im Benzintank macht im Grunde auch nichts anderes, nur ist der Aufgrund des geringeren Durchsatzes viel kleiner, deshalb die Frage, wieviel Öldurchsatz du in etwa hast und ob man den Bereich um den Schnorchel nicht kleiner bauen könnte.
 
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