Sviluppo impianto di scarico Supersprint per 208 GTI

[GardusTech]

Ciao ragazzi, mi scuso per il ritardo ma sono stato un po' impegnato.

Innanzitutto un doveroso ringraziamento ad Andrea che ci ha dato l'auto a disposizione per il lavoro di sviluppo.

Iniziamo subito con l'analizi dell'auto di serie.
Il rumore come molti di voi sapranno lascia molto a desiderare!
Non abbiamo girato un video ma sul web ce ne sono, eccone uno:
http://youtu.be/kwgnYztCskE?t=29s" onclick="window.open(this.href);return false;

La GTI di Andrea ci è stata consegnata completamente di serie, con benzina 100 ottani.

Questo è l'impianto di serie:




Oltre al catalizzatore ceramico a ridosso del turbo, sicuramente un bell'ostacolo al passaggio dei gas, anche il diametro dei tubi è decisamente sottodimensionato per un motore da oltre 200 cv.
A parte la primissima sezione da 60mm, lo scarico si riduce poi ad addrittura Ø50mm.
Pensate che la RCZ 200cv è da Ø60mm di serie...

La prova al banco dell'auto di serie ha dato ottimi risultati, in linea con quanto già visto sulla RCZ.
208,8cv @ 5430 g/m, e 304,1 nm di coppia a 1.845 g/m, mantenuta su ottimi livelli fino a limitatore.
L'erogazione lineare e ben sfruttabile anche se non ha un allungo esagerato, a 6200 g/m entra il limitatore.




Da notare che in contemporanea alla GTI abbiamo fatto anche la "gemella diversa" DS3 Racing:

La prova al banco di quella è stata più deludente, oltre ad un picco di potenza più basso anche l'erogazione è un po' irregolare.
L'auto aveva filtro a pannelo e dump valve Forge, ma soprattutto benzina a 95 ottani.

201.7cv e 290.2nm, l'unico vantaggio rispetto alla 208 è che ha il limitatore a 6600 g/m, quindi la fascia di potenza massima è ben più ampia.

Dal punto di vista dello scarico la Citroen si differenzia solo per l'assenza del silenziatore centrale:


Terminate le prove abbiamo a lavorare sul nuovo scarico.
La conformazione generale era già decisa, basandosi sulle esperienze precedenti (RCZ e Mini JCW) il diametro è stato da subito fissato a Ø65mm per tutta la lunghezza, con il catalizzatore (un 200 celle 120mm HJS) spostato sotto il corpo vettura.
Cavo della seconda sonda allungato per collegarla a valle del nuovo cat.

Su richiesta del proprietario il centrale è silenziato, anche se a giudicare da quanto fatto sulla DS3 con centrale libero per chi vuole un sound bello aggressivo va benissimo, non è da arresto. Il comfort sui sedili posteriori è ovviamente inferiore.

I terminali sono specifici per la GTI. La nicchia è bassa in senso verticale, quindi abbiamo usato due ovali 90x70mm.

Ecco l'impianto Supersprint confrontato con l'originale (manca il downpipe)

[GardusTech]

E qui l'impianto Supersprint montato sull'auto. Il parziale ingiallimento è dovuto al fatto che le foto sono state scattate dopo alcuni test.



Infine qualche dettaglio dei terminali:


Ma veniamo al "succo".
Ecco il risultato della prova al banco con scarico completo:
218,8cv @ 5800 g/m. La coppia in questa prova specifica è calata leggermente sul picco, ma in altre prove era pari all'originale anche se la potenza era inferiore di circa 1 cv, quindi abbiamo deciso di tenere valida questa.


Qui la comparativa con lo scarico di serie:


Purtroppo durante le prove abbiamo avuto dei problemi con la spia motore, la diagnosi riportava anomalia gas di scarico.
La cosa strana è che la DS3 R con lo stesso impianto non ha dato alcun problema!
Poichè l'auto è in garanzia, per non farla decadere abbiamo ripristinato il downpipe e il cat di serie, lasciando centrale e posteriore.
Per scrupolo abbiamo provato l'auto anche in quella configurazione e siamo rimasti piacevolmente sorpresi, l'incremento, se non pari al completo, è molto buono:
216,7 cv e 300.4nm

Confronto con l'originale:


In definitiva l'impianto completo da Ø65mm si è rivelato molto buono sia dal punto di vista prestazionale che acustico (video delle varie configurazioni in arrivo a breve), anche se sulla 208 è decisamente consigliabile un lavoro sull'elettronica sia per incrementare le prestazioni che per ovviare al problema spia motore.

Apro un'ultima parentesi per mostrarvi il grafico della DS3 Racing con scarico completo, equivalente a quello della 208 se non per il tubo centrale non silenziato.
Veramente notevole, 221.7 cv e 305.1 nm, con un allungo decisamente convincente da 5200 a 6600 g/m.


Penso che sulla GTI, con una mappatura adeguata, sia possibile tranquillamente ottenere 240+cv, magari aumentando anche il limitatore portandolo pari a quello della Citroen.

[thewizard]

... a conferma che si spendono cifre sproporzionate per lo scarico ottenendo solo un ottimistico e fortuito +10% di potenza e solo un 5% di coppia massima. il filtro fa concretamente poco=>nulla

interessante la variazione di lambda a dimostrazione che la centralina è piuttosto intelligente

i valori comunque non sono veritieri in quanto non sono compensati (temperatura, umidità, pressione, ottani)
la Vmax ipotizzo rimanga concretamente invariata per la 208 in quanto oltre 6000rpm il motore non sale più di giri nella VI marcia

2500euro (o forse più) per avere meno di 20 CV non sono una spesa razionale per un veicolo stradale. piena soddisfazione per il lavoro, sound, orgoglio eccetera, su questo non metto parola...

bravi comunque per la prova e soprattutto per i grafici, spero che più-di-qualcuno li legga con calma e li capisca



Fabio/il primo a ficcanasare&sperimentare

[GardusTech]

Grazie thewizard per l'intervento e per il tempo dedicato ad analizzare i grafici.

Riguardo alla mancata correzione, seguiamo le istruzioni stesse di Maha, che è la ditta produttrice del nostro banco prova.
Secondo le loro specifiche sui motori turbo in cui il raffreddamento dell'aria in ingresso è adeguata, come nel nostro caso in cui usiamo un sistema ad acqua per l'intercooler, la correzione ambientale non è da applicare.
I valori di pressione e temperatura dell'aria che entra nel motore sono infatti dettati unicamente dall'impianto di sovralimentazione, e come si può vedere anche nei grafici dalla curva azzurra (T Ansaugluft, tempeatura aria aspirata) anche a limitatore siamo sotto i 60°, di solito intorno ai 40°-50°, valore ottimale, sia nelle prove d'inverno che d'estate.

Paradossalmente chi usa ancora la correzione su questo tipo di banchi prova effettuando la correzione ambientale, sottolineo sui motori turbo raffreddati adeguatamente, ottiene dei parametri anormali, spesso con cv in più che non ci sono.
Caso tipico, un famoso tuner tedesco che fa moduli aggiuntivi ha la sede in collina, e tutte le loro prove di auto turbo hanno valori gonfiati dalla densità dell'aria molto bassa data dall'altitudine, ma in realtà l'auto non ha i cv indicati ma meno!

[thewizard]

Grazie thewizard per l'intervento e per il tempo dedicato ad analizzare i grafici.

grazie a te per i grafici! almeno si parla con qualche dato CONCRETO!


per il resto hummm non sono completamente daccordo

Riguardo alla mancata correzione, seguiamo le istruzioni stesse di Maha, che è la ditta produttrice del nostro banco prova.
Secondo le loro specifiche sui motori turbo in cui il raffreddamento dell'aria in ingresso è adeguata, come nel nostro caso in cui usiamo un sistema ad acqua per l'intercooler, la correzione ambientale non è da applicare.

a quanti gradi e con quale flusso d'aria investite il veicolo
quanta acqua utilizzate? nella marcia normale NON SI USA.. è questo è un grosso vantaggio sul banco, o Svantaggio in marcia

I valori di pressione e temperatura dell'aria che entra nel motore sono infatti dettati unicamente dall'impianto di sovralimentazione, e come si può vedere anche nei grafici dalla curva azzurra (T Ansaugluft, tempeatura aria aspirata) anche a limitatore siamo sotto i 60°, di solito intorno ai 40°-50°, valore ottimale, sia nelle prove d'inverno che d'estate.

si/no
la temperatura aria presa in quale punto???

Paradossalmente chi usa ancora la correzione su questo tipo di banchi prova effettuando la correzione ambientale, sottolineo sui motori turbo raffreddati adeguatamente, ottiene dei parametri anormali, spesso con cv in più che non ci sono.
Caso tipico, un famoso tuner tedesco che fa moduli aggiuntivi ha la sede in collina, e tutte le loro prove di auto turbo hanno valori gonfiati dalla densità dell'aria molto bassa data dall'altitudine, ma in realtà l'auto non ha i cv indicati ma meno!

è giusto così
mi spiego
in collina l'aria è più SECCA e fresca anche se appena meno densa. al meno densa ci pensa la turbina (è lì apposta ) applicando la correzione si ottiene la potenza del motore in quelle condizioni così come in qualsiasi altra condizione (perchè va SEMPRE applicato il correttivo!) ed eventualmente si può confrontare oggettivamente con la rilevazione eseguita in altre condizioni di pressione umidità temperatura in aspirazione


in altre parole, se NON applichi il correttivo puoi trovare X cavalli
cambiando le condizioni del test non puoi sapere se la potenza misurata (stesso motore) sia giusta o meno...

Fabio

[GardusTech]

Il discorso che fai è pienamente valido per i motori aspirati.

Tu sicuramente saprai come funziona ma per chi, meno esperto, dovesse leggere:
Il fattore di correzione (EWG o l'ormai obsoleto DIN) funziona variando il valore di potenza finale, compensando la differenza di densità di ossigeno nella miscela in ingresso nel motore. Si basa su temperatura, pressione e umidità.
Poichè in montagna l'aria è più rarefatta per esempio, se si fa una prova al banco a 1000metri di altitudine il fattore di correzione sarà superiore a 1, quindi un'auto con 200 cv non corretti ne avrà magari 220 corretti.
Stesso discorso per l'umidità e la temperatura (anche qui, provando un auto d'estate i cv corretti saranno più di quelli misurati, provandola d'inverno invece saranno meno). Il calcolo è complesso, ma nei banchi prova è implementato un algoritmo che lo fa automaticamente.

Uno dei problemi è il rilevamento dei dati.
C'è differenza per esempio tra la temperatura e pressione nella camera di prova, e negli stessi dati misurati nel condotto d'aspirazione. La correzione però di solito avviene usando i dati ambientali, quindi quelli in camera di prova.
Se i sensori sono posizionati correttamente è un sistema che funziona molto bene sui motori aspirati, poichè la variazione nel condotto di aspirazione è proporzionale all'ambiente circostante.

Su un motore turbo invece anche se la pressione ambientale è bassa/bassa e/o la temperatura è alta/bassa, i valori in condotto d'aspirazione non variano proporzionalmente. La pressione è dettata dalla taratura della sovralimentazione, mentre la temperatura dipende dal raffreddamento.

Il problema è che su strada il flusso d'aria che investe l'auto è molto più potente che quello ottenibile sul banco (a meno di avere un banco in galleria del vento ), quindi si verificano problemi di surriscaldamento che su strada non ci sarebbero. Questo è il motivo dell'utilizzo degli spruzzatori d'acqua a temperatura ambiente sull'IC. Dato che l'acqua migliora lo scambio termico si simula l'abbassamento di temperatura dato da un flusso d'aria più potente.
Ovviamente non usiamo acqua più fredda di quella ambientale!

Il risultato è che se i parametri ambientali variano anche di tanto, quelli in condotto di aspirazione rimangono pressochè costanti e ottimali, e sono quelli che dettano la quantità di ossigeno che entra in condotto di aspirazione e quindi la potenza. Non va quindi applicata la correzione, altrimenti si altererebbe il risultato.

Per avere un risultato perfetto ci vorrebbe un sistema che calcola dinamicamente la % di ossigeno basandosi sui valori in condotto di aspirazione prima dell'entrata in camera di scoppio ma da quel che so sono sistemi che hanno solo i motoristi...

[thewizard]

Il discorso che fai è pienamente valido per i motori aspirati.

no è valido per TUTTI. chiaramente i motori sovralimentati risentono moltomeno della pressione atmosferica, ma non di umidità
verissimo&giustissimo il discorso della temperatura in ingresso al motore

però non conosco banchi prova motore che abbiano sensori temperatura-umidità-pressione per applicare automaticamente la correzione sui grafici

estermizzando i concetti, come confermato dai numerosi post periodicamente ricorrenti, con alte temperature ambiente (oltre 35°C) la potenza si riduce notevolmente (sui motori piccoli anche 30%)

purtroppo nei motori stradali lo scambiatore aria/aria è sempre sottodimensionato: ho rilevato SPESSO con Tamb 35° una Tasp dopo IC al limite degli 85°C


alla prossima!

Fabio

[GardusTech]

Beh, da OBD i valori T e P in aspirazione li ricavi, ma non l'umidità.

Quello che abbiamo rilevato noi è che la correzione EWG automatica non corrisponde alla reale disponibiltà di potenza.
Senza raffreddamento ad acqua il banco legge meno di quanto l'auto avrebbe su strada, e molte elettroniche recenti tagliano potenza in caso di surriscaldamento (il THP è caso tipico),anche applicando la correzione.
Con raffreddamento ad acqua si evitano tagli di potenza dettati dall'elettronica, ma il banco segna molti più cavalli di quelli che ha l'auto realmente.
Quindi la soluzione migliore per avere valori attendibili e poter provare l'auto anche col caldo è raffreddare bene, tenendo d'occhio i dati dell'aria in aspirazione per assicurarsi che siano ottimali, ed escludere la correzione.

Spero sia chiaro!

[Ros85]

Complimenti per tutto il lavoro fatto e per aver caricato tutte le foto e evidenziati i vari diametri delle varie sezioni e per aver condiviso tutti i grafici. Peccato che sulla 208 con l'intero scarico si sia verificata quell'anomalia. Certo che senza downpipe perda poco meno di 2 cv è veramente difficile da credere meglio così per noi. Non vedo l'ora di vedere i video e sentire il rombo .