Instrumenten Funktionsbeschreibungen

Im folgenden Abschnitt bekommen sie einen Überblick über die Funktion und Anzeigeinformationen der raid hp Zusatzinstrumente.


raid hp Öltemperaturanzeige

Die gemessene Öltemperatur zeigt die Temperatur an mit der die Pumpe das Öl zu den Lagerstellen fördert. An den Lagerstellen oder den Kolben- und Zylinderwandungen liegen erheblich höhere Temperaturen an. Es ist die Aufgabe des Öls sowohl die Schmierstellen zu versorgen als auch die Motorbauteile zu kühlen. Diese Aufgabe kann das Motoröl nur in einem bestimmten Temperaturbereich erfüllen. Er liegt bei 80 - 120°C im Bereich der Ölwanne oder vor dem Ölfilter. (Nur bei Fahrzeugen mit der Freigabe für HTHS Öle dürfen bei Einsatz eines solchen Öls die Öltemperaturen 150°C erreichen). Bei zu niedrigen Temperaturen ist die Schmierfähigkeit und die Pumpbarkeit beschränkt, bei zu hohen Temperaturen wird das Öl so dünnflüssig, das das Öl aus dem Schmierspalt herausgequetscht ohne die Lagerflächen hydrodynamisch zu trennen. Die Alterung des Motoröls nimmt am oberen Temperaturgrenzbereich überdurchnittlich zu, so wie auch bei hohem Anteil von Betriebszeit im Kurzstreckenbetrieb mit hoher Belastung durch Kondenswasser, Kraftstoff und Rußanteile. Besonders in Verbindung mit einer Öldruckanzeige erhält man eine Überwachung des Betriebszustands den Motors, die es erlaubt kritische Betriebszustände rechtzeitig zu erkennen und kapitale Motorschäden zu vermeiden. Das Zusammenspiel von Öldruck und Öltemperatur bei verschiedenen Betriebszuständen wird in der Montageanleitung zu unseren Öldruckinstrumenten beschrieben.


raid hp Öldruckanzeige

Der gemessene Öldruck zeigt den Druck an mit dem die Pumpe das Öl zu den Lagerstellen fördert. In den Lagerstellen ist bei Gleitlagern bedingt durch den hydrodynamischen Schmierspalt ein um vieles höherer Druck. Dieser hohe Öldruck sorgt dafür dass sich die drehenden Wellen nicht mit den ruhenden Lagerschalen berühren. Daher ist verständlich, das beim Starten bis zum Erreichen des notwendigen hydrodynamischen Lagerdrucks Reibung besteht, die zu einem Abrieb an Lager und Welle führt. Je schneller der Öldruck erreicht wird nach dem Start desto weniger Verschleiß ist die Folge. In der Praxis wird der maximale Öldruck durch ein Ventil begrenzt. Im Fahrbetrieb vor allem nach dem Kaltstart zeigt die Öldruckanzeige diesen möglichen Maximalwert. Bei normalem Fahrbetrieb fällt im Leerlauf die Anzeige ab. Wird ein Minimaldruck unterschritten leuchtet die Öldruckkontrollleuchte auf. Der zulässige Minimaldruck ist vom Motorhersteller ermittelt worden und unterscheidet sich von Typ zu Typ. Es ist also nicht sinnvoll einen universalen Öldruckgeber für ein Zusatzinstrument in einem Gehäuse mit einem Öldruckschalter zu kombinieren. Es wäre dann Zufall wenn der Öldruckschalter den passenden Wert hätte. Daher sind die Geber von RAID HP Öldruckinstrumenten nicht mit Öldruckschaltern versehen. Es werden T-Stücke, genannt Y-Adapter eingesetzt (eine Ende an den Motorblock, in die freien Enden werden der Serienöldruckschalter und der RAID HP Öldruckgeber eingeschraubt) oder eine Distanzstück (genannt Kombiadapter) zwischen Motorblock und Ölfilter in das der Geber für die RAID HP Öldruckanzeige und zusätzlich einen Öltemperaturanzeige eingeschraubt werden können. (Beides Y-Adapter oder Kombiadapter müssen je separat gekauft werden.) Fällt also der Öldruck im Leerlauf unter den zulässigen Minimaldruck ab so, dass die Öldruckkontrollleuchte eingeschaltet wird, ist dies nur unbedenklich nach einer scharfen Autobahnfahrt. Das Öl ist sehr heiß und damit dünnflüssiger, der Öldruck fällt stärker ab. (Das Öldruckinstrument wird daher idealer weise mit einer Öltemperaturanzeige ergänzt.) Wird die Drehzahl durch Gas geben erhöht, schnellt die Anzeige wieder auf einen höheren Wert. Nach dem Abkühlen des Motors und des Motoröls muss sich wieder der normale Betriebszustand einstellen. Bei schneller Kurvenfahrt ist kurzzeitiger Druckabfall ein Zeichen für zu niedrigen Ölstand (schnellstmöglich auffüllen. Der Druckabfall durch angesaugte Luft führt zu Verschleiß in den Lagern). Fällt bei konstanter Drehzahl, bei normaler Fahrt der Öldruck stark ab oder schwankt, so ist der Motor in Gefahr. Es gibt hierfür unterschiedliche Ursachen (Dampfblasenbildung durch kochende Wasseranteile im Öl, Defekt an der Ölpumpe oder am Druckbegrenzungsventil...). Fällt der Druck bei
Geradeausfahrt auf null ab, so ist der Motor sofort(!) abzustellen und die Ursache zu klären (vollständiger Ölverlust durch Leckage z.B. Ölfilterpatrone oder Ablassschraube gelöst oder Defekt/Totalausfall an der Ölpumpe, kapitaler Lagerschaden....). Wird dies rechtzeitig bemerkt mit Hilfe des Öldruckanzeigeinstrumentes, kann oft der kapitale Motorschaden vermieden werden.


raid hp Wassertemperaturanzeige

Das Kühlsystem eines Fahrzeuges dient dazu die überschüssige Wärme des Verbrennungsprozesses abzuführen. Diese Systeme sollen den Motor in einem optimalen Betriebszustand halten und auch dafür sorgen diesen Betriebszustand schnell zu erreichen. Ein Ausfall des Kühlsystems führt zur Überhitzung. In Folge dessen versagt das Schmiermittel, es tritt Fressen an Lagerstellen auf und/oder durch Abfall der Materialfestigkeit gibt es Verzug von Bauteilen wie z.B. der Zylinderköpfe. Die Folge ist immer ein kapitaler Motorschaden. Eine besondere Bedeutung erhält die Überwachung der Kühlwassertemperatur bei Gebirgsfahrten und bei Gespannbetrieb. Hier wird unter hoher Motorlast mit verminderter Fahrtwindkühlung gefahren. Eine erhöhte Kühlwassertemperatur kann gemildert werden durch ein Fahren in niedrigerem Gang mit höherer Drehzahl. Dadurch wird der Motor nicht so "gequält" und durch die höhere Drehzahl fördert die Wasserpumpe mehr.
Der Kühlkreislauf steht unter einem vom Motorhersteller festgelegten Überdruck. Dies führt dazu, dass die Siedetemperatur des Wassers deutlich über 100°C liegt. Bei Erreichen des Siedepunktes z.B. ca. 120°C öffnet das Überdruckventil im Kühlerverschluss und lässt den Dampf ab. (Andernfalls würden druckempfindliche Bauteile wie Kühler, Heizungskühler etc. platzen.) Wird trotzdem weiter gefahren, drohen die kapitalen Motorschäden wie oben beschrieben. Dies ist besonders kritisch, wenn aufgrund hoher Fahrgeschwindigkeit eine sofortiges Anhalten verkehrsbedingt nicht möglich ist.

Die mit dem Raid HP Anzeigeinstrument gemessene Wassertemperatur variiert, je nachdem wo der Geber sitzt. Es gibt den kleinen und den großem Kühlmittelkreislauf. Der kleine Kreislauf (für schnelles Erreichen der gewünschten Temperatur) besteht aus Motor-Wasserpumpe-Thermostat-Motor, der große Kreislauf Motor-Wasserpumpe-Thermostat-Wasserkühler-Motor. Die Anordnung der Reihenfolge unterscheidet sich je nach Motorhersteller. Der Heizungskühler ist im kleinen Kreislauf angeordnet. Der Thermostat regelt den Durchfluss zwischen kleinem und großem Kreislauf, er öffnet je nach Konstruktion zwischen 75 und 85°C. Erst ab ca. 95°C wird der elektrische Lüfter zugeschaltet. Moderne Fahrzeuge regeln elektronisch über das Motormanagement die Funktion des Thermostats, des Elektrolüfters und der Wasserpumpe. Bei diesen Fahrzeugen muss der Serientemperaturgeber weiter verwendet werden, es kommt die Montagemöglichkeit B) wie folgt zur Anwendung.


Der Temperaturgeber des raid hp Anzeigeinstruments (Gewinde 1/8 Zoll 27 NPT konisch) kann A) an Stelle des Serientemperaturgebers eingesetzt werden oder B) in den Schlauch im Zulauf zum Kühler mit Hilfe eines rohrförmigen Adapters. Der Temperaturgeber selber ist universell, die Adapterstücke passend zum Gewinde des Serientemperaturgebers und der rohrförmige Adapter (raid hp Adapter für Wassertemperatur Geber Montage) sind typspezifisch zum Fahrzeug und müssen daher separat bestellt werden.

Im Falle der Montage an Stelle des Serientemperaturgebers erfolgt die Anzeige schnell. Wird der Geber des RAID HP Anzeigeinstrumentes in die Zuleitung zum Kühler montiert kann man die Funktion des Thermostates überwachen. Man erkennt den Vorgang des Öffnens des Thermostates im Normalen Betrieb und das Zuschalten des Elektrolüfters. Wie oben beschrieben kann die Fahrweise bei Gebirgsfahrten/Gespannbetrieb der Belastung angepasst werden.


raid hp Lambdaanzeige

Die Abgasregelung in Verbindung mit einem Katalysator benötigt einen Sensor (Lambdasonde) für den Restgehalt an Sauerstoff im Abgasstrom. Nur in einem schmalen Bereich um den Wert "Lambda=1" (Luft zu Kraftstoffgemisch = 14,7 : 1) kann der Katalysator seine Funktion erfüllen. Sprungsonden liefern ein schwingendes Signal um den Mittelwert von 0,45Volt (entspricht Lambda=1). An den Schwingungen sieht man wie der Abgasstrom abweicht von Lambda=1 und mit Hilfe der Motorregelung wieder korrigiert wird. Genau diese Vorgänge werden mit der raid HP Lambdaanzeige sichtbar gemacht. In der Mitte des Anzeigebereiches der analogen raid hp Instrumente: "optimal" ist Lambda=1 und der Zeiger schwingt um diesen Wert. Bei unseren digitalen Anzeigen kann das Gemisch als wert 14,7 +/- der Abweichung abgelesen werden. Eine defekte Lambdasonde schwingt nicht mehr. Eine stark gealterte Sonde schwingt sehr träge. Die Lambdaregelung setzt erst bei betriebswarmer Sonde ein (ca. 600°C). Um den Zeitpunkt zu verkürzen und um die Sonde auf optimaler Betriebstemperatur zu halten, werden die Lambdasonden elektrisch beheizt. Unter Volllast schalten manche Fahrzeughersteller die Lambdaregelung ab um durch den Betrieb mit etwas Fetten Gemisch die volle Leistung zu erreichen. Weiterhin sind heute zwei und mehr Lambdasonden gebräuchlich. Die erste Lambdasonde nach dem Motor liefert die direkten Signale der Regelung. Die späteren Lambdasonden zeigen den Regelungserfolg hinter dem jeweiligen Katalysator an. Es können also unterschiedliche Anzeigekonzepte realisiert werden. Besonders interessant wird es, wenn man Tuningmaßnahmen am Motor durchgeführt hat. Man erkennt am Regelverhalten der Motorsteuerung, ob der Motor noch in der Lage ist Lambda=1 einzuregeln, d. h. dass die gesetzlichen Abgasanforderungen noch eingehalten werden. Man erhält auch Aussagen zum neuen Regelverhalten bei Volllast.


raid hp Ladedruckanzeige

Der Ladedruck ist ein Maß für die "Zwangsbeatmung" des Motors und steht in direkter Abhängigkeit zum Füllungsgrad der Zylinder und damit dem vom Fahrer geforderten Drehmoment des Motors. Je höher der Ladedruck, desto höher ist auch die thermische und mechanische Belastung in diesem Betriebszustand. Bei aufgeladenen Ottomotoren wird die Leistungsentfaltung durch einsetzende Selbstzündungen bzw. die Klopfregelung begrenzt. Der sportliche Fahrer kennt unter der Abhängigkeit von Drehzahl und Last den maximal möglichen Ladedruck. Er erkennt im jeweiligen Betriebszustand die Durchzugsreserven seines Motors. Um das Potential der Anzeige voll auszunutzen, empfiehlt sich ein Prüfstandslauf auf einem Leistungsmessstand oder es lassen sich im Fahrversuch die Zusammenhänge und Werte ermitteln. Der Fahrversuch mit einem direkt vergleichbaren Fahrzeug zeigt im Vergleich das Leistungsvermögen und den Zustand der jeweiligen Motoren und Ladedrucksysteme. Der Wechsel von einem Fahrzeug zum nächsten ist mit überschaubarem Aufwand verbunden. Liegt so gewonnene Praxis mit der Ladedruckanzeige vor, können ungewöhnliche Abweichungen / schwingende Anzeige bei Konstantfahrt etc. in der Ladedruckanzeige frühzeitige Warnsignale für beginnenden Wartungsbedarf oder Schäden sein. Im Leerlauf des Motors zeigt das Instrument je nach Motorkonstruktion einen Unterdruck an. Sollte diese Anzeige "schwingen" sind dies hinweise für ungleichmäßigen Motorlauf. Der Grund kann unter anderem ungleiches Ventilspiel, zu spät stehende Zündung oder ähnliches sein. Auch hier ist die Messung an einem vergleichbaren Fahrzeug aufschlussreich.


raid hp Abgastemperaturanzeige

Abgastemperaturmessgeräte (Exhaust Gas Temperature Gauges kurz EGT s) haben ihren Weg aus der Motorenentwicklung und dem langjährigen Serieneinsatz in Kolbenmotor angetriebenen Flugzeugen zum versierten PKW Fahrer gefunden. EGT s sind Standardinstrumente im Cockpit. Das "Leanen" in der Luftfahrt ist eine Fertigkeit die erlernt werden muss. Man magert im Betrieb das Gemisch des Motors ab um höchste Wirtschaftlichkeit zu erreichen oder stellt es so ein, dass maximale Leistung möglich ist. Die Einstellung des Gemisches ist direkt an der Abgastemperatur ablesbar. Wird das Gemisch abgemagert, bis zum unrunden Lauf des Motors, so erhöht sich die Abgastemperatur so weit, dass der Motor schweren Schaden nehmen kann. Auslassventilsitze werden undicht und der Zylinderkopf verzieht sich. Um dies zu vermeiden wird nach Erreichen des unrunden Motorlaufes wieder zurückgestellt in Richtung fett (dies führt zu einer Abnahme der Abgastemperatur um ca. 40°C, EGT s im Flugzeug sind z.B. mit Kennzeichnungen/Marken versehen für diese Temperaturen) Dies ist also eine Anwendung die im Bereich der Flugzeugtechnik seit Jahren etabliert ist. Im KFZ Bereich aber bisher nur einem kleinen Anwenderbereich in der Entwicklung vorbehalten. Nun ist die Verfügbarkeit im Tuning gegeben. Im Motorsport liegen die Aufgaben bei der Abstimmung und Überwachung der Tuningmaßnahmen. Weiterhin ist es ein wichtiges Messgerät um die Belastungsgrenzen des Motors zu erkennen und kapitale Schäden zu vermeiden. Bereits eine Zündeinstellung Richtung spät bewirkt einen deutlichen Temperaturanstieg mit den o.g. Folge. (Überhitzung...)

Der Anzeigebereich des Abgastemperaturinstrumentes endet bei 1200°C. Zur Erklärung: Die Brennraumtemperaturen liegen bei über 1900°C-2600°C (je nach Motorbauart/Verfahren). Die Abgastemperatur liegt bei Dieselmotoren-Direkteinspritzer bis zu 800°C. Bei Otto Saugmotoren bis zu 1050°C. Otto Turbolader (nur wenige Turbolader können 1050°C auch nur kurzzeitig ohne Schäden überstehen) werden auf niedrigere Abgastemperaturen ausgelegt. Bei 700°C hat der Stahlauslasskrümmer dunkle Rotglut, bei 1050°C fast die Gelbglut erreicht. Die Temperatursonde des raid HP Anzeigeinstrumentes ist Edelstahl ummantelt, auch diese glüht dann bereits in Gelbglut. An der Temperatursonde gemessene Temperaturen von über 800°C sollten also um Schaden an Motor und Temperatursonde zu vermeiden, nur kurzzeitig überschritten werden. Bei Aluminium liegen solche Werte deutlich niedriger: Aluminium (-Zylinderkopf) schmilzt bei ca. 650°C, aber bereits bei ca. 240°C verliert der Aluminiumzylinderkopf so stark seine Festigkeit, dass die maximal zulässige Bauteiltemperatur erreicht ist. Bei Aluminiumkolben liegen die Werte in derselben Größenordnung. Man erhält durch diese Aussagen einen Eindruck, was die Kühl- und Schmiersysteme leisten müssen.

Die Temperatursonde (Gewinde 1/8 Zoll NPT konisch) des raid hp Anzeigeinstruments sollte in den Auslasskrümmer in der Nähe zum Flansch zum Turbolader eingesetzt werden oder, wenn kein Turbolader verbaut, am Flansch vom Krümmer zum Auspuff. An dieser Stelle laufen alle Abgasströme zusammen und es ist ein Sicherheitsabstand mit ausreichend Abkühlung zum Brennraum vorhanden. Zur Befestigung der Temperatursonde muss dort ein Loch in den Stahlguß gebohrt werden und ein Gewinde geschnitten werden. Daher raten wir an dieser Stelle zu prüfen ob diese Arbeiten die eigenen Fähigkeiten überschreiten und eine erfahrene KFZ Werkstatt die Montage übernehmen sollte.


raid hp Drehzahlmesseranzeige

Die Drehzahlanzeige ist dem ambitionierten Autofahrer geläufig und wird als selbstverständliche Information im Fahrbetrieb erwartet. Es sei an dieser Stelle aber den Newcomern etwas gegönnt, und die Experten werden wegen der Basisinformation lächeln.
Der Verbrennungsmotor hat in Abhängigkeit von der Drehzahl nicht das gleiche Drehmoment. Das ist die Antriebs(dreh)kraft, die für die Überwindung der Fahrwiderstände, insbesondere für die Beschleunigung oder die Kraft, an der Steigung notwendig sind. Die Drehzahl mit dem maximalen Drehmoment gehört zu den wichtigen technischen Daten, genauso wie die Drehzahl mit der maximalen Leistung (Betriebsanleitung!). In der Praxis wird z.B. beim Beginn eines Überholvorgangs das Fahrzeug von der Drehzahl mit dem maximalen Drehmoment aus bis hin zur maximalen Leistung beschleunigt. Weicht man von diesem Vorgehen ab, so gehen wichtige Sekunden beim Überholvorgang verloren. Beim Schalten sollte danach die Drehzahl wieder in den Bereich des maximalen Drehmoments abfallen. So werden die Getriebeabstufungen in den höchsten Gängen ausgelegt. Die Motorcharakteristik zeigt sich hier deutlich. Ein drehmomentstarker Motor mit einer flachen Kurve (Drehmoment über Drehzahl) wird als "bullig" bezeichnet, der über einen breiten Drehzahlbereich ein starkes Beschleunigungsvermögen hat. Diese Fahrzeuge können "schaltfaul" gefahren werden. Hochdrehende sportliche Motoren haben einen schmalen Bereich zwischen maximalem Drehmoment und der maximalen Leistung, beides liegt am oberen Drehzahlende. Bei diesen Motoren ist "fleißiges Schalten" und ein hohes Drehzahlniveau Bedingung für einen sportlichen Fahrstil.

Ein weiterer Punkt ist die Wirtschaftlichkeit im Fahrbetrieb. Im Drehzahlbereich des maximalen Drehmoments kann im letzten Gang am wirtschaftlichsten mit hoher Geschwindigkeit gefahren werden. Der Motor hat hier den höchsten Verbrennungsdruck. Also: wirtschaftlichste Langstreckenfahrt bei hohem Tempo im Drehzahlbereich des maximalen Drehmoments. Bezogen auf die gefahrene Strecke ist es wirtschaftlicher, im letzten Gang die Fahrgeschwindigkeit unterhalb des maximalen Drehmomentes zu wählen. Das Tempo ist niedriger, das Beschleunigungsvermögen reduziert. (Es entscheidet jeder selbst, ob das noch Fahrspaß bedeutet....)
Es gibt dann noch zwei Drehzahlgrenzen für den Fahrspaß: unterhalb der Leerlaufdrehzahl droht das "Abwürgen" des Motors, oberhalb der maximal zulässigen Drehzahl (Betriebsanleitung) droht das Aus für den Motor, begleitet von einem "teuren" Geräusch. Sofern beim 4-Taktmotor die Ventile nicht zwangsgesteuert sind (desmodromische Steuerung), gerät der Ventiltrieb in Resonanz und öffnet so unkontrolliert, so dass ein sich öffnendes Ventil auf einen sich entgegen bewegenden Kolben schlägt (egal ob im Fahrbetrieb unter Last oder ohne Last bei stehendem Fahrzeug). Oder Kurbelwellen und Nockenwellen sind elastisch und geraten auch in Biege- und Torsionsschwingungen (nur unter Last). Die Lager sind nicht für die Biegung ausgelegt und fressen oder die Wellen brechen. Nach dem "teuren Geräusch" kann der zerlegte Motor seine Schwachstelle zeigen. Umgegehrt heißt dies, dass solides Motortuning z. B. bei Erhöhen der Drehzahl mit der maximalen Leistung mechanische Schwachstellen vorher verbessern muss. Andernfalls spricht der Techniker nicht mehr von Dauerfestigkeit...

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