Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

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Tuner_Wulf
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Tuner_Wulf »

Guten Abend,
Danke für die Nachricht.

Aber da muss ich kurz was erklären.

Eine Zylinderdruckindizierung ist eine aufwendigere Messung des Brennraumdruckes.
Das geschieht mit einem Piezokristal, einem sogenannten Druckquarz (2000Euro) der eine Ladung bei Druckänderung ausgibt. Diese Ladung muss man mit einem spetiellem Ladungsverstärker (ca. 2000€) üblicherweise in eine Spannung (0-10V) umwandeln.
Diese Spannung kann man teuer mit passender Hard- und Software (ab 20.000Euro, z. Bsp AVL IndiCom) auswerten, oder beispielsweise auf die Zündung (Strommesszange) getriggert mit einem Oszi darstellen.

Klopfen ist kurz gesagt eine detonationsartige Verbrennung. Das sieht man im Zylinderdruckverlauf. Für eine optische Bewertung reicht das Oszi. Die teure Auswerte Hard- und Software kann jetzt aus dem Druckverlauf die überlagerten Frequenzen mit Hilfe der Fourieranalyse nach der Intensität über den Frequenzbereich in Echtzeit darstellen. Wenn man dann ins Klopfen fährt, sind gewisse Frequenzen überdeutlich zu sehen. Die daraus Motortypische Frequenz ist ein Spiegelbild der Klopfintensität, aber nur spezifisch für das jeweilige Aggregat.
Nun kann man sich mit Hilfe eines Klopfsensors und eines passenden elektischen Filters recht unkomplizierten und kostengünstigen eine Überwachung schaffen. Das ist ganz üblich und Stand der Technik. Jedes moderne Seriensteuergerät kann damit eine Regelung bis an die Klopfgrenze realisierten.

Nun aber zu uns. Sobald man irgendetwas am Motor verändert, so verändert sich die eigentliche Klopffrequenz.
Ich denke, dass das Tool nur die üblichen Frequenzen beobachtet und man nicht mehr genau weiß, wie stark der Motor klopft.
Man kennt typische Klopffrequenzen und es gibt auch diese Faustformel. Aber das ganze ist nur ein Indiz und kein Garant für eine Klopfüberwachung.
Ich denke, es wird eher aussschlagen, als es müsste.
Da kann ich auch via Gehör fahren oder wenn es das Steuergerät macht, eine vorprogrammierte Klopfdiagnostik nutzen, oder?

Das zur Theorie, aber ich habe es noch nie genutzt.
Ich kenne das aber sehr genau aus der F&E. Da schaut man sich das genau an, damit man sich auf die Klopfregelung verlassen kann. Das gilt aber nur für den Serienmotor, oder einen teuren abgestimmten Supersportmotor.

Grüße aus Wiedemar
Wulf
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Tuner_Wulf »

Looter wrote:
17.02.2020, 08:34
Die normalen Klopfsensoren sind doch auch nur Mikrofone. Einfach Kopfhörerverstärker dran und ausprobieren. ;)

Ja könnte sein. Hat das schon mal jemand gemacht? Oder gibt es da was zum kaufen. Vielleicht mit Tiefpassfilter um die zu hohen Frequenzen auszublenden.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by geiserp »

Tuner_Wulf wrote:
25.02.2020, 22:10
Ladung muss man mit einem spetiellem Ladungsverstärker (ca. 2000€) üblicherweise in eine Spannung (0-10V) umwandeln.
Ein OpAmp für 2000EUR? Hast Du da ein DB dazu?
Diese Spannung kann man teuer mit passender Hard- und Software (ab 20.000Euro, z. Bsp AVL IndiCom) auswerten, oder beispielsweise auf die Zündung (Strommesszange) getriggert mit einem Oszi darstellen.
Mir scheint Dein Wissen über Elektronik ist in den 60er stehen geblieben. ;) AVL ist für Motoren Hersteller nicht für Tuner.
Nun aber zu uns. Sobald man irgendetwas am Motor verändert, so verändert sich die eigentliche Klopffrequenz.
Ich denke, dass das Tool nur die üblichen Frequenzen beobachtet und man nicht mehr genau weiß, wie stark der Motor klopft.
Man kennt typische Klopffrequenzen und es gibt auch diese Faustformel. Aber das ganze ist nur ein Indiz und kein Garant für eine Klopfüberwachung.
Ich denke, es wird eher aussschlagen, als es müsste.
Da kann ich auch via Gehör fahren oder wenn es das Steuergerät macht, eine vorprogrammierte Klopfdiagnostik nutzen, oder?
Moderne Motoren machen das längst anders, da wird jeder Zylinder einzeln überwacht. Die Entwicklungszeit vom SR20DET ist nun halt auch 40 Jahre her. Da stellt sich doch eher die Frage warum den so hart an der Klopfgrenze betreiben willst. Dann lieber etwas grosszügiger dimensionieren.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Looter »

geiserp wrote:
26.02.2020, 10:56
Tuner_Wulf wrote:
25.02.2020, 22:10
Ladung muss man mit einem spetiellem Ladungsverstärker (ca. 2000€) üblicherweise in eine Spannung (0-10V) umwandeln.
Ein OpAmp für 2000EUR? Hast Du da ein DB dazu?
Diese Spannung kann man teuer mit passender Hard- und Software (ab 20.000Euro, z. Bsp AVL IndiCom) auswerten, oder beispielsweise auf die Zündung (Strommesszange) getriggert mit einem Oszi darstellen.
Da muss ich mal unterstützten. Das ist kein Opamp sondern ein Ladungsverstärker, der verstärkt die Ladung die im Piezokristall des Drucksensors durch den Druck erzeugt wird.
Die sind tatsächlich 2500Euro teuer und können bis 200kHz abtasten. Die Sensoren kosten auch wirklich so viel.
Ich weiß das weil wir von diesen Sensoren welche an unseren Brennkammern einsetzen (sind nach einem Versuch meistens hin. :D)
Edit: Datenblatt: https://www.kistler.com/de/produkt/type-5015a/

Messhardware kostet auch tatsächlich meistens so an die 20000Euro, aber dann hat man auch ziemlich viele Kanäle und eine schöne Datenerfassungssoftware. Das könnte man auch billiger und mit Python selbst machen wenn man eigene Arbeitszeit als kostenlos ansieht, was in der Industrie natürlich nicht der Fall ist und weswegen man gerne so viel Geld für verlässliche Messdaten ausgibt.

Für eine einfache Klopfdetektion ist das nicht notwendig. Da reicht ein Schlauch den man sich ins Ohr steht (Stetoskop) oder ein Klopfsensor mit Verstärker.

Tuner_Wulf wrote:
25.02.2020, 22:18
Looter wrote:
17.02.2020, 08:34
Die normalen Klopfsensoren sind doch auch nur Mikrofone. Einfach Kopfhörerverstärker dran und ausprobieren. ;)

Ja könnte sein. Hat das schon mal jemand gemacht? Oder gibt es da was zum kaufen. Vielleicht mit Tiefpassfilter um die zu hohen Frequenzen auszublenden.
Kurzes googlen sagt dass es tatsächlich so ist. Hat dann aber keine Filter.
Der Knock Analyzer Pro hat angeblich einen Bandpassfilter (das was du brauchst) dessen Filterfrequenz man einstellen kann:
http://phormula.com/KnockAnalyserPro.aspx
Ist aber nicht ganz günstig.

PS: Aus eigener Erfahrung mit schwingenden Systemen (Waterhammer, Brennkammerinstabilitäten) kann ich sagen, dass die erste harmonische des Systems immer die dominierende ist, wenn sie angeregt wird. Das ist die die man mit dem Bohrungsdurchmesser ausrechnet. Die 6,5kHz für 86mm Kolben werden auf jeden Fall auftreten bei Klopfen, mMn...

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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by geiserp »

Looter wrote:
26.02.2020, 11:08
Da muss ich mal unterstützten. Das ist kein Opamp sondern ein Ladungsverstärker, der verstärkt die Ladung die im Piezokristall des Drucksensors durch den Druck erzeugt wird.
Die sind tatsächlich 2500Euro teuer und können bis 200kHz abtasten. Die Sensoren kosten auch wirklich so viel.
Ich weiß das weil wir von diesen Sensoren welche an unseren Brennkammern einsetzen (sind nach einem Versuch meistens hin. :D)
Edit: Datenblatt: https://www.kistler.com/de/produkt/type-5015a/
Ok, überzeugt. Das Teil sieht schon etwas aufwändiger aus.
Der Knock Analyzer Pro hat angeblich einen Bandpassfilter (das was du brauchst) dessen Filterfrequenz man einstellen kann:
http://phormula.com/KnockAnalyserPro.aspx
Ist aber nicht ganz günstig.
Das hab ich doch schon alles vorher beschrieben was da drin ist.
PS: Aus eigener Erfahrung mit schwingenden Systemen (Waterhammer, Brennkammerinstabilitäten) kann ich sagen, dass die erste harmonische des Systems immer die dominierende ist, wenn sie angeregt wird. Das ist die die man mit dem Bohrungsdurchmesser ausrechnet. Die 6,5kHz für 86mm Kolben werden auf jeden Fall auftreten bei Klopfen, mMn...
Vielleicht reden wir an uns vorbei. Die Hardware welche ihr da erwähnt ist für Motorenhersteller, nicht für Tuner. Und schon mal gar nicht als Integration ins Nistune.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Looter »

geiserp wrote:
26.02.2020, 11:20
PS: Aus eigener Erfahrung mit schwingenden Systemen (Waterhammer, Brennkammerinstabilitäten) kann ich sagen, dass die erste harmonische des Systems immer die dominierende ist, wenn sie angeregt wird. Das ist die die man mit dem Bohrungsdurchmesser ausrechnet. Die 6,5kHz für 86mm Kolben werden auf jeden Fall auftreten bei Klopfen, mMn...
Vielleicht reden wir an uns vorbei. Die Hardware welche ihr da erwähnt ist für Motorenhersteller, nicht für Tuner. Und schon mal gar nicht als Integration ins Nistune.
Ja natürlich ist das overkill. Er meinte ja nur dass man das in der Motorenherstellung so macht.
Ich sag ja auch dass ein einfaches Mikrofon ausreicht und dass es auch ausreicht den üblichen Frequenzbereich von 6,5kHz zu beobachten und gut ist.

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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Tuner_Wulf »

Genau, das ist finanziell und hinsichtlich Aufwand für Tuner einfach zu viel.
Deswegen auch der Ansatz das ganze bei Abstimmung einfach mitzuhören.

Ich bin nicht der Typ alles hier auseinanderzunehmen. So wie ich es beschrieben habe wird es in der Forschung und Entwicklung gemacht. Das ist Stand der Technik und keinensfalls veraltet.
Ich komme aus der Forschung, war 8 Jahre lang bei MAN und VW. Ich weiß genau wie die das machen. Aber ich habe eher wenig Erfahrung was den Tuner Markt angeht und zweifle daher einiges an. Aber an sich bin ich wirklich sehr neugierig, was manche Lösungen für Tuner bieten können. Wie beispielsweise die oben genannten Steuergeräte.

Ich finde allgemein, dass das KS ganz cool für Tuner ist, aber physikalisch kann es keinesfalls Klopfen richtig erkennen, da man meiner Meinung nach weit weg vom Serienmotor ist und zur Erkennung der Klopfgrenze eine Zylinderdruckindizierung notwendig ist. Es ist aber aufgrund der üblichen Frequenzen ein Indiz für Klopfen.
Wichtig zu wissen ist, dass eine Klopferkennung mit Klopfsensor Klopfen nur passiv durch die Frequenz erkennt.
So und dass kann ich per Gehör ebenfalls. Also wie macht man das am günstigsten?

PS: Es ist Stand der Technik, dass man mit nur einem Klopfsensor alle 4 Zylinder überwachen kann. Es wird dabei nur die Frequenz zum ZOT überwacht.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Akita »

ein bekannter Tuner aus meiner Region hat Versuche mit den KS3/4 unternommen . Das Auto war abgestimmt für die Strasse inkl KS3/4 und erkannte kein klopfen oder was es halt melden kann , dass ganze war absolut Autobahn fest inkl. Dauervollgasfahren . Als das Auto auf der Rennstrecke war ging das ganze drei Runden gut und danach wurde vom KS3/4 Klopfen erkannt was auf der Strasse oder Prüfstand niemals der Fall war .Die Belastung auf einer Rennstrecke sind halt schon was ganz anderes wie jeder Prüfstand . Die Map wurde dann angepasst und danach passte alles . Das KS3/4 ist eine wahre Lebensversicherung für deinen Motor .
Last edited by Akita on 28.02.2020, 16:50, edited 1 time in total.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by geiserp »

Tuner_Wulf wrote:
27.02.2020, 17:34
Ich komme aus der Forschung, war 8 Jahre lang bei MAN und VW. Ich weiß genau wie die das machen. Aber ich habe eher wenig Erfahrung was den Tuner Markt angeht und zweifle daher einiges an. Aber an sich bin ich wirklich sehr neugierig, was manche Lösungen für Tuner
Das ist ein ganz anderer Ansatz. Die Motorenhersteller müssen Motoren bauen welchen in Millionen Autos weltweit für die unterschiedlichsten Bedingungen funktionieren müssen, sei es in der Wüste Gobi oder in Nordsibirien. Darauf wird der Motor wird aufwendigen Versuchen ausgelegt.

Der Tuner hingegen legt die Paramter so fest, dass es für den Motor und den Fahrer passt. Aktia hat ein gutes Beispiel genannt.
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Re: Workshop: Breitbandlambdasonde im NIStune implementieren

Post by Tuner_Wulf »

Ja da muss ich euch Recht geben. Das stimmt für unseren Fall. Ich sehe das ja auch sehr wissenschaftlich und vielleicht etwas zu scharf.
Naja also ich habe schon Lust das mal mit dem KS auszuprobieren. Aber ich möchte es auch mithören. Es ist schon ein stolzer Preis für das Hobby.
Aber wenn man das Signal vom Klopfsensor mithören möchte, muss es schon mit Bandpassfilter sein.
Also ich wollte da schon eher was fertiges. Versteht ihr...
Das Stetoskop wäre ja auch möglich, finde ich aber auch etwas lustig. Aber so stimme ich meine Zweitakter auch ab. Also via Gehör, Ich höre sofot wenn es klopft und nehme dann das Gas weg.
Nur mal am Rande, ich viesiere 400PS an und fahre in Allstedt driften.
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