Motortuning 1.8L Motor

Hier geht es um die Technik des Passat/Santana Typ 32/33 und 32B
Maternus
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Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Maternus »

Hallo zusammen,

im Bereich Sonstiges habe ich ja bereits mein Fahrzeug und mich selbst vorgestellt.

Die Motivation ist einfach, dass ich schon immer mal richtiges Hardware-Saugertuning ausprobieren wollte. In Deutschland hatte ich bisher nie Zeit und auch kein geeignetes Fahrzeug. Vorteil jetzt ist zum einen der Zeitfaktor, zum anderen dass Ersatzteile fuer diesen Motor in grosser Menge und guenstig vorhanden sind. D.h. macht man einen Fehler und zerstoert einen Motor bekommt man fuer kleines Geld und schnell Ersatz.

Ziel waere es in etwa die Leistung und Drehmoment des ''GTI''-Motors, also 112 PS und 160Nm zu erreichen.

Aber neben den absoluten Werten soll sich vorrangig die Fahrbarkeit im unteren Drehzahlbereich bis max 3500U/min verbessern.
Durch den Einsatzbereich des Wagens im Stadtverkehr mit 90% vorausschauend, niedertourigem Betrieb und nur ab und zu mal kurzen Ampelsprints ist dies naemlich das einzig sinnvolle Tuning.

Es folgt jetzt hier die Beschreibung des 1.8 Liter 4 Zylinder Motors und anschliessend die Planung und Umsetzung des Tunings.

Ich bin fuer jede Anmerkung dankbar, die Hardware ist ja sehr aehnlich der alten Motoren, nur die Motorsteuerung ist komplett anders und neuer.
Von daher gibt es bestimmt einige Erfahrungen mit den alten Motoren, die man uebertragen kann.
Bis soweit

Gruss Matteo
Maternus
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Maternus »

Beschreibung des Motors

Kennbuchstabe: BSA
Hubraum: 1781ccm
Bohrung: 81mm
Hub: 86,4mm
Verdichtung: 9,5:1
Leistung: 70kW / 95PS bei 5200 U/min
Drehmoment: 145Nm bei 3000U/min
Motorsteuerung: Bosch ME 7.5.10
Vollsequentielle Einspritzanlage mit 4 Duesen im Saugrohr, Saugrohrdrucksensor mit integriertem Ansauglufttemperaturgeber, E-Drosselklappe, Fahrpedalgeber, ruhende Zuendung, Hallgeber am Nockenwellenrad, 1 Klopfsensor, Vor- und Nachkat-Labdasonden, 2 Katalysatoren
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Zuletzt geändert von Maternus am So 13. Feb 2022, 17:22, insgesamt 1-mal geändert.
Maternus
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Maternus »

Heute habe ich versucht mit dem VCDS Plugin KPower eine Leistungsmessung durchzufuehren.
Dazu loggt man die Geschwindkeit und Drehzahl bei einem Beschleunigungs- und einem Ausrollvorgang. Gibt man dem Programm dann noch die Masse des Fahrzeugs vor, kann eine Leistungs-und Drehmomentkurve berechnet werden.
So eine Messung ist gar nicht so einfach hier durchzufuehren, weil natuerlich ueberall Menschen bzw. andere Autos sind und man eine Ebene Strecke benoetigt usw.
Die absoluten Zahlen sind denke ich nicht entscheidend, hauptsaechlich dass man nach einer Massnahme vergleichend den Unterschied ermitteln kann.

Witzigerweise liegt die Messung nah an den VW- Angaben aber die Kurve sieht nicht wirklich realistisch aus. Ich muss die Werte nochmal im Detail auswerten, dann werde ich das Diagramm hochladen.
Bis soweit erstmal
Gruss
Matteo
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Seewolf1980 »

Moin,
also ich habe aus nem 1,8er DS 116 PS rausgeholt mit Serienvergaser.
Bei nem Einspritzer gestaltet sich das schon schwieriger.

Gruß Heiner
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Roman »

Bei DS geht das ja auch einfacher.
Und beim DS kommt hinzu, das der meist schon ab Werk mehr Leistung hat als von VW angegeben.

Grüße
Roman
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von paul_mh »

Maternus hat geschrieben: So 13. Feb 2022, 16:58 Ziel waere es in etwa die Leistung und Drehmoment des ''GTI''-Motors, also 112 PS und 160Nm zu erreichen.

Aber neben den absoluten Werten soll sich vorrangig die Fahrbarkeit im unteren Drehzahlbereich bis max 3500U/min verbessern.
Hallo Matteo,

Das sind leider im klassischen Sauger-Tuning eher entgegengesetzte Ziele. Mir fallen jetzt nur folgende Maßnahmen ein die da in Frage kommen:

x) Verdichtung erhöhen - das verbessert bei jeder Drehzahl das Drehmoment
x) Hubraum vergrößern
x) Verluste minimieren:
*) Strömungsverluste im Ansaugtrakt - Achtung: Querschnitt nicht nennenswert vergrößern!
*) Reibung minimieren (bessere Öle)
*) Nebenverbraucher optimieren, zb Schwungrad erleichtert, kleinere Lichtmaschine
x) Nockenwelle mit mehr Hub und steileren Flanken, aber nicht nennenswert größeren Steuerzeiten

Zur Erklärung: beim Saugermotor hat die Gasdynamik einen entscheidenden Einfluss darauf bei welcher Drehzahl das maximale Drehmoment anliegt. Abgesehen von den oben erwähnten Punkten, kann die Drehmoment-Kurve mit herkömmlichen Methoden in ihrer Form kaum verändert werden, man kann sie nur in höhere Drehzahlen verschieben und damit mehr Leistung (Leistung = Drehmoment * Drehzahl) - das bedeutet aber auch unweigerlich weniger Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen.

Die Gasdynamik ist keine einfache Wissenschaft, man kann es immer noch nicht vollständig berechnen und ist noch immer auf umfangreiche Prüfstandsmessungen angewiesen.

Einen Trick für Saugermotoren gibt es noch, aber das kommt wohl nicht in Frage: Ein Ansaugrohr mit variabler Länge beziehungsweise variable Nockenwellen (in allen Ausprägungen): Damit kann man die Gasdynamik über größere Drehzahlbereiche nahe am Optimum halten und kann somit die Form der Drehmoment-Kurve maßgeblich verändern- das ist eigentlich das was du willst.

Beste Grüße,
Paul
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Roman »

Verluste im Abgasstrang minimieren fällt mir da noch ein.

Zum Vergleich kann man den JN im 32B nehmen.
Der hat 137 Nm/3250 UPM im Fronttriebler und 145 Nm/3250 UPM im syncro.
Der Unterschied resultiert einzig und alleine aus der anderen Abgasanlage.
Der Fronttriebler hat ein einflutiges Hosenrohr, der syncro ein doppelflutiges Hosenrohr.

Was den BSA im Vergleich zum DZ angeht:
BSA = 95 PS bei 5200 UPM und 145 Nm bei 3000 UPM
DZ = 112 PS bei 5800 UPM und 160 Nm bei 3500 UPM

Das max. Drehmoment beim BSA liegt schon bei einer für Benziner niedrigen Drehzahl an.

Grüße
Roman
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Seewolf1980 »

Beim Einspritzer muss in der Regel immer das Gemisch angepasst werden, dass ist ohne Software/Programierung nicht möglich,
weil wenn z.B. eine Schrick Nockenwelle eingebaut wird, dann muss deutlich mehr Gemisch eingespritzt werden und die Zündung auf früher verlegt werden.
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Roman »

Eine schärfere Nocke bringt zwar mehr Leistung, aber vornehmlich in höheren Drehzahlbereichen.
Die Drehmomentkurve verschiebt sich auch nach oben.

Sehr schön sieht man das am Oettinger Tuningmotor 1800 VS gegenüber dem 1800 VN:
1800VN = 110 PS/5500 UPM und 155 Nm/3500 UPM
1800VS = 120 PS/6100 UPM und 150 Nm/5000 UPM

Der Unterschied zwischen VN und VS ist eine schärfere Nocke und Kanalbearbeitung beim VS.

Aber so eine Charakteristik will Matteo ja nicht, sondern eher das Gegenteil.

Ich sehe so nicht, wie man das mit dem 1,8L erreichen könnte.
Evtl. den 2,0L BTL aus dem Santana Vista nehmen?
Der hat 109 PS/5000 UPM und 168 Nm/3800 UPM

Grüße
Roman
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Re: Motortuning 1.8L Motor

Beitrag von Maternus »

paul_mh hat geschrieben: Mo 14. Feb 2022, 07:17
Maternus hat geschrieben: So 13. Feb 2022, 16:58 Ziel waere es in etwa die Leistung und Drehmoment des ''GTI''-Motors, also 112 PS und 160Nm zu erreichen.

Aber neben den absoluten Werten soll sich vorrangig die Fahrbarkeit im unteren Drehzahlbereich bis max 3500U/min verbessern.
Hallo Matteo,

Das sind leider im klassischen Sauger-Tuning eher entgegengesetzte Ziele. Mir fallen jetzt nur folgende Maßnahmen ein die da in Frage kommen:

x) Verdichtung erhöhen - das verbessert bei jeder Drehzahl das Drehmoment
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Zur Erklärung: beim Saugermotor hat die Gasdynamik einen entscheidenden Einfluss darauf bei welcher Drehzahl das maximale Drehmoment anliegt. Abgesehen von den oben erwähnten Punkten, kann die Drehmoment-Kurve mit herkömmlichen Methoden in ihrer Form kaum verändert werden, man kann sie nur in höhere Drehzahlen verschieben und damit mehr Leistung (Leistung = Drehmoment * Drehzahl) - das bedeutet aber auch unweigerlich weniger Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen.

Die Gasdynamik ist keine einfache Wissenschaft, man kann es immer noch nicht vollständig berechnen und ist noch immer auf umfangreiche Prüfstandsmessungen angewiesen.

Einen Trick für Saugermotoren gibt es noch, aber das kommt wohl nicht in Frage: Ein Ansaugrohr mit variabler Länge beziehungsweise variable Nockenwellen (in allen Ausprägungen): Damit kann man die Gasdynamik über größere Drehzahlbereiche nahe am Optimum halten und kann somit die Form der Drehmoment-Kurve maßgeblich verändern- das ist eigentlich das was du willst.

Beste Grüße,
Paul
Hallo Paul,

vielen Dank fuer die Zusammenfassung der moeglichen Massnahmen.
Einige davon habe ich bereits abgeprueft und sind in meinem Fall nicht sinnvoll oder anwendbar - andere koennten interessant werden und wir koennen das dann hier gemeinsam diskutieren sobald ich ein paar mehr Details zum Motor zusammen habe.
Das spannende ist ja, dass es zum BSA an sich keine Detailinformationen gibt.

Im ersten Schritt moechte ich mir einen Zylinderkopf mit Ansaug-und Abgaskruemmer besorgen, um im Detail den Aufbau dieser Bauteile zu checken.
Insbesondere:
Ventilgroessen: Anhand Teilenummern wohl gleich der alten Audi 2.0 115PS ABK, schon 40mm Einlassventile und 33mm Auslassventile mit 7mm Ventilschaft. Da ist dann das Maximum im VW Baukasten erreicht.

Kanalformen/Groesse/Uebergaenge: Vergroessern macht ja nur Sinn, wenn dadurch ein Trichter bis zum Ventil entsteht. Die Uebergaenge an den Kruemmern und Ventilsitzen zu optimieren bringt nicht viel, aber vielleicht minimal etwas Ansprechverhalten

Nockenwelle Grundkreis, Hub und Profil einmessen: Hier interessiert mich ob die Nockenwellen aus den neueren Querstromkoepfen im 2000/3000 passen und eventuell mehr Hub haben. Deswegen suche ich grad einen Verwerter in der Naehe, wo ich mal eben die Nocken mit dem Messschieber grob pruefen kann.
Generell kann man dann die Steuerzeiten und Hub mit den alten GTI Teilen vergleichen und Abschaetzen ob das eine Moeglichkeit sein koennte.

Verdichtung: Zumindest koennte ich am Kopf schonmal die Verdichtung auslitern und wir koennten abschaetzen wieviel Erhoehung durch Planen moeglich waere.
Die Absenkung auf 9,5 ist aber mit den Kolben gemacht, ich glaube nicht dass man sehr viel mehr als 10.0 durch Planen schaffen wird.
Ich meine man merkt dem Motor an, dass er etwas schlapp verdichtet, besonders beim Abtouren im Schubbetrieb.

Abgasanlage: Laut Bildern sieht der Kruemmer schonmal ganz gut aus, 2 flutig und nicht zu klein. Auch das kann dann ja gegengeprueft werden, ob die DZ/GTI Teile noch groessere Durchmesser haben.
Super interessant faende ich das Upgrade mit 300 Zellen Metall- Katalysatoren.
Ich vermute dass bei diesem Motor mit zahmen Steuerzeiten eine Entdrosselung im Abgasbereich das Anspechverhalten untenraus verbessern sollte - bei viel Ventilueberschneidung sieht das ja anders aus.
Ich habe ein paar Firmen gefunden, die das machen wuerden - ich wuerde es mir aber auch selbst zutrauen.
Durch die 2. Lambdasonde kann man auch grob abschaetzen ob die AU noch bestanden werden kann...man weiss ja nicht was die 300 Zeller-Kats hier taugen.

Hubraum: Der Umbau auf 2 Liter koennte eine sinnvolle Massnahme sein, hier ist aber zu beachten, dass die Gussnummer des Blocks im Fzg-Schein eingetragen ist. D.h. es kaeme nur ein Umbau des Kurbeltriebs in Frage, dafuer muesste ich mir einen BSA und einen 2.0L Block besorgen und alles vergleichen - weil die neueren Motoren mit Querstromkoepfen haben schon den Wasserpumpenantrieb ueber Zahnriemen bzw Oelpumpe ueber Kette (keine Nebenwelle) und sind deswegen wahrscheinlich nicht kompatibel.
Bei den in Changchun produzierten Audi-Modellen Typ44 und C4 gab es selten die 2.0L ABT oder ABK Motoren...diese Kurbelwelle muesste im BSA grundsaetzlich passen und der ABK hat sogar Kolben fuer 10,5 Verdichtung (Werksangabe ist bei Audi immer mit vorsicht zu geniessen...mein 5 Zyl hat angeblich auch 10,5 in Wirklichkeit aber nur 9,6).
Der Umbau waere damit aber sehr sehr aufwaendig und mein Fzg waere wahrscheinlich einige Wochen ausser Gefecht - deswegen favorisiere ich im Moment noch die Modifikationen an Zylinderkopf und Katalysatoren als erste Schritte.

Vielen Dank fuer das Interesse

Gruesse
Matteo