V8 Vergaser Tuning. Wenn der originale Vergaser versagt, wird gern mal ein Zubehör Vergaser installiert. Warum das aber nicht wirklich die optimale Lösung ist und wie man die auftretenden Probleme lösen kann, schreibe ich hier in diesem Tutorial.
Der Unterschied zum Original US V8 Vergaser
Warum verändern sich Motorleistung, Verbrauch und andere Eigenschaften, wenn ich auf einen Zubehör-Vergaser wechsel?
Nun, wie sich ja schon im Angebot der Vergaser ablesen lässt, sind diese unterschiedlich in der Größe. Gemessen wird hier in CFM also Cubic Feet per Minute. Diese durch das Gehäuse vorgegebene Größe gibt den maximal möglichen Durchfluss bei komplett offenen Drosselklappen an.
Als Richtschnur ist das schon mal nicht verkehrt. War der alte Vergaser ab Werk zum Beispiel mit 300 CFM angegeben, so macht es kaum Sinn einen neuen Vergaser mit 600CFM auf den sonst unveränderten Motor zu bauen.
Allerdings ist dieser Wert bei den originalen Vergasern meist etwas genauer auf den Motor abgestimmt. So sind viele MV4 Quadrajet Vergaser, die werkseitig auf einem 350er Chevrolet V8 sitzen, gerne mal mit 750 CFM oder sogar noch größer bezeichnet. Wie kann das sein?
Zu Großer US V8 Vergaser geht nicht?
Abgesehen von dem Beschleuniger pumpen zieht ein Motor tatsächlich “nur” was er auch konsumieren kann. Das ist Motortechnisch zwar korrekt, jedoch bei einem “normalen” Nockenwellenprofil haben wir einen gesteuerten Luftstrom der eben auch den entsprechend benötigten Benzinanteil mitführen soll.
Daher gilt dabei das Venturi-Prizip für die Steuerung des Luftstroms. Also je kleiner das Loch, um so “schneller” der Luftstrom. Diesen Effekt hat der ein oder andere bestimmt schon bemerkt. Die Reaktion auf den Gasstoß ist bei einem größeren Vergaser mit unter etwas verzögert. Dieses Phänomen nennt mann “Trottle-Response” .
In der Praxis haben wir also mit einem größeren Vergaser ein schlechtes ansprechverhalten. Dazu kommt noch die Eigenschaft, dass einige Werkseitige Vergaser noch über “kleinere” Primär-Klappen verfügen. Genau mit diesem Trick wurden zum Beispiel die großen Quadrajet-Vergaser konstruktiv auf diese Eigenschaft gebracht. Die kleineren Klappen verbessern die “Trottle-Response” und der maximal Flow kann größer sein. Square Bore und Spread Bore, hier nochmal genau erklärt.
Warum also nun den US V8 Vergaser Tunen?
Grundsätzlich läuft der V8 Motor auch mit dem Zubehör Vergaser. Wie aber schon geschrieben, werden folgende Bereiche im “Serien Setup” nur als Mittelwert getroffen.
- Leerlaufgemisch (Ist meistens auf der zu fetten Seite, kann aber mit den Schrauben reguliert werden)
- Teillastbereich (Ist auch hier ab Werk eher etwas zu Fett abgestimmt…schwarze Flecken auf dem Garagenboden und Kerzenbild schwarz)
- Vollastberech (Auch hier meist nur in etwa passend zu dem was die Motoren können)
Warum also ab Werk zu Fett? Nun ein Motor der im AFR 12-14 läuft geht nicht so schnell kaputt. Abmagern kann viele Probleme erzeugen. Würde Edelbrock andere Werkssetups verkaufen, wären die Kunden nicht zufrieden. Hier ist man einfach auf nummer sicher gegangen.
V8 Vergaser Tuning – Grundsätzliche Funktion
Der 4-Takt-Ottomotor verbrennt ein Gemisch aus LUFT und KRAFTSTOFF. Die Luft wird durch die Betätigung des Gashebels durch den Fahrer gesteuert. Der Kraftstoff wird durch den Vergaser mit der einströmenden Luft vermischt. Das Verhältnis von LUFT zu KRAFTSTOFF ist das LUFT/KRAFTSTOFF-Verhältnis (Air/Fuel). Dies ist ein Verhältnis nach GEWICHT; Wenn 12 Gram Luft mit 1 Gram Kraftstoff kombiniert werden, beträgt das A/F-Verhältnis 12:1, oder häufiger A/F = 12. Trotz der enormen Vielfalt an Motorkonstruktionen haben praktisch alle Motoren (Viertaktmotoren mit Fremdzündung) sehr ähnliche Anforderungen an das Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Für vollständig aufgewärmte Motoren beträgt der A/F-Bereich wie folgt:
Luft- Benzin Verhältnis
- 5 GRENZE FÜR EINE FUNKTIONIERENDE VERBRENNUNG: Die Verbrennung ist schwach/unregelmäßig.
- 6-9 EXTREM FETT: Schwarzer Rauch und geringe Leistung.
- 10-11 SEHR FETT: Einige aufgeladene Motoren laufen in diesem Bereich mit voller Leistung. Hier wird mit zu viel Benzin gekühlt.
- 12-13 FETT: Bestes Luft-/Kraftstoffverhältnis bei maximal Leistung unter Vollgas.
- 14-15 CHEMISCH IDEAL: Bei 14,6 liegt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim theoretisch idealen Verhältnis ohne überschüssigen Kraftstoff oder Sauerstoff nach der Verbrennung. Teilweise gute A/F Rate für Tempomat und leichte bis mäßige Beschleunigung.
- 16-17 LEAN: Bestes wirtschaftliches A/F-Verhältnis. Grenzwert für Teillastfahrbarkeit (Benzinspar-Setup kann evtl. etwas Ruckeln).
- 18-19 SEHR MAGER: Übliche Magergrenze (Ruckelt und zieht nicht mehr richtig).
- 20-25 MAGERVERBRENNUNGSGRENZE: Variiert je nach Motor und System. Kann Klingeln und Knallen verursachen. Motorschaden ist möglich.
Das optimale Luft/Benzin (A/F) Verhältnis
Obwohl Motoren irgendwo zwischen 5 und 25 A/F laufen, ist der Bereich für eine ordentliche Abstimmung bei einen nicht aufgeladenen Motor ziemlich eng.
Das optimale A/F-Verhältnis beträgt etwa 12,5 für den WOT(Vollgas) und 14,0-15,5 bei Teillast.
Ein Zwischenwert von etwa 13,5–14,0 wird normalerweise für mittlere Leistung (nicht WOT-Beschleunigung) empfohlen.
Ein guter Richtwert ist ca. 13.5 im Leerlauf 12.5-13.0 beim Cruisen und 11.5 bei Vollgas.
V8 Vergaser Tuning – Welche Möglichkeiten zum Tunen habe ich?
Der Edelbrock-Vergaser verfügt über drei (3) Grundsysteme zur Dosierung Kraftstoff zum Motor: Das Leerlaufsystem, das Primärhauptsystem und das Sekundäre Hauptsystem. Um den Vergaser Abstimmen zu können, sollte man sich mit der Funktionsweise genauer befassen.
- Leerlauf (kann leicht über die Schraube eingestellt werden)
- Leerlauf CO (Ebenso leicht über die beiden Schrauben zu korrigieren)
- Kaltstart (Ist schon etwas mehr Arbeit, geht aber auch über die Schrauben und die “DOSE” an der Seite)
- Beschleuniger Pumpe
- Grundbedüsung Primär (Ist nur auf einen Mittelwert ausgerichtet)
- Grundbedüsung Sekundär (Ebenfalls eher zu Fett voreingestellt)
- Teillastbereich Startpunkt (Wird über die Feder geregelt)
- Teillastbereich Menge (ebenfalls meist zu fett)
V8 Vergaser Tuning – Leerlauf und Leerlauf C0 Einstellen
Diese “Grundeinstellung” habe ich bereits in einem anderen Beitrag geschrieben. Grundeinstellung Edelbrock-Vergaser – Für US V8 Motoren
Das Leerlaufsystem liefert 100 % des Leerlaufkraftstoffs. Es liefert auch den Kraftstoff bei Drosselklappenstellungen außerhalb des Leerlaufs. Die Leerlaufeinstellung ist entscheidend für einen gleichmäßigen Leerlauf, die richtige Drehzahl und einen sanften Übergang in den Teillastbetrieb.
Zwar beeinflusst die Leerlaufstellung den Gesamtbetrieb aber rein technisch wirkt Sie ab ca. 1200 RPM nicht mehr auf die anderen Systeme.
Die aktuelle Schraubenstellung der beiden CO- Schrauben und auch die Anzahl der Umdrehungen für die Leerlaufdrehzahl-Schraube, lassen schon einen Rückschluss auf die Hauptbedüsung und Vergasergröße zu.
V8 Vergaser Tuning – Funktionsprinzip
Verteilung
Der Kraftstoff wird durch das Leerlaufsystem (Abbildung oben IDLE SYSTEM) durch den Ansaugkrümmerunterdruck angesaugt, der am Leerlaufschraubenanschluss (8) und am Transferschlitz (7) übertragen wird. Der Kraftstoff in der Schwimmerkammer fließt durch die primäre Hauptdüse und die Drossel des Dosierstabs (1) in den primären Schacht (2).
Leerlaufsystem
Der Kraftstoff für das Leerlaufsystem wird durch die Drossel am Ende der Leerlaufdüse (3) angesaugt – ein Messingrohr – und strömt hinauf zur der ersten Leerlaufluftentlüftung (4) – einer Messingdrossel – wo Luft mit dem flüssigen Kraftstoff vermischt wird.
Die emulgierte Luft und der Kraftstoff werden dann durch den Leerlaufkanalbegrenzer (5) angesaugt – ein gebohrter Kanal, der dazu dient, die Geschwindigkeit von Luft und Kraftstoff zu erhöhen und so eine bessere Vermischung zu fördern. Der emulgierte Kraftstoff wird aus dem Leerlaufkanal abgeführt. Der Drossel wird am 2. Leerlaufluftablass (6) – einem gebohrten Loch – zusätzliche Luft hinzugefügt und die stark belüftete Mischung bewegt sich dann durch die Kanäle im Hauptgehäuse zum Transferschlitz (7) und Leerlaufschraubenanschluss (8). Der Transferschlitz (7) ist bei geschlossener rosselklappe eine große Entlüftungsöffnung, bei geöffneter Drosselklappe ist der Schlitz jedoch dem Krümmervakuum ausgesetzt wird zur Auslassöffnung für den Kraftstoff des Leerlaufsystems. Der Leerlauf-Schraubanschluss ist eine variable Entladungsbegrenzung, die vom Motortuner angepasst wird, um das gewünschte A/F-Verhältnis im Leerlauf des Motors zu erreichen.
Kaltstart
Da einige Edelbrock-Vergaser ausführungen diese Funktion nur “rudimentär” haben, werde ich darauf ein anderes mal eingehen. Hier beschreibe ich die Abstimmung bei Betriebswarmen Motor.
V8 Vergaser Tuning – Grundbedüsung Primär-System
Das primäre Hauptsystem liefert einen zunehmenden Prozentsatz des Kraftstoffs, wenn die Drosselklappenposition sich erweitert (Phasenüberschreitung gegenüber dem Leerlaufsystem) und variiert die Kraftstoffzufuhr als Reaktion auf Luftstrom und Krümmervakuum. Durch den Druckabfall wird Kraftstoff durch das Hauptsystem (Abbildung 3) gesaugt. Dies geschieht, wenn die Geschwindigkeit der einströmenden Luft zunimmt. Das läuft über die reduzierten Halsbereiche am Hauptventuri (1) und am Boost Venturi (2). Dieser Druckabfall (oder Sog) wird durch die Düse (3) , weitergeleitet in das System – ein Messingrohr, das ins Innere vom Booster-Venturi (2) mündet. Der Kraftstoff muss die Drosselstelle zwischen der Hauptdüse (4) und dem Dosierstab (5) passieren. Die Stange steck in der Düse und reduziert so das Volumen, das für den Kraftstofffluss zur Verfügung steht.
WICHTIG:
Wenn der Durchmesser der Stange größer wird, dann ist der Kraftstofffluss durch die Düse stärker eingeschränkt als bei
einer Stange mit kleinem Durchmesser.
Nach der Stange und der Düse gelangt der Kraftstoff in den Primärschacht und wird über die Innenseite des Primärbrunnenrohrs (6) angesaugt. Manchmal wird diese Röhre auch Emulsionsröhre genannt.
Dabei wird der Kraftstoff mit der eintretenden Luft über eine Reihe kleiner Löcher ins Innere in der Röhre vermisch. Die Luft wird durch die Hauptbrunnenentlüftung (7) an der Oberseite des Hauptbrunnens zugeführt. Die Luft/Kraftstoff Mischung tritt oben aus dem Hauptbrunnen in einen Durchgang aus und wird an der Düse (3) in das Booster-Venturi (2) abgegeben.
Folgende Bedüsung sollte ab Werk eingebaut sein:
V8 Vergaser Tuning -Wo bin ich überhaupt?
Grundsätzlich ist die Einschätzung ob der Motor aktuell zu fett oder zu mager ist nicht so einfach. Es gibt Effekte die sind an beiden Seiten fast identisch.
Hinweise über schwarze Flecken auf dem Garagenboden sind da aber eher aus der Abteilung Kaffesatz lesen.
Schwarzer Rauch beim Gasgeben oder komplett schwarze Zündkerzen sind schon mal ein guter Hinweis auf “zu fett”, was im übrigen öfter der Fall sein kann. Ebenso steckt in der Leerlaufabstimmung auch gerne mal ein Hinweis auf das aktuelle Setup.
Muss man für die korrekte Einstellung der beiden CO Schrauben diese mehr als 2.5 Umdrehungen herausdrehen, ist dies ein Hinweis auf eine zu magere Grundbedüsung. Sind die Schrauben nur 0.5 bis 1 mal herraus gedreht, haben wir es etwas zu fett.
Optimale Testumgebung
Um die Abstimmung zu beschleunigen, empfehle ich eine Lambdasonde mit Anzeige in das Fahrzeug einzubauen. Damit können die AFR Werte korrekt abgelesen werden und die Abstimmung wir schon etwas einfacher weil man einfach mal weiss wo man gerade ist.
Es gibt solche Anzeigen bereits mit Lambdasonde für unter 50.-€ bei Amazon / Ebay oder natürlich bei der www.carpartsagency.de. Dazu braucht man nur ein Loch in den Auspuff bohren. Idealerweise sollte sich die Sonde ca. 60cm stromabwärts der Zylinderkopfauslässe befinden.
Power Mode – Teillastbereich
Wie oben schon beschrieben ist der erste Punkt der Teillastberech. Hier wird einfach der Übergang durch die verbaute Feder Vakuumabhängig gesteuert.
Grundsätzlich kann der “Auslösepunkt” für das umschalten von Teillast auf Vollast über eine messung mit einer Vakuumuhr geprüft werden. Edelbrock bietet hier insgesamt fünf verschiedene Federn für diesen Schritt.
Die Auswahl der richtigen Feder
Generell kann einfach der Vakuumwert im Leerlauf als Referenz genommen werden. Hat der Motor zum Beispiel 12 Hg Vakuum im Leerlauf so sind die beiden Federn Yellow und Organge(Original Setup) interessant. Richtline ist hier der halbe Hg Wert. Hat der Motor nun ein “Loch” bei Halbgas , so kann die stärkere Feder diesen Effekt verhindern, indem die Feder schneller auf den Powermode umschaltet.
Die Funktion arbeitet also so, dass im Leerlauf bei vollem Vakuum (12Hg) die Nadel in der Düse steckt und nur der verbleibende Zwischenraum platz für Benzin lässt. Öffnet sich nun die Drosselklappe sinkt das Vakuum und die Federkraft zieht die Nadel aus der Düse und lässt dabei durch die sich vergrössernde Öffnung mehr Benzin hindurch. So “fettet” das System das Gemisch entsprechend an.
Das Verhältnis ist wie folgt:
Schwache Feder hält länger gegen das Vakuum und bleibt damit länger im Teillast.
Starke Feder gibt den PowerMode früher frei, weil Sie stärker gegen das Vakuum kämpft und gibt den Vollastbereich früher frei.
Passen die Werte zwischen Teillast und PowerMode absolut nicht, muss das Rod / Jet Setup angepasst werden.
Calibration Reference Chart
Für die bessere orientierung hat die Firma Edelbrock im Handbuch für jeden Vergasertype eine Reference Chart veröffentlicht.
Wie man mit dieser Chart sein Setup findet, erkläre ich hier am Beispiel für den 1403/1404 Vergaser:
Wähle die Kombination aus Cruise und Powermode aus der Tabelle
Mal angenommen ich finde das mein Fahrzeug im “Cruise Mode” etwas zu fett [STAGE1 4%] und im Power Mode [2 stages Lean 8%] etwas zu mager ist. Dann wäre ich nach der Tabelle dem Punkt 16 und 17 am Nächsten und würde Düsen und Nadel des Primärsystems entsprechend der Tabelle ändern.
Da ich im Auslieferungszustand bei Punk 1 bin, würde ich als Test den Punkt 17 versuchen um in meinen Zielbereich zu gelangen.
Nummer 1 ist also Hauptdüse 1423 in Kombi mit Nadel Nummer 1460, das ist das Werkseitige Setup bei auslieferung des Vergaser.
Für das Setup Nummer 17 Hauptdüse Nummer 1422 und Nadel Nummer 1437 muss also beides gewechselt werden.
Würde ich mich für Setup Nummer 18 entscheiden, wäre ein reiner Nadeltausch absolut ausreichend und ich müsste den Vergaserdeckel nicht abnehmen um an die Hauptdüse zu gelangen.
Düsen der 2. Stufe
Der Vollastbereich kann einfach wie folgt angepasst werden:
Wie genau der Düsentausch funktioniert, erkläre ich hier in diesem Video
Hier noch die original Anleitung mit weiteren Charts von der Firma Edelbrock: