Performance Maps richtig lesen?

Ich hab vor Jahren mal ein Sammelsorium an Infos zusammen getragen.

Vieles findet man eigentlich hier:
http://www.turbobygarrett.com/…rrett/turbo_tech_advanced

Trotzdem mal ein paar Auszüge:

FlowMap = Laderkennfeld/-diagramm
Die FlowMap gibt ein anliegendes Druckverhältnis an (Kompressorseitig; Ladedruck) im Verhältnis
zur geforderten Luftflußanforderung des Motors (nötiger Luftfluß auf das Turbinenrad)!!!

Trim
Trim is an area ratio used to describe both turbine and compressor wheels. Trim is calculated using
the inducer and exducer diameters. As trim is increased, the wheel can support more air/gas flow.

Trim
...ist ein Querschnittsflächenverhältnis, das dazu benutzt wird sowohl die Turbinen als auch die
Kompressorräder zu beschreiben (beinflussen? ). Der Trim wird berechnet indem man den
Einlass- und Auslassdurchmesser benutzt (Immer die engste Stelle im Lader). Ist der Trim erhöht/größer
kann das Rad einen höheren Luftfluss aushalten/standhalten

Querchnittsfläche Compressorseitig :
[(Lufteinlassdurchmesser)² : (Ladeluftauslassdurchmesser)²] x 100

Querschnittsfläche Turbinenseitig:
[(Abgasauslassöffnung)² : (Abgaseinlassöffnung)²] x 100

A/R

A/R describes a geometric property of all compressor and turbine housings. Increasing compressor
A/R optimizes the performance for low boost applications.
Changing turbine A/R has many effects. By going to a larger turbine A/R, the turbo comes up on boost
at a higher engine speed, the flow capacity of the turbine is increased and less flow is wastegated,
there is less engine backpressure, and engine volumetric efficiency is increased resulting in more overall power.

A/R
A/R beschreibt eine geometrische Eigenschaft aller Kompressor- und Turbinengehäuse. Erhöht man
die Kompressor A/R, optimiert man die Leistung der Niederdruckanwendungen.
Das Verändern der Turbinen A/R hat viele Auswirkungen. Bei einem höheren A/R Turbinenwert kommt der Turbo
bei einer höheren Motordrehzahl auf Touren. Die Flußkapazität der Turbine ist erhöht und weniger Abgasfluß
wird verschwendet, es gibt weniger Motorenstaudruck (bezogen auf den Abgasgegendruck vom Lader) und die
Abgasmenge wird gesteigert und insgesamt mehr Kraft über das komplette Drehzahlband zur Folge.

TURBINE MAPS
1. Turbine Expansion Ratio
The degree of exhaust expansion as it passes through the turbine.

2. Turbine Corrected Flow
The turbine flow is also corrected for temperature and pressure at the turbine inlet (exhaust manifold).

COMPRESSOR MAPS
1. Pressure Ratio
Ratio of ABSOLUTE outlet pressure divided by ABSOLUTE inlet pressure.

2. Corrected Airflow
Represents the corrected mass flow rate of air, taking into account air density (ambient temperature and pressure).

3. Efficiency Contours
The efficiency contours depict the regional efficiency of the compressor set. This efficiency is simply the
percentage of turbo shaft power that converts to actual air compression. When sizing a turbo, it is important
to maintain the proposed lugline with a high efficiency range on the map.

4. Surge Line
The surge region, located on the left-hand side of the compressor map, is an area of flow instability typically
caused by compressor inducer stall. The turbo should be sized so that the engine does not operate in the surge
range. When turbochargers operate in surge for long periods of time, bearing failures may occur.

5. Choke line
The choke line is on the right hand side of the compressor map and represents the flow limit. When a
turbocharger is run deep into choke, turbo speeds will increase dramatically while compressor efficiency
will plunge (very high compressor outlet temps), and turbo durability will be compromised.

Verdichter

Aufbau und Funktion
Die Verdichter der meisten Turbolader sind Radialverdichter. Dieser Verdichtertyp besteht aus drei wichtigen Bestandteilen: dem Verdichterrad, dem Diffusor und dem Spiralgehäuse. Durch die Drehzahl des Rades wird Luft axial angesaugt und im Rad auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Die Luft verlässt das Verdichterrad in radialer Richtung. Im Diffusor wird die Geschwindigkeit der Luft weitgehend verlustfrei verringert. Die Folge davon ist, dass Druck und Temperatur ansteigen. Der Diffusor wird aus der Verdichterrückwand und einem Teil des Spiralgehäuses gebildet. Im Spiralgehäuse wird die Luft gesammelt und die Geschwindigkeit bis zum Verdichteraustritt weiterhin reduziert.

Betriebsverhalten
Das Betriebsverhalten von Verdichtern wird häufig durch Kennfelder beschrieben, bei denen das Druckverhältnis über dem durchgesetzten Volumen- bzw. Massenstrom dargestellt ist. Der nutzbare Kennfeldbereich von Strömungsverdichtern ist begrenzt durch die Pumpgrenze, die Stopfgrenze und die maximal zulässige Drehzahl des Verdichters.

Pumpgrenze
The map width is limited on the left by the surge line. This is basically "stalling" of the air flow at the compressor inlet. With too small a volume flow and too high a pressure ratio, the flow can no longer adhere to the suction side of the blades, with the result that the discharge process is interrupted. The air flow through the compressor is reversed until a stable pressure ratio with positive volume flow rate is reached, the pressure builds up again and the cycle repeats. This flow instability continues at a fixed frequency and the resultant noise is known as "surging".

Stopfgrenze
Der maximale Volumenstrom eines Radialverdichters ist in der Regel durch den Querschnitt am Verdichtereintritt begrenzt. Erreicht die Luft im Radeintritt die Schallgeschwindigkeit, so ist kein weiteres Anwachsen des Durchsatzes mehr möglich. Im Verdichterkennfeld zeigt sich die Stopfgrenze an den stark abfallenden Drehzahllinien am rechten Kennfeldrand.

Turbine

Bauarten und Funktion
Die Turbine eines Turboladers besteht in der Regel aus dem Turbinenrad und dem Turbinengehäuse. Die Turbine setzt die Energie aus den Motorabgasen in mechanische Energie zum Antrieb des Verdichters um. Die Abgase werden durch den Strömungsquerschnitt der Turbine aufgestaut, sodass sich zwischen Eintritt und Austritt ein Druck- und Temperaturgefälle einstellt. Dieses Gefälle wird in der Turbine in kinetische Energie umgesetzt, die das Turbinenrad antreibt.

Man unterscheidet zwischen Axialturbinen und Radialturbinen. Bei Axialturbinen wird das Rad ausschließlich axial durchströmt. Bei Radialturbinen erfolgt die Anströmung zentripetal, d.h. in radialer Richtung von außen nach innen, und das Ausströmen in axialer Richtung
.
Bis zu einem Raddurchmesser von ca. 160 mm werden ausschließlich Radialturbinen verwendet. Dieses Maß entspricht in etwa einer Motorleistung von 1000 kW je Turbolader. Ab einer Größe von 300 mm werden ausschließlich Axialturbinen eingesetzt. Zwischen diesen beiden Werten finden beide Varianten Verwendung.

Betriebsverhalten
Die Turbinenleistung steigt mit zunehmendem Druckgefälle zwischen Eintritt und Austritt an, d.h., die Turbinenleistung nimmt zu, wenn sich durch eine höhere Motordrehzahl mehr Abgas vor der Turbine aufstaut. Aber auch mit zunehmender Abgastemperatur steigt die Turbinenleistung wegen des höheren Energiegehaltes des Abgases an.

Das Aufstauverhalten der Turbine wird vom freien Strömungsquerschnitt am Übergang vom Eintrittskanal in die Spirale, dem Halsquerschnitt, bestimmt. Verkleinert man den Halsquerschnitt, so staut die Turbine mehr Abgas auf und die Turbinenleistung nimmt infolge des höheren Druckverhältnisses zu. Durch einen kleineren Strömungsquerschnitt kann also mehr Ladedruck erzeugt werden. Der Strömungsquerschnitt l ässt sich durch Wechseln des Turbinengehäuses einfach ändern.

Neben dem Strömungsquerschnitt des Turbinengehäuses hat auch der Durchgangsquerschnitt am Radeintritt Einfluss auf das Durchflussverhalten der Turbine. Durch Bearbeiten der Radkontur kann dieser Querschnitt, und damit der Ladedruck, beeinflusst werden. Mit der Vergrößerung der Kontur nimmt der Strömungsquerschnitt der Turbine zu. Turboladerhersteller bieten innerhalb einer Baureihe auch Turbinenräder gleichen Durchmessers mit verschiedenen Konturen an, die jeweils auf der Basis eines Turbinenradrohlings hergestellt wurden.

Das Betriebsverhalten von Turbinen für Abgasturbolader wird in der Praxis durch Turbinenkennfelder beschrieben. In diesen Kennfeldern ist der Durchflussparameter über dem Turbinendruckverhältnis dargestellt. Um das Durchflussverhalten allgemeingültig, d.h. unabhängig von Eintrittsdruck und Eintrittstemperatur, darstellen zu können, wird ein aus der Ähnlichkeitstheorie abgeleiteter Durchflussparameter definiert, der diese beiden Größen berücksichtigt.

Im Turbinenkennfeld sind die Durchsatzlinien und der Turbinenwirkungsgrad für verschiedene Drehzahlen dargestellt. Zur Vereinfachung können sowohl der Verlauf des Durchflusses als auch der Wirkungsgrad durch einen mittleren Verlauf angenähert werden.

Für einen hohen Gesamtwirkungsgrad des Turboladers ist die Abstimmung von Verdichterrad- und Turbinenraddurchmesser von hoher Bedeutung. Durch die Vorgabe eines Betriebspunktes im Verdichterkennfeld ergibt sich auch eine bestimmte Laderdrehzahl. Der Turbinenraddurchmesser ist nun so abzustimmen, dass die Turbine in diesem Betriebsbereich mit höchsten Wirkungsgraden arbeitet.

Um den richtigen Lader auswählen zu können, muss man wissen, was der Motor überhaupt aufnehmen kann.
Dazu hatte ich damals Berechnungen für meinen Punto GT angefertigt, also 1.4 8V

In CFM:

In Pfund pro Minute:

Hier sieht man schön die drei Bereiche:

Minimalgas(1240 U/min), wann soll der Lader voll da(3250 U/min) sein und Drehzahlgrenze (6500 U/min). Diese Bereiche gibt man für sich selber vor. Je nach Gusto sieht das Bild natürlich anders aus.

Das Bild auf ne Flowmap legen und ihr habt den richtigen Lader gefunden.

@ Steppi

Die Grundintension deiner Frage ist falsch! Es ist wichtig was man erwartet.... Funktionieren tut alles......

Zitat von GT_driver

.... Funktionieren tut alles......

...stimmt!

Alles eine Frage der Drehzahl

Schön das man manchmal wenig schreiben muss!

Ja, genau so.

Liegst du mit deinen Kurven links von der Map ist der Lader zu gross, liegst du mit den Kurven zu weit rechts ist der Lader zu klein.

Hier ist noch ein guter Turbo-Calculator:
http://www.squirrelpf.com/turbocalc/

Da sieht man auch, was Leistungsmässig mit einem Lader drinnen ist.

/edit
Zu langsam
Kommt davon, wenn man nebenbei noch telefoniert und zu lange braucht den Post abzusenden