Leistungssteigerung

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Dieser Artikel betrifft:
Modell: alle
Motor: alle
Baujahr: alle
Sonstiges: -

Da oft gefragt, habe ich mal so einiges zusammen gestellt um die Fragen vielleicht beantworten zu können. Hier geht es um die Leistungssteigerung des 2H Motors. Als erstes muss man sich klar sein, was man will und wie viel Geld man investiert. Von nix kommt halt nix! Wie ja alle wissen ist der 2H nichts anderes als die Basis des GTI, GTI 16V und G60 Motors.


Die Grundlagen

Die Motorsteigerungsformel

(Pi=Vh × pi × n) / (X × 300)

  • VH = Motorhubraum
  • pi = mittlerer indizierter Druck
  • n = Drehzahl
  • X = Arbeitsweise (2- oder 4-Takt)

Aus der Formel ergibt sich:

Will man die Leistung erhöhen, muss zwangsläufig mindestens einer der drei Faktoren erhöht werden. Hubraumerhöhung: Technisch ist dieser Zusammenhang folgendermaßen zu verstehen: Der Durchsatz des Gasgemisches pro Zeiteinheit wird größer. Mit jedem Ansaugtakt wird eben mehr Gemisch angesaugt. Damit steht an der Kurbelwelle mehr Drehmoment an.

  • Aufbohren der Zylinder. Dann werden Kolben mit größerem Durchmesser verbaut. Wichtig ist, dass die Zylinder nicht zu dicht zusammenrücken. Die Zylinderwand sollte an der engsten Stelle mindestens 5 mm breit sein.
  • Kurbelwelle mit größerem Hub. Die Einspritzanlage muss an den erhöhten Gemischbedarf angepasst werden. Bei einer Hubraumerhöhung durch eine Kurbelwelle mit größerem Hub sollte man sich aufgrund erhöhter Kolbengeschwindigkeit und stärkerer Zylinderwandreibung auf 10 % mehr Hub beschränken.
  • mehr Zylinder (ist aber keine Tuningmaßnahme)

Der mittlere Druck / Ansaugrohre:

Der Mitteldruck ist der für die Leistung ausschlaggebende Wert. Nicht nur der maximal Wert, sondern auch der Verlauf ist wichtig für eine hohe Leistung. Der drehzahlabhängige Verlauf des Mitteldrucks entspricht dem des Drehmoments. Man kann sagen, dass ein bestimmtes Drehmoment bei hohen Drehzahlen auch mehr Leistung einbringt (siehe rechts). Eine Erhöhung des Mitteldruckes und die Verlagerung des Maximalwerts in höhere Drehzahlregionen ist deshalb das Ziel eines Motortunings. Für einen hohen Mitteldruck ist eine ausreichende Zylinderfüllung und eine hohe Verdichtung ausschlaggebend. Um zu erfahren, ob die Füllung noch verbessert werden kann, muss der Liefergrad des Motors betrachtet werden.

  • Sportliche Motoren erreichen Werte von um 0.9 (90%).
  • Aufgeladene Motoren haben einen Liefergrad zwischen 1,2 und 1,6


Liefergrad:

Liefergrad = angesaugte Frischgasmenge / Rauminhalt Zylinder


Von entscheidender Bedeutung ist die Länge und Beschaffenheit des Saugrohres. Die so genannte Schwingrohrlänge beeinflusst in großem Maße die Höhe und den Verlauf des Drehmoments. Die Schwingrohrlänge wird vom Luftsammler bis zum Einlassventilteller gemessen. Der Grund für die Bedeutsamkeit liegt in der Gasdynamik des Gemisches. Der Gasstrom wird entsprechend der Arbeitstakte des Motors ständig unterbrochen.

  • Kurze Saugrohre verlagern das maximale Drehmoment nach oben und erhöhen damit die Leistung etwas.
  • Motoren mit langen Saugrohren verlagern das Drehmoment nach unten und beschneiden die Leistung im oberen Bereich.

Ein variabel gestaltetes Ansaugsystem bietet Abhilfe. Optimal ist beispielsweise die Umschaltung zwischen verschieden Saugrohrkanälen (Honda, Audi). Auch im BMW befindet sich ein ähnliches System, dass zu einer Drehmomentüberhöhung durch Resonanzaufladung führt.

Die üblichen Maßnahmen:

Luftansaugung:

Umfangreiche Luftfilter und ungünstige Ansaugwege können eine optimale Füllung verhindern. Vorteilhaft sind große Querschnitte und wenige Ecken und Kanten. Eine gekühlte Ansaugluft sorgt für ein größeres Temperaturgefälle und verbessert damit den Wirkungsgrad des Motors. Problematisch ist oft, dass Luftfilter die angesaugte Luft dem warmen Motorraum entnehmen. Durch entsprechende Luftführungen ist eine ausreichende Kühlung der angesaugten Luft zu erreichen.

Nockenwelle:

Die Ventilsteuerzeiten beeinflussen natürlich auch die optimale Füllung öffnen sich die Ventile schneller, gelangt mehr Gemisch in die Zylinder. Mit dem Einbau von speziellen Nockenwellen lassen sich nötige Anpassungen der Steuerzeiten vornehmen, die durch andere Tuning-Maßnahmen notwendig geworden sind. Nachträglich eingebaute Sportnockenwellen in ansonsten unveränderten Motoren sorgen meist neben schlechterer Laufkultur und Geräuschentwicklung auch für einen Mehrverbrauch an Benzin. Ein spürbarer Leistungsgewinn ist meist erst über 3000 U/min erkennbar, unten herum wird der Schub eher geringer.

Abgaskrümmer:

Die Gestaltung des Auslasskanals beeinflusst in geringerem Maße eine ausreichende Füllung der Zylinder. Fächerkrümmer Metallkatalysatoren, doppelte Rohrführung und auf guten Durchlass abgestimmte Schalldämpfer tragen zu einer Verringerung des Abgasgegendruckes bei. Wichtig ist dass die Maßnahmen schon am Krümmer beginnen. Der Einfluss von angeschweißten größeren Endrohren ist gleich null.

Verdichtung und Drehzahl:

Ein stärker komprimiertes Gasgemisch gibt auch mehr mechanische Energie bei seiner Expansion ab. Moderne Serienmotoren besitzen Verdichtungen bis 10:1. Die Verdichtung und die Klopffestigkeit des Kraftstoffs hängen zusammen. Normalbenzin ist weniger klopffest und kann bei höheren Verdichtungen selbst entzünden. Hier ist also mit einfachen Mitteln einiges zu an Mehrleistung zu erreichen. Durch Abfräsen des Zylinderkopfes kann eine Erhöhung der Verdichtung auf 10:1 realisiert werden. Dadurch verkürzt sich der Abstand zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle und der Zahnriemen muss entsprechend nachgespannt werden. Die Ventilsteuerzeiten ändern sich durch diese Maßnahme auch und müssen angepasst werden. Die Drehzahl kann hauptsächlich durch Maßnahmen und Werkstoffe, die die Reibung vermindern, erhöht werden. Leichtbauweise erhöht ebenso die Drehzahl. Die Steifigkeit und Lebensdauer muss natürlich gewährleistet bleiben. Als Drehzahlwunder ist der Honda S 2000 bekannt. Der 2l Motor des S 2000 schöpft mit knapp 10000 Umdrehungen stolze 88 kW aus jedem Liter Hubraum. Formel 1 Motoren laufen mit ca. 18000 - 19000 1/min Höchstdrehzahl.

Was ist mit Chiptuning:

Im Grunde genommen bringt Chiptuning nur dort etwas, wo der Hersteller einen gewissen Spielraum in den Einstellungen des Fahrzeuges lassen musste oder gelassen hat. Dabei kann man einige Kompromisse ausnutzen, die bei der Entwicklung und Einstellung des Fahrzeuges gefunden werden mussten:

  • beim Ausgleich von Werkstoleranzen
  • bei der Einhaltung der Abgaswerte
  • für Einstufungen in andere Versicherungsklassen
  • für ein breites Spektrum der Umweltbedingungen (Temperaturen, Luftdruck etc.)
  • für unterschiedliche Kraftstoffgüte

Kurz zusammengefasst muss also jedes Fahrzeug, welches vom Band läuft in Afrika sowie in Skandinavien uneingeschränkt seinen Dienst tun, dabei die Abgasnormen erfüllen, und auch das noch mit Kraftstoff geringerer Güte.

Fassen wir zusammen: 150 PS aus dem 2H Motor zu quetschen ist unrealistisch! Dann am besten den 16V oder G60 einbauen, ist halt immer eine Frage des Geldes, wobei die Bremsanlage etc. mit angepasst werden muss! 115 PS sind eigentlich realistisch und ohne größeren Aufwand zu bewältigen, man muss im Prinzip die von VW verbauten Leistungsbremsen zurück zu rüsten.

1. Luftansaugung:

Montage des DX Luftfilterkastenunterteil und den entsprechenden Luftschlauch der im Durchmesser größer ist. Zusätzlich kann man einen Sportplattenluftfilter montieren. Aber keinen Pilz oder offenen Luftfilter, denn das bringt nix, im Gegenteil! Durch die warme Luft reduziert sich die Leistung!

2. Steuergerät / Chip:

Montage des BB STG oder eben des entsprechenden Chips!

3. Abgaskrümmer:

Austausch des Krümmer gegen einen Fächerkrümmer.

Nach diesen Maßnahmen habt Ihr wieder die ursprüngliche Leistung!


Weitere Optimierungen:

Einbau einer Sportnockenwelle, Metallkatalysator und Sportauspuffanlage!

Alles andere ist mit sehr hohen Kosten verbunden, wobei sich da der Austausch des Motors wohl eher rechnet. Aber auch PS Zahlen über 200 PS sind eigentlich für dieses Auto nicht zu empfehlen, da es aufgrund der Konstruktion hierfür nicht gebaut wurde. Das Cabrio wird wohl ab einer Geschwindigkeit jenseits der 220 Km/h im Fahrverhalten fast unberechenbar, da es eben nicht über den nötigen Abtrieb verfügt, wie z.B. ein Audi A4 Cabrio. Zusätzlich wird die Gewichtsverteilung beim Einbau eines anderen Motors, (VR6) noch kopflastiger.

Da ich kein Motorenbauer bin, hoffe ich doch das der Bericht soweit verständlich und fehlerfrei ist! Kritik und Anregungen sind natürlich willkommen.


Nachtrag von thyssen2k:

Es wäre noch zu erwähnen, daß der 2H eigentlich nichts anderes ist, als der PF (2er GTI) kastriert durch den Chip, Abgaskrümmer und Luftfilterkasten.

Ich vermute mal bzgl. anderem Chip folgenden Hintergrund:

Aufgrund oben genannter Versicherungsklassen: Man hat damals als man den 2H entwickelt hat, versucht diesen erschwinglich für das Volk (Volkswagen halt) zu bauen. D.h. drosseln (unter 100ps) geringerer Versicherungskosten bei einem "teueren" cabrio. Ich kann mich irren, aber das wäre von der Theorie logisch.

Da diese PS-Klassen so in dem Sinne nicht mehr existieren und alle 1er Cabrios, egal welche Motorisierung defacto gleich kosten (zzgl. extra bei unserienmäßigem leistungsgesteigertem Motor), kann man eigentlich mit einem Chip, der gerade auch nicht die Welt kostet, etwas Mehrleistung aus dem Motor kitzeln.


Referenzen & Weblinks

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