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Ich habe mir für meinen Motor eine neue Airbox gebaut. Da die neue Airbox die Ansauggeräusche noch mal deutlich mehr dämpft als die alte, ist es bei Vollgasfahrt deutlich leiser. Und irgendwie könnte man deswegen auf die Idee kommen, dass die Leistung auch geringer ist.

Ich wollte gerne verlässlich sagen können, ob der Luftdurchsatz der neuen oder der alten Airbox besser ist. Weiterhin hat die neue Airbox einen integrierten Luftfilter, der von der Fläche her etwas klein ausgefallen ist. Da wollte ich auch gucken, welches Filtermaterial mehr Luftdurchlass hat.

Dazu habe ich eine FlowBench gebaut, die praktisch jeder mit etwas Verständnis für Elektrik nachbauen kann. Die Teile, die ich dazu kaufen musste, beschränken sich auf einen Luftmassenmesser (LMM) und einen Ansaugrohrdrucksensor. Beides ist Massenware aus dem Automotivbereich. Ich habe da einfach ziemlich billige Teile genommen – das Einzige, was wichtig ist, ist, dass man zu dem Luftmassenmesser eine Pinbelegung und eine Kennlinie hat.

Als Saugaggregat dient ein sonst total nutzloser Laubsauger. Die Verbindungsrohre zwischen dem Laubsauger, dem LMM und dem Vergaser habe ich aus dem 3D Drucker gezogen.

Die Messdaten werden von einem Arduino aufgenommen und an den Rechner geschickt. In den ersten Probeaufbauten hatte ich aber einfach ein Voltmeter dran gehabt und die Sensorspannung per Hand aufgeschrieben.

Der LMM braucht 12V und 5V und der Drucksensor 5V. Vielleicht kann man die 5V aus dem Arduino bekommen – ich hatte einen Spannungsregler rumliegen und habe den verwendet, um aus den 12V vom Netzteil noch 5V zu bekommen.

 

Folgende Teile habe ich verbaut:

LMM: Bosch Nr. 0 280 218 116 Nachbau von Q1-PART für 23,35€

LMM Stecker mit Kabel hat mich 8.90€ gekostet aber nur weil ich aus Zeitgründen nicht in China bestellen wollte. Dort gibt’s den Stecker für 3€.

Drucksensor: 550143A SENSOR, SAUGROHRDRUCK für 7.98€ Die Kennlinie habe ich mit einer Druck/Vakuumpumpe selber aufgenommen.

Arduino Nano

 

Das ganze Sieht dann so aus:

IMG_20210418_152133.thumb.jpg.cb39fadefcb4be4f466b7a37b9818c67.jpg

IMG_20210418_152026.thumb.jpg.1fd8dc42aafd5f4d853f65274868ce59.jpg

 

Das Messprogramm ist derzeit so gestickt, dass ein Messwert den Mittelwert aus 200 Einzelmessungen darstellt. Es werden 25 Messwerte nacheinander ausgegeben und dann gewartet bis „Return“ gedrückt wird. Das hilft mir dann für jede Laubsaugerstufe die gleiche Anzahl an Messungen zu haben und dann einen zuverlässigeren Kurvenfit zu haben.

Anfangen sollte man mit einer Messung ohne Luftstrom, um den Umgebungsdruck aufzunehmen. Denn der Unterdruck im Saugrohr liegt unter 30mbar und das sind schon übliche Wetterschwankungen.

Eine kleine Überschlagsrechnung sagt mir, dass ich bei meinem 250ccm Motor bei 7800rpm einen mittleren Luftmassenstrom von 140kg/h erwarte. Gehe ich davon aus, dass nur die Hälfte einer Kurbelwellenumdrehung angesaugt wird und dieser Luftstrom dann einer halben Sinuswelle ähnelt, dann kommt ein Spitzenwert von 440kg/h raus.

 

Das Messergebnis des Keihin PWK 35 in Vollgasstellung sieht dann so aus:

LMM_Keihin_PWK35.thumb.png.e92e928dfe322f8e35b7430b3da3ef45.png

 

Die blauen Punkte sind die Messwerte, die rote Linie ist ein Kurvenfit zu den Messwerten (Polynom zweiter Ordnung). Die Punkte unten bei 0/0 sind ohne eingeschaltetem Laubsauger und dienen zur Bestimmung des Umgebungsdrucks. Die Punktwolken weiter oben sind dann die Messwerte mit eingeschaltetem Laubsauger jeweils zu den Saugstufen 1-6.

Man sieht, dass die Messung schon gut an die 440kg/h ran kommt. Saugleistung ist also ausreichend. Man sieht aber auch an den Punkten unten bei 0/0, dass der LLM ganz ruhig ist, aber der Drucksensor schon ganz schön streut. Vielleicht war er doch zu billig :-) Bei eingeschaltetem Laubsauger Schwanken dann auch die LMM-Werte – ich denke, das ist ein Zeichen für Turbulenz.

Jetzt kann es also ans Vergleichen gehen. Ein Beispiel:

Dritte_Messung_1.thumb.jpg.284d6b9b5908ee830ff73cd7727505c2.jpg

Keihin nackt, Keihin mir RamAir Filter, Keihin mit neuer Airbox (02) aber ohne Filter und alte Airbox (01) auch ohne Filter.

Die neue Airbox ist schon mal nicht so schlecht, zumindest ohne Filter.

Datenblatt_LMM.png

FlowBenchSensoren.ino.txt

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Geile Geschichte :cheers:

jetzt müsstest Du das nur noch so umkonstruieren, dass man das anstelle des Vergasers an den Rahmen hängen kann. Dann bräuchten wir nicht mehr spekulieren ob er genug Luft ansaugen kann! Voll top...Luftmassen-Mess-Ding an den Ansaugbalg und schauen was passiert! 

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vor 22 Stunden hat sähkö folgendes von sich gegeben:

Geil :thumbsup:. Hätte so was nicht unter GSF-Projekte einen idealeren Platz?

 

Vielleicht wirklich, wäre super, wenn paar mehr Leute da was beitragen könnten.

 

 

vor 11 Stunden hat MJ folgendes von sich gegeben:

Geile Geschichte :cheers:

jetzt müsstest Du das nur noch so umkonstruieren, dass man das anstelle des Vergasers an den Rahmen hängen kann. Dann bräuchten wir nicht mehr spekulieren ob er genug Luft ansaugen kann! Voll top...Luftmassen-Mess-Ding an den Ansaugbalg und schauen was passiert! 

 

Das ist recht einfach. Da brauchts nur ein anderes Adapterstück. Vielleicht hat jemand eine Idee, ob man da was universelles machen kann. Nicht das man jedesmal ein neues Teil Drucken muss.

 

Den Sauger kann auch blasen :-I) Dann könnte man auch in Richtung Kurbelwellengehäse blasen um zu sehen was sich da so tut. Ich glaube, wenn man erstmal die Gelegenheit hat damit zu Messen, ergeben sich ganz automatisch neue Fragen und vielleicht auch ein Paar Erkentnisse.

 

Ich wollte damit ja erstmal nur prüfen, ob die neue Airbox besser oder schlechter ist als die alte. Und dann wollte ich noch sehen, ob ich nicht einen besseren Luftfilter für die neue Box finde. Also habe ich den Oberen Teil der Box noch mal gedruckt und verschiedene Filter gemessen.

 

Dritte_Messung_2.thumb.jpg.578f59cf3acf52ffb03ec8a45e2b53f9.jpg 

 

Ich haber das mehrfach gemessen, da mir das zunächst etwas seltsam vorkam, ist aber so. Mit dem K&N HighFlow-Plattenfilter ist der Durchfluss besser als ohne Filter. Das hat vielleicht was mit der Verwirbelung an der Eintrittskante der halben Airbox zu tun (da ist ja dann kein Trichter). Der K&N Filter sorgt da vielleicht für eine mehr laminare Strömung (auch bei der Messung daran zu sehen, dass die Messwerte nicht so schwanken). Deutlich schlechter schneidet da der Malossi Schaumfilter (Doubble Red Spnge) ab, fast schon so schlecht wie ein gewöhnlich Staubsaugermotorfilter.

 

Ernüchternd finde ich dann auch, wie sich das ganze verhält, wenn der K&N-Filter in die Box eingebaut wird:

Dritte_Messung_3.thumb.jpg.b63b0374f3f4e7d2c0fc9ed99adabd8c.jpg

Auch wenn der K&N-Filter mit der halben Box besser ist als der RamAir und gleichzeitig auch die Airbox ohne Filter fast genausoviel durchlässt wie der RamAir, ist das Ergebniss nicht ganz so prickelnd und deutlich unter dem RamAir. Dennoch, zum Glück immer noch deutlich besser als die Alte Airbox (Airbox01). Liegt das vielleicht an dem Winkel der beiden Rörchen zum Filter? 

 

IMG_20210321_111059.thumb.jpg.6104614ac1e0120ecaa684d54185a018.jpgAirbox_02.thumb.png.29991301e5b7c29ad9bca781aa924c7c.pngIMG_20210321_110954.thumb.jpg.333cb2d65bebe55759f63808a713c224.jpg

 

 

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vor 2 Minuten hat atom007 folgendes von sich gegeben:

Vielleicht wirklich, wäre super, wenn paar mehr Leute da was beitragen könnten.

 

Gern geschehen.

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Sehr coole Idee und Projekt.


Ähm die Airbox
wäre die gedacht für PX,Direktgesaugt mit Vergaser nach hinten?

kanns du schon sagen für wieviel die an Leistung gut ist?

vom Volumen her wäre das ca. soviel Platz wie man auch bei Lambretta zwischen Tank und Toolbox hat, desshalb meine Frage

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Posted (edited)
vor 14 Stunden hat MJ folgendes von sich gegeben:

Also ich finde das ziemlich interessant 

:thumbsup:

 

jetzt bräuchte es erstmal Referenzwerte oder? 

 

Ich kann mal die verschiedenen Vergaser durchmessen, die ich hier liegen habe. Muss mir nur einen größeren Rüssel drucken. Der jetzige hat nur 35mm.

 

 

vor 9 Stunden hat Werner Amort folgendes von sich gegeben:

Sehr coole Idee und Projekt.


Ähm die Airbox
wäre die gedacht für PX,Direktgesaugt mit Vergaser nach hinten?

kanns du schon sagen für wieviel die an Leistung gut ist?

vom Volumen her wäre das ca. soviel Platz wie man auch bei Lambretta zwischen Tank und Toolbox hat, desshalb meine Frage

 

Die Airbox ist für einen nach hinten gedrehten Vergaser. Ist in meinem Fall aber kein Direktansauger.

 

IMG_20210321_120218.thumb.jpg.06aaafc29619045d8d7b98345ad00cc5.jpg

 

Ich kann schlecht sagen, für wieviel Leistung die gut ist. Ich denke, ich habe damit irgendwas zwischen 30-35PS. Nach den bisherigen Messungen mit dieser FlowBench würde ich sagen, dass eigentlich jedes Bauteil im Ansaugtrakt etwas Leistung kostet. Was aber mit dieser Messung möglicherweise auch nicht richtig abgebildet wird, ist die pulsierende Art des Ansaugens. Ich vermute, dass das Volumen einer Airbox bei dieser Messung mit konstantem Saugen nicht richtig abgebildet wird. Ich denke, wenn man hier zwei Airboxen hätte, die den gleichen Durchstromwiderstand zeigen, aber ein unterschiedliches Volumen haben, dann würde die Airbox mit dem größeren Volumen weniger Leistung kosten, da weniger Unterdruck erzeugt wird. Andererseits führt weniger Unterdruck auch dazu, dass weniger Luft nachströmt - ich weiß es nicht. Keine Ahnung, Gedanken, die ich hoffe, mit solchen Messungen mal besser sortieren zu können.

 

Hier übrigens ein Video, das mich dazu gebracht hat die FlowBench zu bauen, danke @style63 und danke auch an @Paolader schon vor Jahren meinte wir sollten das machen :-)

 

Edith muss noch diesen pauschalen Satz mit "jedes Bauteil im Ansaugtrakt kostet Leistung" korrigieren. Das stimmt ja so nicht. Ein Trichter auf der Saugseite wird sich gegenüber einem offenem Rohrende eher positiv auf die Leistung auswirken. Beispiel Trichter für den SI-Vergaser aber vielleicht auch der Übergang vom Ansaugbalg zum Rahmen. Da könnte sich ein Trichter auch positiv auswirken.

 

Edited by atom007
Video-Link vergessen
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Am 20.4.2021 um 21:34 hat atom007 folgendes von sich gegeben:

Ich denke, wenn man hier zwei Airboxen hätte, die den gleichen Durchstromwiderstand zeigen, aber ein unterschiedliches Volumen haben, dann würde die Airbox mit dem größeren Volumen weniger Leistung kosten, da weniger Unterdruck erzeugt wird.

Statisch gesehen hast du recht. Nur leider gibts im 2T Motor praktisch nie eine statische Durchströmung. 

Jedes Rohr/Behälter System hat eine oder mehrere Eigenfrequenzen.

Merke:

Rohr kurz = hohe Eigenfrequenz / Rohr lang = niedrige Eigenfrequenz

Rohr dick = niedrige Eigenfrequenz / Rohr dünn = hohe Eigenfrequenz

Volumen groß = niedrige Eigenfrequenz / Volumen klein = hohe Eigenfrequenz

... Und das ganze kombiniert sich dann auch noch ... :-D

Zusätzlich gibt es Eigenfrequenzen immer in mehreren ganzzahligen Ordnungen. Ein Beispiel für eine erste Ordnung ist ein Resonanzauspuff.

http://www.freizeit-hedonist.de/Bilder_Hovercraft/Arbeitsweise-2tackt.gif

Bei einer zweiten Ordnung geht die Welle zweimal von Kolben zu Endrohr.

 

 

Der Trick ist, den Durchflusswiderstand gering zu halten und die Eigenfrequenzen so zu optimieren, dass sie unterstützen oder zumindest nicht stören.

Smallframes mit Membrane, Schlangenansauger und Vergaser innen hatten bei meinen letzten drei Motoren eine störende Einlass Eigenfrequenz die bei 5500rpm liegt. Bei einem Motor von mir war da auch das Resoloch und die Kiste ging aufm Prüfstand fast aus...

Ich habe das Problem dann so gelöst, dass ich ein 90° Knie und ein 80mm HT Rohr draufgesetzt habe.

Das hat die störende Einlassfrequenz auf 3000rpm verschoben. Das Resoloch des Motors habe ich dann mit Vorzündung gekittet. Voila: Fertig war ein Motor der von 3500-10500rpm ohne Loch fährt. 

Ich musste lediglich durch den erhöhten Widerstand des ganzen Systems und/oder Eigenfrequenzen die woanders Stören auf 2PS verzichen (29PS statt 31PS)

 

Bei meinem Simonini habe ich das ähnlich gemacht und noch mit einer Airbox kombiniert. Das fügt dann noch einen weiteren Faktor zum Spielen dazu

Edited by Tim Ey
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Geiles Projekt! :thumbsup:

 

Könnte man nicht mit einer rotierenden Klappe o.Ä. im Laubsauger die pulsierende Ansaugung simulieren?

Da wäre es dann auch möglich, das auf verschiedene "Motordrehzahlen" einzustellen.

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Lamellenvakuumpumpe mit nur einen von 4 schiebern :-D

oder aus Resteteile gleich einen Motor zamstecken und elektrisch Antreiben...


aber wirklich simulieren wirst du die resonanzen, auch deren einfluss auf die gemischaufbereitung wohl net können fürchte ich.

ich denke fürn Hausgebrauch ist die Diy Flowbench vom atom echt zu gebrauchen.
 

Edited by Werner Amort
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@Werner Amort

mit motor betriebenen quasi dynamisch nicht statisch strömenden Flowbenches hat die USA ja damals noch unter WW2 zB bei Wright motoren im Rahmen der NACA-studien angefangen korrelationsfaktoren zu errechnen, va weil ja dann die späteren Mustang motoren dann schon mächtig aufgeblasen waren. (Von der deutschen Versuchsanstalt unter Bensinger gibts leider nur sehr wenig zu finden obwohl die damals ltmW bereits super sonic dynamisch zu testen begannen)

Bzgl. der Resonanzen bzw schwingungsvorgänge: Später gab es dann auch einige SAE dokumente dazu inwieweit, "allerdings bei 4T Motoren" korrekturfaktoren verwendet werden können.

Zumindest bei 4T motoren gibt es relativ wenig Abweichungen vom pseudostatischen zum dynamischen Durchflussbeiwert.

Inwiefern dies auf 2T Motore, ohne Verwendung von gasdynamischer Simulationssoftware aus der man die druckdifferenzen ablesen könnte, umlegbar ist kann ich dzt leider auch nur vermuten.

Eines ist aber in jedem Fall sicher, das ein besserer Durchflussbeiwert (nicht zwingendermaßen Volumensstrom) in jedem Fall eine deutliche verbesserung bringt.

 

rlg und gutes Gelingen

 

Christian

Edited by Yamawudri
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Am 18.4.2021 um 18:25 hat atom007 folgendes von sich gegeben:

Die Messdaten werden von einem Arduino aufgenommen und an den Rechner geschickt

..........wie kommen die Daten in den Rechner, bzw. in Excel??

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Am 21.4.2021 um 09:55 hat MJ folgendes von sich gegeben:

Mich wundert nur die relativ schlechte Resonanz :gsf_tumbleweed:

Ich finde die Resonanz schon immens :-)

 

 

Am 22.4.2021 um 12:15 hat AAAB507 folgendes von sich gegeben:

Könnte man nicht mit einer rotierenden Klappe o.Ä. im Laubsauger die pulsierende Ansaugung simulieren?

Da wäre es dann auch möglich, das auf verschiedene "Motordrehzahlen" einzustellen.

 

Irgendwie sowas könnte man machen, aber mir fällt keine einfache Konstruktion ein. Vermutlich ist es für die meisten von uns wirklich am einfachsten...

Am 22.4.2021 um 13:39 hat Werner Amort folgendes von sich gegeben:

aus Resteteile gleich einen Motor zamstecken und elektrisch Antreiben...

Leider habe ich vor einiger Zeit den Keller aufgeräumt und vieles entsorgt.

 

Aber ich denke nun aufgrund von @Tim Eys und @Yamawudris Erfahrungen, dass man ruhig quasistatisch Messen kann. Eine echtes Ansaugen zu simuliertes verkompliziert den Aufbau und es soll ja nach Möglichkeit einfach bleiben. 

 

 

Am 24.4.2021 um 19:54 hat Mikuni Sepp folgendes von sich gegeben:

..........wie kommen die Daten in den Rechner, bzw. in Excel??

Der Arduino-Code, der oben angehangen ist, gibt die gemessenen Werte über die serielle Schnittstelle raus. Ich benutze des Seriellen-Monitor, der mit der Arduino-Software mitkommt um die Werte zu empfangen. Nach der Messuch drücke ich Strg-A und Strg-C um alle Daten zu kopieren. Die packe ich dann in eine Text-Datei (z.B .csv), die ich in Matlab einlese. Excel geht natürlich auch.

 

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@atom007

 

Also zuallererst mein allergrößtes Kompliment zu Deiner Arbeit, seit Jahren wollte ich mir ein hotwire  flowmeter bauen für den dynobetrieb sozusagen Huckepack am Motor/murl draufschrauben.

Statisch kann man imho auf jedem Fall messen weil 1. kann es nur besser werden wenn man den durchflussbeiwert und nicht die Menge im Auge behält, 2. könnte man wahrscheinlich (ich hatte das vor 12-15j einmal bei 4T köpfen durchprobiert) aufgrund des Druckverlaufes in einer Simulation (p-v Diagramm) die jeweiligen Druckdifferenzen manuell abtasten wobei man dabei ob der Datenmenge und der hin und herrechnerei aber verrückt wird.

Meines Ea auch ziemlich witzlos da die echten dynamischen Studien meist eh bereits mit Doppler Ultraschalltests gefahren werden.

Ich selber verwende seit fast 20Jahren nur den klassischen statischen Zugang und für 99% der Fälle genügt dieser zumindest bei 4T Komponenten wenn man versucht logisch vorzugehen.

Wobei man, so schnell aus der Hüfte geschossen, bei hinreichend Prozessortaktung, wohl das hotwire am laufenden Motor hängen kann um einmal nachzusehen wie hoch die aktuellen sozusagen echten Druckdifferenzen sind bzw welche Bandbreite sie "ungefähr" haben, für alles andere bräuchte es ziemlich sicher pressure indicator Sensorik und Hardware.

Und mit den solcherhand ermittelten Werten wüßte man dann eh wie hoch zu messen ist, bzw könnte man dann approxximative Korrekturfaktoren ermitteln, nur so als geistiger "Shooting from the hip" Einfall.

 

Noch einmal mein Kompliment und

Herzliche Grüße

Christian

Edited by Yamawudri
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On 4/21/2021 at 9:55 AM, MJ said:

Mich wundert nur die relativ schlechte Resonanz :gsf_tumbleweed:

Wundert mich leider Gottes nicht allzu sehr, da mittels flowbench arbeiten bei all meiner Liebe dazu schon ein ziemliches Nischenkasperlthema für die breite Menge darstellt.

Als ich vor ca 20Jahren anfing mit meinen Superflow-clone zu messen und arbeiten, hielten mich die meisten in Wien (bis auf ein paar nette Gallier aus dem kleinen Dörfchen) für einen festen Spinner, aber damit muss man leben.:wheeeha:

 

Edit: ich bin jetzt leider net so tief im 2T-thema drinnen um Tips zu geben wie man seriös (dh verwertbare und auf Leistung interpretierbare Werte) zB Zylinder mißt, wobei es dazu ja abgesehen von Jante (vielleicht hat irgend jemand ja das Jante paper) schon das eine oder andere SAE-papier'l ua aus Belfast dazu geben sollte bzw gibt.

 

Rlg

Christian

 

Edited by Yamawudri
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vor 15 Stunden hat atom007 folgendes von sich gegeben:

Nach der Messuch drücke ich Strg-A und Strg-C

......wäre hier eine anbindung über USB und übergabe an Processing oder LV/Matlab schon als übertrieben anzusehen?

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Übertrieben nicht, eher als Feature für die nächste Version :thumbsup:. Hab' mir den Code nicht angesehen, aber letztlich kannste ja alles Mögliche per Serial.print() rauspipen. Processing/Pd könnten den virtuellen Serial-Port auslesen(, loggen) und in Echtzeit darstellen (z. B. als Mittelwert/s). Rudimentäre Echtzeit-Einsicht in den Datenstrom geht bereits mit der Arduino IDE und dessen Serial Monitor.

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Posted (edited)

Die Arduino-Code besteht aus einigen wenigen Zeilen und macht zur Zeit nur das Nötigste. Das ist ja jetzt kein fertiges Produkt. Es kann reproduziert stabile Messwerte liefern, aber sonst nichts. Ich dachte, man einigt sich erst auf eine Messmethode, bevor man viel Zeit in eine Software steckt. Ein Paar Sachen habe ich noch auf dem Zettel:

 

 

i) Das Ganze mit einem handelsüblichen Staubsauger versuchen, um die Werte zu den niedrigen Druckwerten hin zu erweitern. Ich erhoffe mir besseren Einblick in die Funktion, die die Messwerte beschreiben. Ist es zunächst, solange alles laminar ist, noch linear und knickt dann ab oder ist es doch eher was mit 1/dp?

Das würde vielleicht auch Leuten ohne nutzlose Laubsauger eine Möglichkeit für diese Flowbench eröffnen.

 

ii) Einmal den LMM an den laufenden Motor zu halten, um zu sehen, ob ich mit meinem Messequipment sinnvolle Messungen machen kann und wenn ja mit welchen drücken und Luftmassenströmen kann man rechnen.

 

iii) Sehen, ob es statt über Widerstand und Massenstrom nicht besser ist, über den Durchflussbeiwert zu gehen.

 

Aber ich habe auch echt noch viele andere Baustellen :-/ Kann vielleicht noch einwenig dauern.

Edited by atom007
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@atom007 sehr geil! Ich bin echt schwer angetan. 

 

Ich hab so einen Chevy und die Amis messen immer den Luftdurchsatz bei Ventilhub X mm. 

 

Normalerweise müsste ich doch auch, z.B. Malossi 136 Zylinder, vergaser und Ansauger dazu bringen können Messwerte auszuspucken. Z.B malle 136 mit Vergaser xxx, der Membran und dem Rüssel flowt mit xxx kubikmeter/stunde und mit großen Vergaser und kleinem Ansauger kommt eben ein anderes Ergebnis raus. So könnte man vorab ja schon entscheiden welcher Vergaser, Membran und Rüssel für den jeweiligen Anwendungszweck geeignet ist. Überströmer zukleben= Auslassflow

Auslass zu = Überströmerflow

 

?

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