885i: Resonanz bei 2800/min

[tgessner]

Hallo zusammen,

das Phänomen ist einigen 885i Fahrern bekannt: Manche Motoren produzieren Resonanzen bei etwa 2.8k/min. Ich habe nun vier Motoren gemacht und zwei davon zeigten diese Eigenschaft, zwei andere nicht. Ich vermute also, dass es sich hier entweder um Fertigungstoleranzen handelt oder um eine andere Systemkomponente als den Motor. 

Meine Frage: Hat jemand unter Euch dieses Phänomen nachhaltig kurieren können? Und wenn ja, wie?

Disclaimer: Alle meine Maschinen sind vernünftig eingestellt, die Kennfelder motorindividuell angepasst und die Drosselklappen synchronisiert. 

[triplehead]

Das hat der 955er Wenigschraubenmotor auch mehr oder weniger ausgeprägt. Ich weiss jetzt zwar nicht ob es genau bei 2800U/min ist aber es ist irgendwo zwischen 2000 und 3000. Wahrscheinlich hat der Motor prinzipbedingt in diesem Bereich eine Eigenfrequenz.

[Jochen !]

Meistens liegt es am Übergang vom Krümmer zum Dämpfer.

 

 

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[tgessner]

Kurzer Zwischenbericht aus der Garage und vom Laptop. Ausnahmsweise wollte ich systematisch an das Thema herangehen. Also habe ich mir eine Liste gemacht:

1. Mechanische Resonanz ausschließen

• Kann ich die Resonanz ohne Last (also beim Hochdrehen im Stand) reproduzieren? 
• Sind alle Anbauteile und Motorhalterungen fest?

Ergebnis:

• Motor dreht ohne Last ohne Resonanzen durch das problematische Drehzahlfenster
• Alle Motorhalterungen und Anbauteile sind fest/ordnungsgemäß montiert

2. Gasdynamische Ursache eingrenzen

• Gezielte Änderung der F- und I-Trims in den Kennfeldern bei 2.8k/min

Ergebnis:

• Resonanz verringert sich bei gezielter Abmagerung durch Fuel-Trims bei 2.7k/min und den Nachbarbereichen in TuneECU

Im Vergleich zum Serien-Kennfeld (9854) sind die Resonanzen deutlich geringer, aber immer noch vorhanden.

3. Toleranzen im Einspritzsystem ausschließen

• Nächste Maßnahme ist der Tausch der Einspritzanlage durch ein neu aufgearbeitetes Exemplar.  Möglich sind leichte Abweichungen im Spray-Pattern einzelner Düsen, die eine Auswirkung haben könnten.

 

 

[der Adi]

Interessanter Ansatz.

Einer meiner ersten Gedanken war auch die Frage ob diese Resonanzen denn überhaupt vom Motor kommen, mein erster Lösungsansatz dabei ebenfalls die Maschine im Stand hochdrehen zu lassen und Verhalten /Fehlerauftreten zu analysieren. 

Dein Punkt 1 legt nahe, dass die Ursache vielleicht woanders zu suchen ist.

Ein Punkt, der meinem inneren Wissenschaftler fehlt,  sind infos zum Versuchsaufbau der Punkte 1, 2 und 3.

Hast du Punkt 1 bei ausgebautem Motor getestet oder demontierten Baugruppen?  Punkt 2 beim Fahren gemessen? Etc

 

Es wirkt jedenfalls als hättest Du dich tief ins Thema verbissen und mit deinen Möglichkeiten und Know How bald eine veritable Antwort für dieses Generationenproblem - bin gespannt wie es weiter geht 👍

[tgessner]

Nach einigen weiteren Versuchen habe ich tatsächlich so etwas wie belastbare Ergebnisse - soweit das ohne Testbench und Prüfstand für einen Hobbyschrauber machbar ist. Was habe ich gelernt? 

1. Die bisweilen beklagten Resonanzen der 885i und 955i Motoren haben offenbar keine mechanischen Ursachen. 
2. Die Grundursache liegt in der Strömungsphysik, will sagen: Eine ungünstige Gasdynamik bei einer gewissen Drehzahl ist in meinem Fall die Ursache. 
3. Der Motor - zumindest der 885i - reagiert sehr empfindlich auf Änderungen im Ansaugtrakt. In meinem Falle löste die Rückrüstung von einem K&N Luftfilter auf den Serienluftfilter das Problem teilweise.

Mein Setup besteht aus einem 885i Motor mit etwas anderen Nockenwellen (gelbe Farbmarkierung), die einen etwa 1mm höheren Hub aufweisen und (wenn ich mich recht erinnere) auch ein etwas steileres Profil. Dazu kommt eine Titan-Krümmeranlage mit einem etwas größerem Durchmesser. Meine Ergebnisse dürften also nicht 1:1 auf andere Setups übertragbar sein, die Grundaussagen aber vermutlich schon.

Mit Änderungen des Mappings (Einspritzdauer und Zündwinkel) konnte ich das Problem in erster Näherung mildern, aber nicht restlos beseitigen - siehe mein letzter Post.

In einem nächsten Schritt machte ich mich an die Komponenten des Ansaugtrakts (Versuche mit der Entnahme der DB-Eater wären vielleicht erkenntnistheoretisch interessant gewesen, aber nicht praxisnah). Vor dem Tausch der Einspritzanlage durch ein anderes Exemplar wechselte ich zunächst auf den Serienluftfilter, um einen Einfluss dieser Komponente zu ermitteln. 

Tatsächlich war der Unterschied deutlich spürbar. Immer noch ist eine leichte Resonanz zu spüren,  fällt aber in der Praxis nicht mehr auf. Es ist bemerkenswert, dass der K&N-Luftfilter bei dieser Maschine einen so starken Effekt hervorrief - bei meinen anderen T509 war das vernachlässigbar. 

Offenbar ist es aber so, dass durch das andere Nockenprofil in Kombination mit dem höheren Luftdurchsatz des K&N die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Ansaugtrakt so stark abnahm, dass es zu Pulsationen, stehenden Wellen oder gar zu einem Strömungsabriss kam. Die Änderungen am Kennfeld konnten dieses Phänomen mildern, aber naturgemäß nicht beheben. Der etwas geringere Luftdurchsatz des Serienfilters sorgt für eine höhere Gasgeschwindigkeit im fraglichen Drehzahlfenster und damit für "mehr Schwung" im Angas.

Die besten Ergebnisse mit dem Serien-Luftfilter habe ich mit einem Kennfeld herausgefahren, bei dem die F-Trims bei 2.7k/min um 6% abgesenkt sind.

Was ginge noch? I-Trims, also Zündwinkel bei der gleichen Drehzahl auf etwas über 10° zurücknehmen und natürlich einen A/B-Vergleich mit einer bereitliegenden blitzeblank restaurierten Einspritzanlage machen. Das kann aber warten.

Warum überhaupt sich um einen kultivierten Motorlauf bemühen in einem Drehzahlbereich, in dem man sich sowieso kaum aufhält? Klar, der 885i wird erst ab 4.5k/min lebendig, aber ich bummele eben gern mit gut 2k/min durch die Ortschaften. Und aus diesen Drehzahlen ruck- und resonanzfrei hochbeschleunigen können, ist eine feine Sache. Meine anderen T509 können das schließlich auch. 

Ich gebe mit der gefundenen Lösung auch etwas auf: Eine etwas bessere Lebendigkeit des Motors bei höheren Drehzahlen und womöglich das Potenzial, gezielt mit Anpassung  des Kennfelds und einem freier atmenden Luftfilter dort auch noch etwas mehr Leistung zu finden. 

So, jetzt habe ich die gestellte Frage am Ende mir selbst beantwortet.

In der Kategorie again what learned verbuche ich, dass in dem kleinen 885i Motor - wenn man möchte - wohl ein kompromissloser Sportmotor steckt. Ob ich dieses Potenzial eines Tages heben werde? Reizvoll wäre das schon...

Ich hoffe, dass meine Sammlung unnützer Erkenntnisse zumindest für den ein oder anderen unterhaltsam war.