Messung Abgastemperaturen

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mitsublue
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Messung Abgastemperaturen

Beitrag von mitsublue » So Dez 04, 2011 7:03 am

Die Kenntnis der Abgastemperatur kann insbesonders bei getunten GT hilfreich sein, v. a.

- Zur Abstimmung des Motormanagements (zusätzlich, neben anderen relevanten Parametern)

- Um die max. zulässige Temperatur des Abgasstroms für die Turbolader nicht zu überschreiten.
Für unsere MHI-Turbos liegen diese lt. Mitsubishi für Dauerbetrieb bei 900°C, kurzzeitig wohl bis ca. 950°C.
Die Temperaturen im Brennraum reichen bis zu 2500°C, allerdings werden die Abgase durch die versch. Motorkomponenten und die Peripherie (Krümmer) abgekühlt (s. o.).

- Als Indiz für übermäßig hohe Temperaturen im Brennraum der Zylinder, z. B. um Hochtemperaturklopfen zu verhindern (z. B. durch zu heiße Auslassventilteller)

- Abweichungen zu jeweils normalen Werten (z. B. durch Abmagerung)

Es ergibt sich die Frage nach dem sinnvollsten Einbauort.
Vor dem Turbo
- Thermisch am interessantesten wäre es im Abgasstrom des heißesten Zylinders, beim GT, je nach Tuning, meist der 4. Z. oder 6. Z. (hintere Reihe). Allerdings würde dann nur dieser überwacht, von den anderen bekommt man leider nichts mit.

- Der Abgasstrom der jeweils 3 Zylinder (vorne oder hinten) kurz vor dem Turbo, d. h. eine Durchschnittstemperatur von allen 3 Brennräumen. In diesem Fall zeigen sich ggf. auch Abweichungen der anderen Zylinder, allerdings „anonym“.

Hierzu eine Anleitung zum Einbau von Otti.99, s. http://www.gt-driver.de/forum/viewtopic.php?f=8&t=3702

Die Fahrzeughersteller und Spitzentuner arbeiten für Versuche / Abstimmung mit einem Sensor pro Zylinder, aber für Hobbytuner viel zu aufwendig und kaum praktikabel.

Nachteilig bei Einbau des Sensors vor dem Turbolader ist die Gefahr der Beschädigung des Turbinenrads durch ein möglicherweise abbrechendes Sensorelement bei 200000 U/min (i. d. R. neuer Turbo oder Generalüberholung).
Dies nicht nur theoretisch. Ich zitiere mal (einen Tuner) aus einem Evo-Forum:
Bei mir im eigenem Fahrzeug wird die AGT Sonde nur noch verbaut wenn abgestimmt wird, 2 defekte Lader durch weggebrannte Sonden reicht mir.
Dto. im Audi RS4 eines Bekannten.

Gleich nach dem Turbo
Das wäre dann der vermischte Abgasstrom der drei Zylinder.
Allerdings liegt dessen Temperatur (geschätzt) ca. 60°C unter der Temperatur vor dem Turbinenrad. Diese Abweichung müsste also zur angezeigten Temperatur dazugerechnet werden (bzw. entsprechend niedrigere Grenztemperatur).

Kurzum, es gibt wohl keine Ideallösung.
Am sinnvollsten (aber aufwendiger) wäre zur Abstimmung usw. die Messung vor dem Turbo, später danach.

Bezüglich der Anzeigegenauigkeit sollte man nicht zu optimistisch sein, v. a. bei den in der Szene als „cool“ angesehenen Design-Marken (da lieber Stack oder treubrav VDO).
Ich habe mal eine Abgastemperaturanzeige mit der Anzeige eines modernen Industriehärteofens verglichen. Da gab es in verschiedenen Temperaturbereichen schon Abweichungen bis zu 35°C.

Wichtiger als die absolute Abgastemperatur (möglicherweise fehlerbehaftet) sind Abweichungen von den üblichen Werten im Betrieb, was auf einen Störung (z. B. Gemischmanagement) oder Überlastung (z. B. längere Vollast) hinweist. Hilfreich auch die thermische Auswirkung spezieller Parameter (z. B. Zündung, Lambda) bei Abstimmung von Tuningmaßnahmen.

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sbrunthaler
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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von sbrunthaler » So Dez 04, 2011 2:15 pm

Wichtiger als die absolute Abgastemperatur (möglicherweise fehlerbehaftet) sind Abweichungen von den üblichen Werten im Betrieb, was auf einen Störung (z. B. Gemischmanagement) oder Überlastung (z. B. längere Vollast) hinweist. Hilfreich auch die thermische Auswirkung spezieller Parameter (z. B. Zündung, Lambda) bei Abstimmung von Tuningmaßnahmen.

In dem Buch "How to Tune and Modify Engine Management Systems" von Jeff Hartman (ISBN 978-0-7603-1582-8, bei Amazon erhältlich) findet sich auf Seite 37f. ein Abschnitt über Abgas-Temperatur-Sensoren (Exhaust Gas Temerature) und ihre Verwendung (Temp.-Werte in Grad Farenheit, Vorsicht!). Ich verstehe das so ähnlich wie mitsublue schreibt, nämlich:

1. Die Abgastemperatur ist abhängig von Gemisch (AFR), Ladedruck und Zündzeitpunkt (Vorzündung). Beim Einstellen wird darauf geachtet, dass die maximal für den Turbo zulässige Abgastemperatur nicht überschritten wird, aber die eigentliche Einstellung erfolgt über AFR.

1. Ein aufgrund AFR und anderer Parameter gefundenes "optimales" Setup produziert bestimmte EGT-Werte und -Verläufe und auch einen maximalen EGT-Wert. Ändert man einen Parameter wie z.B. den Ladedruck oder die Vorzündung, ändert sich bei gegebenem AFR die EGT.

2. Ändern sich die EGT-Werte ohne andere Änderungen gegenüber den bekannten Werten für dieses Setup, spez. steigt der Wert schnell und über den bisherigen Maximalwert an, ist das ein Anzeichen für eine gravierende Störung.

Insofern (und das lese ich auch aus dem besagten Text) ist fraglich, ob man im laufenden Betrieb eine Überwachung der Abgastemperatur wirklich braucht, und wie eine ECU damit umgehen sollte - sicher nicht so, dass sie versucht, sich durch Verstellung von anderen Parametern an ein EGT-Optimum heranzutasten, weil es ein solches nicht allgemeingültig gibt.

EDIT: Die AEM Tuner Software brücksichtigt EGT nur zum Loggen, wenn ich das richtig sehe?

Ansonsten siehe auch hier.

Grüsse,
Stefan B.

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Otti.99
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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von Otti.99 » So Dez 04, 2011 5:52 pm

Bei AEM wird/kann das EGT-Signal auch als Feedback für die Einspritzung, oder je Einspritzdüse (setzt mehrere EGTs voraus) genutzt werden.

Meine Erfahrung mit dem GT-Motor sagt mir, dass der Motor sofort das Klopfen anfängt, wenn etwas nicht stimmt. Und dabei sind EGT und A/F-R noch lange im "grünen Bereich".
Meiner Meinung nach ist das Überwachen des Klopfsensors (mit gescheitem Filter) am wichtigsten, alles Andere kann hilfreich sein.

Beispiele:

Die Abstimmung A/F-R nach EGT ist gefährlich. Bei der optimalen Verbrennung ist die EGT am höchsten, zu mager oder zu fett senken jeweils die EGT. Ohne gleichzeitig die Lambda auszuwerten, weiß man nicht, wo man sich befindet (vor oder hinter der opt. Verbrennung). Wenn man Lambda nutzen muss, wozu dann noch EGT ....?

In Bezug auf "normale" EGT: Frühzündung = niedrige EGT, Spätzündung = hohe EGT

Fazit:
Wenn es zu Klopfen kommt, und man eine Klopfregelung hat, wird mehr Spritt eingespritzt (EGT fällt) und die Zündung wird zurück genommen (Spätzündung, EGT steigt) --> welche Veränderung sieht man jetzt am EGT-Thermometer?

EGT wurde früher zur Abstimmung genutzt, als es noch keine Klopfsensoren oder Breidband-Lambdasonden gab. Heute eher nur noch im extremen Motorsport zu finden, zB. wenn mit Nytromethan oder NOS-Anreicherung gefahren wird. Dort werden wiederum aber keine Abgasturbolader eingesetzt, da dient es eher zum Schutz von Kolben, Zylinderkopf und Ventilen.

Gruß, Otti

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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von SteirAIR » Mo Dez 05, 2011 1:43 pm

Ich hab alle Messwerte über das Steuergerät vernetzt. Also z.b. EGT zu hoch, Klopfen, Ladeluft zu hoch,
Wassertemp zu hoch usw. regelt das Steuergerät sofort runter. Zündung weg, Ladedruck weg, Drehzahl begrenzt.

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sbrunthaler
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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von sbrunthaler » Mo Dez 05, 2011 3:46 pm

Hallo SteirAIR,

kannst Du dazu Einzelheiten posten? Z.B. auf welche Zündwinkel- und AFR-Werte das System "zurückfällt", wenn EGT zu hoch? Wird auch die Geschwindigkeit des Anstiegs überwacht, oder nur der Betrag des Wertes? Wo hast Du den Fühler verbaut? Das wäre interessant.

Danke und Grüsse,
Stefan B.

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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von SteirAIR » Mo Dez 05, 2011 8:00 pm

sbrunthaler hat geschrieben:Hallo SteirAIR,

kannst Du dazu Einzelheiten posten? Z.B. auf welche Zündwinkel- und AFR-Werte das System "zurückfällt", wenn EGT zu hoch? Wird auch die Geschwindigkeit des Anstiegs überwacht, oder nur der Betrag des Wertes? Wo hast Du den Fühler verbaut? Das wäre interessant.

Danke und Grüsse,
Stefan B.
Nachdem das bei mir ein Motorenbauer gemacht bin ich da nicht wirklich firm.
Ich hab als Fühler und als Messwerte für die Überwachung 2x EGT vordere und hintere Zylinderbank, 2x Breitbandlambda, Klopfsensor, Benzindruck,
Ladedruck , Ladelufttemp, Wassertemp, Öltemp, Zündung. Da sind bei jedem Wert Minium, IST-Wert und Maximum Werte hinterlegt. So dreht der Motor
z.b. unter 50 Grad Wasser nur 4000, unter 75 Grad nur 5000 RPM. Das ist bei allen Messwerten nach Bedarf hinterlegt. Die EGT Werte werden pro Zulauf ca.
30cm vor dem Turbolader gemessen. (Ich hab ja SIngle Turbo).

Christian
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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von Christian » Do Dez 08, 2011 3:42 pm

Die Abgastemperatur muss auf jeden Fall bei einer Abstimmung gemessen werden.
Pauschal kann man grundsätzlich sagen: Wenn man sich einer Literleistung von 200PS/Liter nähert, dann ist die Abgastemperatur eines der Hauptprobleme.

Klar kann man die Abgastemperatur ignorieren, es passiert auch lange nichts. Dier Langzeitschäden sind defekte Auslassventilführungen und defekte Turbolader. Wobei die modernen Lader grundsätzlich empfindlicher auf zu hohe Abgastemperaturen reagieren. Hochtemperaturfeste Lader gehen derzeit bis zu 1050 Grad und sind auf jeden Fall zu empfehlen.

Gerade bei Abstimmfahrten kommt es immer wieder vor, dass regelmäßig die zulässige Abgastemperatur überschritten wird. Da die günstigen Sonden eh nicht über 1000 Grad "zugelassen" sind, geht gerne das Material aufgrund von thermischen Spannungen (schnelles aufheizen und abkühlen) kaputt.
Damit durch eine defekte Abgastemperatursonde (abfallende Teile) die Schaufeln der Lader nicht beschädigt werden, gibt es Gehäuse für die Sonden. Die Sonden sind in einem gelochten Gehäuse untergebracht. Für ganz Vorsichte gibt es geschlossen Gehäuse, dann kann gar nichts mehr passieren. Aber die Reaktionszeit bei geschlossen/vergossenen Sonden ist schlecht.

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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von Christian » Do Dez 08, 2011 3:48 pm

Nachtrag:
Eine einzige Sonde vor dem Turbolader reicht für unsere Ansprüche auf jeden Fall aus.
Wichtig zu wissen ist, dass sie im Abgaststrom stehen muss und durch das eigene Gehäuse/Gewinde geühlt wird und weniger Anzeigen kann.
Die Messungenauigkeit beträgt bis zu 50 Kelvin zu wenig.
Ebenfalls haben viele Sonden einen Alterungsdrift: die PT200 zeigen im Alter z.B. immer weniger an.

Bei mir habe ich vor jedem Turbo eine Sonde (PT200 im gelochten Gehäuse) verbaut. Eine ist schon defekt.

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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von SteirAIR » Do Dez 08, 2011 4:52 pm

Die Sonden gehen leider recht schnell kaputt. Wenn die 10.000KM halten.... Die sind auch als Verschleissteil zu sehen.

Ich hatte z.b. mit dem alten GT3582R mit der kleinen AR, den orig. Köpfen und Nocken immer ein Temperaturproblem.
1-5 Gang, und 1100 Grad waren erreicht. Mit den 3SX Köpfen + Nocken, + GT3582 Twinscroll AR 1.06 bringe ich derzeit
kaum 850 Grad zusammen. Ist zwar noch nicht am Limit oder zu forsch eingestellt, aber da ist schon einiges um. Ebenso
ist die Wassertemp von ehemals fast immer 100 Grad auf 85 zurückgegangen.

madmarc
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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von madmarc » So Mai 20, 2012 3:46 pm

Sonde gehört vor den Turbo, oder auch in das Abgasgehäuse des Turbos rein. Je nachdem wo mehr Platz ist.

Sonden altern, jedoch kann man dies bei einem guten Messgerät einstellen. Nur die normalen Sonden wo auch die PT200 gehören sind sowieso für nix weil sie zu träge sind.

Wir haben eigene Sonden für solche Anwendungen von Messwerk.

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Re: Messung Abgastemperaturen

Beitrag von sbrunthaler » Mo Jun 04, 2012 12:36 pm

Aus dem Datenblatt der AEM EGT Sensoren:

Temperature Range: -40°C to 1000°C

Protective Tube Material: Mat. No. 2.4816 INCONEL ALLOY 600

Sensor Thread: M14 x 6H – iso 965-2

Sensor Element: Platinum sensor in thin film technology

Nominal Resistance of Element: 200Ω at 0°C

Accuracy: Including ageing (500 hr @ 950°C), not

Including electronics.

• From -40°C to 200°C: ± 3°C

• From 200°C to 1000°C: ± 1.5°C

Klingt so, als könne man Drift etc. vorhersagen? 500 Stunden bei 950°C sind doch ne ganz schön lange Zeit.

Grüsse,
Stefan B.

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