Stacked V8 mechanische Einspritzung

Stacked

Das erste was man verstehen sollte ist, dass mechanische Direkteinspritzung wie Hilborn, Enderle, Crower und Co. Grundsätzlich nicht für den Straßenbetrieb konzipiert sind.

Alle diese Einspritzsysteme sind sehr ähnlich gebaut und nur für einen Einsatz konzipiert: „RACING“. Allerdings ist es durchaus möglich diese Systeme auch so abzustimmen, dass ein „normaler“ Straßenbetrieb mit Leerlauf und weichem Teillastbetrieb durchaus möglich ist. Also keine Angst vor stumpfer Dinosaurier -Technik aus den Zeiten wo Steve McQueen noch am Lenkrad saß.

Generell sind die einfach gebauten Systeme zum Tuning geradezu ideal. Wer allerdings denkt er könne einfach eine Einspritzung kaufen, auf sein Auto bauen und losfahren, der irrt. Ohne komplettes Setup läuft es nicht. Die Systeme sind allesamt ähnlich aufgebaut und einfacher abzustimmen als ein Vergaser. Aber halt! Wer macht den aktuell wirklich eine Vergaserabstimmung ? Ups… I habe vergessen das über 90% der laufenden Kisten mit einem „out of the Box“ Setup durch die Landschaft äumeln. Die Devise „Edelbrock 600er drauf und los“ ist ja in der Szene leider weit verbreitet. Und wenn es dann schwarz hinten qualmt kauft man sich halt ‘nen 500er und betet zum “Gott der ununterbrochenen Beschleunigung”, dass es dann besser passt. Ich persönlich finde das langweilig und schraube gern mal einen Vergaser auseinander, nur um zu schauen, ob auch alles an der richtigen Stelle ist.
Aber Vergaserabstimmung machen wir dann ein anderes mal. Jetzt ist FUELSYSTEM-TIME.

Schauen wir hier also mal wie so ein System funktioniert und wie wir es für den Alltag einstellen und auch langfristig am Laufen halten. Da es sich bei dem Motor aus diesem Artikel auch um mein erstes Projekt gehandelt hat, habe ich mir Unterstützung von meinen imperialistischen Freunden aus den USA geholt. JR von RBS und Mike von Alkydigger haben mir beim Startsetup sehr geholfen. Des Weiteren habe ich mit einigen Fahrern gesprochen, die das System tatsächlich auf Ihren Autos tagtäglich fahren.

Sie haben mir alle berichtet, dass es alleine schwierig ist ein funktionierendes Startsetup zusammenzubringen. Doch letztendlich haben es die Jungs alle so hinbekommen, dass egal mit welchem Sprit (Benzin, E85, Alkohol) ihre Autos starten, cruisen und stoppen wie ein Vergaser-Auto und dies auch noch mit sauberem Leerlauf und einer Beschleunigung wie sonst nur bei aufgeladenen Motoren. Sie laufen, und sie laufen super!

Als erstes muss man jedoch verstehen wie das Ganze funktioniert. Ein mechanisches Fuelsystem arbeitet komplett andersherum als ein Vergaser. Ein Vergaser arbeitet durch das anliegende Vacuum und Benzin / Luft werden quasi herausgelutscht. Ein Fuelsystem arbeitet mit Druck und spritzt Benzin zur angesaugten Luft hinzu.

Wenn bei einem Vergaser ein gewisser Sog entsteht, wird eine entsprechende Menge an Gemisch aus den Düsen gesogen. Je mehr Strömung desto mehr Gemisch. Dies funktioniert bei einem Vergaser recht gut, abgesehen von einigen Hilfssystemen wie Beschleunigerpumpe und Leerlaufanreicherung und so weiter, die alle Schwankungen in der Fuelcurve ausgleichen müssen. Für eine low-performance-engine für die Oma zum Einkaufen ist das eine super Lösung.

Was aber wenn man richtig Power haben möchte? So richtig Drehzahl mit einer Nockenwelle die einem im Leerlauf die dritten Zähne lose vibriert und gefrästen großen Intakeports die man als Asylantenheime vermieten könnte?! Dann braucht man einfach viele große Vergaser…
Oder man nimmt einfach ein schönes mechanisches Fuelsystem. Ja richtig! Für einen 178 DIN PS V8 Motor ist die ganze Aktion komplett überflüssig. Hat der kleine fucking Small Block aber 500 echte Pferdchen macht die Sache absolut Sinn.

Wenn also das aktuelle Benzinvernichtungssystem im Auto schon Fächerkrümmer, gute Köpfe und ‘nen anständigen Lockenwickler in sich trägt, macht ein Einzeldrosselklappen-Mechanik-Einspritzer total Sinn. Und hübsch aussehen tut’s auch noch.

Jeder Motor hat seine spezielle „Fuel-Curve“. Also bei welcher Drehzahl wieviel Gemisch anstehen muss. Jede Drehzahl braucht also einen passenden Anteil an Benzin zu der gerade durch die Kanäle tobenden Luft. Ein auf Benzin abgestimmtes System liefert stumpf zu 14 Teilen Luft und einem Teil Benzin, den Elektrischen unter euch auch als Lambda bekannt. Bei einem Vergaser ist der Luft- / Benzin-Anteil statisch bei Vollast abgestimmt und somit nicht immer im korrekten Verhältnis und vor allem durch die max. Flowrate schnell begrenzt. Das Benzin muss hier aus dem Vergaser gesogen werden.

Zusammengefasst, es muss also gewährleistet werden, dass zu der Fuelcurve des Motors bei jeder Drehzahl die passende Benzinmenge zur konsumierten Luft eingespritzt wird.

Nun fahren wir aber gerade zwischen 2000 und 6000 RPM nicht immer Vollgas. Bei einem Vergaser wird die Menge an Gemisch durch den anliegenden Sog und die Drosselklappenstellung geregelt.
Da wir aber einspritzen geht das so nicht. Der Brennstoff wird einfach über die Düsen unterhalb der Drosselklappen eingespritzt. Hierbei muss der Öffnungswinkel und die Drehzahl des Motors als Referenz für die eingespritzte Benzinmenge herhalten.

Hillborn

Grundsätzlich arbeitet ein mechanisches Einspritzsystem der Marke Hillborn und Co. nach dem Leakdown-Prinzip. Eine mechanische Benzinpumpe fördert ein Volumen an Benzin mit einem definierten Systemdruck in das System. Die Pumpen laufen meist auf Nockenwellendrehzahl und werden direkt über einen Zahnriemen angetrieben. Somit pumpt diese eine drehzahlabhängige Menge an Benzin zum System. Dabei wird Druck und Volumen soweit bemessen, dass defacto 20-30% mehr Menge gefördert wird, als für die anliegende Drehzahl benötigt werden würde, wenn der Motor Vollgas bekäme.

Geregelt wird dann je nach System mit kleinen Ventilen die den Systemdruck erst einmal auf einen Nennwert senken, damit der Motor nicht gleich komplett ertränkt wird. Dabei werden kleine Messingventile und ein Regelblock verwendet. Das erste Bypassventil (PRIMARY BY-PASS VALVE) öffnet einfach bei maximalem Systemdruck und kippt das überflüssige Benzin gleich vor dem Absperrhahn wieder in den Tank zurück. Ein zweites „HI-SPEED-VALVE“ sorgt für eine zweite Sicherung, damit bei hohen Drehzahlen kein Überdruck entsteht. Eine dritte Leitung schafft den „geregelten“ Rest dann durch das „SHUT-OFF-VALVE“ zu dem sogenannten „METERING VALVE“ dort wird in Abhängigkeit zum Drosselklappenwinkel dann der Sprit zu den Düsen geleitet. Dieses Ventil ist mit dem Gasgestänge verbunden und regelt so praktisch das Grundverhältnis des Benzin-Luft-Gemisches. Bei einigen Systemen ist dort auch noch ein Überdruckventil (SECONDARY BY-PASS VALVE) eingebaut, welches ebenfalls als Bypass eine Überschussmenge an Benzin wieder in den Tank zurückschickt. Wie man sieht, also eine ganz einfache Sache.

SETUP

Funktion
Funktionsdiagramm Hilborne

Zunächst errechnet man den maximalen Benzinbedarf für die Motorkombination. Damit wird die Benzinpumpe auf den entsprechenden Wert kalibriert. Dann schaut man sich den Leakdown des Metering Blockes an. Der sollte im Leerlauf bei Benzinmotoren ca. 15 -10% liegen. Achtung je nach Leakdowntester geht die Anzeige auch mal auf 85 – 90%. Kontrollieren kann man einfach indem man beim Test die Drosselklappe aufreißt. Bei „normal“ gepolten Testern wird der Leakdown (Verlust) in Richtung Vollgas größer. Dann muss man sich für einen Düsendurchmesser der Einzeldüsen entscheiden. Achtung hier kann auch evtl. auftretende Ungleichheit der einzelnen Zylinder bei der Verbrennung gesteuert werden. Beim Chevy Small Block sind das in der Regel die beiden Zylinder 5 und 7. Sind diese Punkte dann sauber berechnet kommt der Systemdruck auf die Liste. Durch eine kleine Düse im „Primary BY-PASS VALVE“ kann der Druck geregelt werden.
Das läuft ebenfalls gegenläufig zur Vergaserabstimmung. Je größer das Loch in der Düse um so „magerer“ wird das Gemisch. Während bei den anderen BY-PASS-Ventilen eine Kugel mit einer Feder die Regulation übernimmt, so ist bei dem PRIMARY die kleine Düse noch zusätzlich im Spiel. Normal wird das Ventil geschlossen gehalten bis ein gewisser Druck erreicht ist, der die Kugel von der Öffnung wegdrückt und damit den Druck im System reguliert. Bei dem PRIMARY ist die sogenannte „PILLE“ darüber hinaus in der Lage die Menge um einen bestimmten Wert zu reduzieren. Dort wird mit einem bemessenen Querschnitt einfach Menge aus dem System zurück in den Tank geleitet.

Leitung 1 … zurück zum Tank, Leitung 2 …zurück zum Tank, Leitung 4 … zurück zum Tank.
Schon wieder in den Tank zurück?

Wow bleibt dann überhaupt noch was für den Motor übrig?
Ja! Und wenn alles richtig abgestimmt ist, sogar mehr und besser als bei jedem Vergaser.

Wenn jetzt alles richtig angeschlossen und berechnet ist, kann es losgehen. Aber halt! Wie läuft das dann mit Kaltstart und sowas…?

Kaltstart und Teillast werden überbewertet … einfach mit einer anderen „Pille“ das Gesamtsetup fetter drehen und los geht’s. Ach nein?! Da die Systeme keine Beschleunigerpumpe haben ist ein Kaltstartversuch mit Gas – zweimal pumpen leider komplett sinnlos. Dafür kann man aber bei abgestelltem Motor auf dem Gaspedal rumtreten wie ein Irrer (würde bei einem Vergasermotor die komplette Ansaugspinne fluten) ohne dass auch nur ein Tropfen Benzin das Plenum erreicht.

Kaltstart bedeutet :

Frauchen herzitieren dass sie brav auf Papas Position Platz nimmt. Dann Nuckelfläschchen der nörgelnden Brut auf dem Rücksitz entreißen, Kofferraum aufmachen, Nuckelflasche mit Benzin aus dem Reservekanister befüllen, dann Motorhaube aufmachen (nur wenn nicht sowieso ein Loch drin ist) und schön gemütlich jede einzelne Trompete mit einem Schluck Benzin aus den Fläschchen vollkippen. Dann eben noch die aktuelle „Pille“ am Fuelsystem gegen eine aus der Sammlung in der Hosentasche mit kleinerem Loch tauschen (weniger ist mehr) und Frauchen das Signal geben, das Triebwerk zu starten.
Na, wenn das nicht was wert ist. Die Show allein ist schon einen Umbau auf Einzeldrosselklappen-Einspritzung wert. Und weitere Vorteile sind:

1. Schnell noch Magnetzündung eingebaut und das Teil fährt auch nach einem Atomkrieg – wo alle Elektronik in den Schrott kommt.

2. Abstimmung fett und mager ganz einfach mit Pille und 3/8 Schraubenschlüssel am Metering Valve.

3. Unglaubliche Leistungsausbeute durch sehr gute Fördermenge.

4. Unkaputtbar, so stumpf dass mit etwas WD40 das Ding ewig hält

5. Kultfaktor 100% plus x

Grundsätzlich laufen die Straßenautos mit so einem Fuelsystem immer auf der fetten Seite. Mit etwas Übung bekommt man ein Gefühl welche „PILLE“ heute die richtige ist. Wenn das Setup passt, kann es sogar passieren das der Motor wenn er warm ist auch ohne primern (die Aktion mit der Nuckelflasche) startet.
Sollte doch ein Magerruckeln auftreten, ist in 99.9% der Fälle das System einfach zu mager abgestimmt. Der Teillastbereich wird einfach mit Überfett übergangen. Ignoranz ist Trumpf.

So Jungs nun mal ran, Vergaser ist gestern, vorgestern war Stacked…oder Heute oder Morgen…

Benzinanschluss

Benzinanschluss

Vor und Rücklaufleitung am System

Auf dem Prüfstand

Auf dem Prüfstand

Motor fertig zum ersten Testlauf

Anschlussleitungen vorbereitet

Anschlussleitungen vorbereitet

Leitungen zum Benzintank werden geprüft und verlegt.

Frontansicht Prüfstand

Frontansicht Prüfstand

Prüfstand von Vorne.

Benzinpumpen Antrieb

Benzinpumpen Antrieb

Zusammenbau des Benzinpumpen-Antriebs. Die Einheit wird anschließend an der Kurbelwelle montiert.

Fuelsystem

Fuelsystem

Das Fuelsystem wird für die Montage auf den Motor vorbereitet.

Fuelsystem auf dem Motor montiert

Fuelsystem auf dem Motor montiert

Auf dem Motor montiert und angeschlossen.

Eine schöne Aussicht

Eine schöne Aussicht

Da wo beim Chevy normal der Thermostat ist, sitzt hier die Kurbelwellen-Entlüftung. Also bitte kein Wasser einfüllen!

Der Prüfstand wartet

Der Prüfstand wartet

Stacked Side

Stacked Side

Stacked

Stacked

Im Fahrzeug eingebaut

Im Fahrzeug eingebaut

Im Fahrzeug eingebaut

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