Monthly Archives: May 2007

Poeleintrag: 2000 km Vorsicht

Inzwischen wurden ca. 2000 km seit dem letzten Ölwechsel zurückgelegt. 1000 km im Dieselbetrieb; den Rest nofossil. Was kam raus?

Diese 2000 km wurden primär im Langstreckenbetrieb mit sehr vorsichtigem Spülen z. T. 30 km vor dem Ziel zurückgelegt. Insofern kann nach besten Wissen und Gewissen ein Pöleintrag ausgeschlossen werden.

Für das vorige Wechselintervall ergab die Motorölanalyse einen Pöleintrag von ca. 500 ml über 10.000 km bei konstantem Ölstand. Insofern war meine Interpreation, dass auf 10.000 km 500 ml Pöl in das Motoröl eingetragen wird während gleichzeitig ca. 500 ml Motoröl verbraucht / verbrannt wird.

Daher war ich nicht wenig überrascht, dass nach 2.000 km keinerlei Änderung des Motorölstandes zu verzeichnen war. Es wurde kein Öl verbraucht! Erklären kann ich mir dies nur dadurch,

  • dass der Motorölverbrauch aussschließlich im Kurzstreckenbetrieb (Motorstart) auftritt. Dies entspricht allerdings nicht meinen Erfahrungen der letzten Monate
  • dass im Winter der Motorölverbrauch gänzlich anders als im Sommer ist.

Die Problematik wird weiter beobachtet und entsprechend reagiert. Kurzfristig wird auf jeden Fall eine Spülmöglichkeit beider KGRs in den Pöltank realisiert werden, so dass dann der Pöleintrag durch Pölanreicherung im Dieseltank ausgeschlossen werden kann.

AVR: Code size optimization

Ever wondered why your binary code on the avr is quite big with next to no functions used? This is due to gcc 3.x that links / adds all your functions and relevant includes to the final binary even if some functions are never called. With gcc 4.x unused functions can be removed by the linker.

For more information see this thread on AvrFreaks.

The executive summary:

  • Start from a clean current WinAvr installation
  • Extract gcc 4.11 from AtmanAvr into this directory
  • Extract the recent avr-libc 1.4.5 into this directory
  • Adapt your Linker and Compiler flags accordingly. Add: CFLAGS += -ffunction-sections and LDFLAGS += -Wl,–gc-sections
  • That’s it!

Unfortunalty, this does not work for member functions of classes. So, if you are one of the rare persons developing in C++ for AVR this still does not help 🙁 Back to using IFDEFs again…

Nevertheless, on my projects C++ constructs are only used in special situations like RingBuffer, FiFo etc. Plain C code is optimized and unused functions are removed even if the code is compiled as C++.

Poeleintrag: Schlussfolgerungen und Analysen

Eine Motoroelanalyse zeigte einen deutlichen Eintrag von Pflanzenöl. Zwar sind die gemessenen Werte nicht als kritisch einzustufen, dennoch hätte ich bei meinem Fahrprofil bessere Werte erwartet. Ursachenforschung tat Not!

Analyse

Eine erste Analyse zeigte, dass trotz rechtzeitigem Zurückschalten auf Diesel beim Abstellen Pflanzenöl in der Einspritzpumpe wie auch im Diesel-Kreislauf vorhanden ist. Unten abgebildetes Diagramm zeigt den Pflanzenölanteil nach dem Zurückschalten als Funktion der zurückgelegten Wegstrecke. Es ist zu erkennen, dass erst nach 10 – 15 km Fahrtstrecke eine unbedenkliche Pöl-Konzentration vorliegt.

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Da kurz vor Fahrtende der Diesel-KGR aufgehoben wird, gelangt das im KGR vorhandene Pöl-Diesel-Gemisch in den Dieseltank. Weitere Infos hier. In folgender Graphik ist die Entwicklung des Pölanteils je Fahrt (Starten + Fahrt mit Pöl + Zurückschalten + Abstellen) im Dieseltank abgebildet. Es wird für 4 Pölkonzentrationen bei Spülbeginn die Entwicklung dargestellt. Nach ca. 50 Fahrten wird nachgetankt. Fahrten nur im Dieselbetrieb werden nicht berücksichtigt.

img

Hier ist deutlich zu sehen, dass bei einem Spülbeginn mit einer Pöl-Konzentration von 20 % im Diesel-KGR es über die Zeit zu einer Anreichung von Pöl im Dieseltank kommt. Die maximale Pöl-Konzentration kurz vor dem Tanken beträgt knapp 25%. Liegt eine geringe Pöl-Konzentratation zu Spülbeginn vor, so reduziert sich auch die Konzentration im Dieseltank.

Schlussfolgerungen

Das bisherige Vorgehen führt zu nicht unerheblichen Anteilen von Pflanzenöl im Dieseltank wie auch im Diesel-KGR. Letzteres kann zu Pflanzenöleintrag im Motoröl beim Motorstart führen. Der Pöl-Anteil im Tank resultiert in einem möglichen Pöl-Eintrag im Dieselbetrieb (z. B. Stau, Stadtverkehr etc). Dies können mögliche Ursachen für den gemessenen Pöl-Anteil im Motoröl sein.

Aushilfe schafft hier eine längere Fahrtstrecke im Dieselbetrieb vor dem Abstellen. Hiermit wird sowohl die Konzentration im Dieselkraftstoffsystem und der ESP wie auch im Tank reduziert. Ein verringerterv Eintrag sollte die Folge sein.

Langfristig ist eine Lösung zu finden, bei der beim Zurückschalten auf Dieselbetrieb eine Spülphase dafür sorgt, dass das Pöl-Diesel-Gemisch im Diesel-KGR in den Pöltank geleitet wird. Dies ist durch das installierte Umbauschema problemlos realisierbar. Einzig die elektrische Schaltung ist zu überdenken, um eine einfache Ansteuerung zu erzielen. Desweiteren ist es erforderlich, zusätzliche Leitungen in den Innenraum zu legen.

Weitere Gedanken zum Poeleintrag

Pöleintrag in den Dieseltank? Ja, aber in welchem Umfang. Hier einige Infos zu dieser Problematik.

Wie im vorigen Artikel beschrieben ist auch bei rechtzeitigem Umschalten 5 km vor Fahrtende beim Abstellen ein Pölanteil von ca. 20 % im Diesel-KGR vorhanden. Dies bedeutet, dass sich bei einem Gesamtvolumen des KGR von 550 ml noch ca. 110 ml Pöl in diesem befindet.

Wird nun kurz vor Fahrtende der KGR aufgehoben und der Inhalt des Diesel-KGRs in den Tank geleitet,so kommt es zum Pöleintrag in den Dieseltank. Wird weiterhin je Start/Stop-Zyklus ein Kraftstoffverbrauch von ca. 600 ml entsprechend 10 km Fahrtstrecke angenommen, so kann hieraus der Pölanteil im Dieseltank ermittelt werden. Es wird von einem vollgetankten Dieseltank mit 44 Liter Volumen ausgegangen.

Berechnung

  1. Anfangs befinden sich 44000 ml Diesel im Tank. Der Pölanteil beträgt 0 %. Je Autobewegung (Start + Pölbetrieb + Stop) werden 600 ml Kraftstoff verbraucht. Es gelangt ca. 110 ml Pöl in den Kraftstofftank
  2. Je Fahrzeugbewegung werden 600 ml * (1-Pölanteil) Diesel sowie 600 ml * Pölanteil Pöl verbraucht. Die Gesamtkraftstoffmenge veringert sich um 600 ml.
  3. Der Dieselmenge nach einer Fahrt ermittelt sich über: VorherigeDieselmenge – Verbrauch * (1-Pölanteil) – Pöleintrag * (1-Pölanteil). Die Pölmenge berechnet sich durch VorherigePölmenge + Pöleintrag – Verbrauch * Pölanteil – Pöleintrag * Pölanteil. Die letzten Terme dienen jeweils dem Ausgleich des Pöleintrags.
  4. Weiter mit Schritt 2) bzw. 3)

Ergebnisse

Folgender Pölanteil ergibt sich nach angegebener Menge an Fahrten. Dies geht davon aus, dass keine Fahrten nur mit Diesel stattfinden.

  • 10 Fahrten: 2.3 %
  • 20 Fahrten: 5.4 %
  • 30 Fahrten: 8.9 %
  • 40 Fahrten: 13.1 %
  • 50 Fahrten: 18.5 %

Es ist ein deutlicher Eintrag von Pöl in den Dieseltank zu verzeichnen. Wird bei einer Restkraftstoffmenge von 15 Litern Diesel (nach ca. 50 Fahrten) nachgetankt, so strebt über mehere Tankfüllung der Pölanteil gegen 8.5 % direkt nach dem Tanken sowie ca. 24 % vor dem nächsten Tankvorgang.

Auch hier ist zu erkennen, dass die Pölanreicherung im Dieseltank dazu führen kann, dass es insbesondere im Schwachlastbetrieb bzw. beim Starten zum Pöleintrag kommen kann. Allerdings, wie bereits erwähnt, habe ich die typischen Kennzeichen wie Startprobleme und Geruchsbelästigung nicht verzeichnen können.

Abhilfe

Abhilfe schafft sowohl für die Problematik des Pöl-Eintrages in den Dieseltank wie auch für den im vorigen Artikel beschriebenen Aspekt des Kaltstarts mit Pöl-Diesel-Gemisch eine Spülmöglichlichkeit in den Dieseltank. Hierbei wird Dieselkraft aus dem Dieseltank entnommen; der Rücklauf der ESP wird in den Pöltank geleitet.

Leider unterstützt meine zur Zeit vorhandene Elektroinstallation diese Methodik nicht. Hier ist Arbeit angesagt, um diese Lösung einfach und gut handhabbar zu realisieren.

Umbau DeLuxe und der Poelgehalt im KGR

Da die Ergebnisse der kürzlich durchgeführten Motorölanalyse insbesondere einen für mich erstaunlich hohen Rapsöleintrag zeigten, ging das Überlegen los. Woran liegt es? Was ist die originäre Ursache?

Nähere Infos zu den Ergebnissen der Motorölanalyse in diesem Artikel sowie auch im Forum FMPO.

Zwar ist technisch einiges machbar, um den Eintrag zu reduzieren. Eine solche Lösung macht aber nur dann Sinn, wenn die Ursache vorher klar ist und somit auch klar ist, dass mit einem derartigen Eingriff die Probleme beseitigt werden. Daher wurde in der Diskussion aufgeworfen, ob nicht die Startphase morgens mit kaltem Motor eine Ursache für den Pöleintrag sein könnte.

Umbau und Fahrprofil


umbauschema

Wie schon beschrieben wird das System auf Pflanzenölbetrieb umgeschaltet, wenn der Motor betriebswarm ist. Im Stadtverkehr oder im Stau wird mit Diesel gefahren. Hier ist also kaum ein Risiko für einen Pöleintrag gegeben. Ca. 5 km vor dem Ziel wird der Pöl-KGR deaktiviert und mit Diesel-KGR weitergefahren. Ca. 1 km vor dem Ziel wird der Rücklauf in den Dieseltank geöffnet.

Poel im Kraftstoffsystem – Berechnung

Annahme hier ist, dass beim Umschalten der Pöl-KGR zu 100% mit Pöl gefüllt ist. Der Diesel-KGR sei mit 100 % Diesel gefüllt. Beim Umschalten auf den Diesel-KGR wird die Kraftstoffmenge (Pöl) zwischen den Ventilen V1 und V2 mit dem im Diesel-KGR vorhandenen Diesel vermischt.

Legt man folgende Messergebnisse zu Grunde

  • Filter: 200 ml
  • Niederdruckteil der ESP: 150 ml
  • Volumen der Schläuche zwischen V1 und V2: 50 ml
  • Schläuche zwischen V2 und V1: 150 ml

so liegt direkt nach dem Umschalten ein Pölanteil von ca. 35 % vor.

Auf den folgenden 5 km bis zum Abstellen werden ca. 300 ml Kraftstoff verbraucht. Der Pölanteil im KGR in Abhängigkeit der Zeit entwickelt sich exponentiell. Eine Näherung des Pölanteils je verbrauchter Kraftstoffmenge kann ermittelt werden wie folgt:

  1. Bei einem Gesamtvolumen von 550 ml sind im Diesel-KGR Poel-Anteil * Gesamtvolumen Pöl und (1 – Poel-Anteil) * Gesamtvolumen Diesel vorhanden
  2. Wird aus dem KGR 1 ml Kraftstoff entnommen, so verringert sich die Menge Pöls im KGR um Pöl-Anteil * 1 ml.
  3. Das Volumen des Diesel-KGRs ist konstant. Es wird daher aus dem Dieseltank 1 ml Kraftstoff zugeführt. Die Dieselmenge ändert sich somit um 1 ml – Diesel-Anteil * Gesamtvolumen Nach 1 ml Verbrauch ermittelt sich der Pölanteil aus Pölmenge(Neu) / Gesamtvolumen.
  4. Weiter mit Schritt 2)

Mit dieser Berechnungsmethodik ergibt sich bei einem Kraftstoffverbrauch von 300 ml und einem anfänglichen Pölanteil von ca. 35 % ein Pölanteil nach 5 km Fahrtstrecke von 20 %. Ein Pölanteil von 10 % wird nach einem Kraftstoffverbrauch von ca. 650 ml erreicht.

Ergebnisse

Wird nur der letzte Kilometer vor dem Abstellen gespült, so ist im Diesel-KGR reiner Diesel vorhanden. Die Zeitspanne ist nicht ausreichend lang, um das Gemisch in ESP und ESL durch vollständig durch reinen Diesel zu ersetzen. Desweiteren erfolgt durch das Spülen ein Pöleintrag in den Dieseltank. Mehr dazu in einem weiteren Artikel.

Die Ergebnisse zeigen, dass bei dem zur Zeit angewendeten Verfahren in der Einspritzpumpe wie auch in den Einspritzleitungen kein reiner Diesel vorliegt. Insofern könnte dies als mögliche Ursache für den Pöleintrag in das Motoröl angesehen werden.

Skeptisch macht mich in diesem Zusammenhang allerdings, dass sowohl Startverhalten wie auch Geruchsentwicklung nach dem Start keine Auffälligkeiten aufweisen. Das Kaltstartverhalten kann sogar als sehr gut bezeichnet werden.

Motoroelanalyse und Rapsoeleintrag

Für den Passat wurde auf Grund des Poelumbaus das Ölwechselinterval auf 10.000 km reduziert. Nachdem nun wieder ein Wechsel anstand, wurde das Altöl auf Pflanzenöleintrag, Viskosität etc. untersucht. Mit für mich doch erstaunlichen Ergebnissen.

Der Ölwechsel erfolgte nach 9.700 km. Das Fahrprofil war ca. 6000 – 7000 km Autobahn mit im Mittel ca. 140 km/h; ca. 2000 km Überland. Der Rest ist Stadtverkehr und Kurzstreckenverkehr gefahren mit Diesel. Neue Düsen wurden kurz vor dem Ölwechsel eingebaut. Zurückgeschaltet wurde immer am Stadtrand, also ca. 5 km vor Fahrtende. Ca 1 km vor Fahrtende wurde der KGR aufgehoben. Weitere Details zum Umbau hier.

Analysiert wurde Frischöl (Shell Helix 5W40) sowie das Öl des Ölwechsels (gleiche Sorte).

motoroelanalyse ergebnisse

Auch wenn die Interpretation des Labors beruhigend klingt, so finde ich einen Rapsöleintrag von fast 13% sehr hoch. Insbesondere unter Berücksichtung der langen zum Teil schnellen (hohe Last!) Autobahnfahrten und dem konsequenten (übervorsichtigen?) Zurückschalten ging ich von einem sehr geringen Eintrag aus.

Der gemessene Eintrag von 13 % entspricht in etwa einem Volumen von 0.5 Litern. Da der Motor vor der Umrüstung nahezu kein Öl verbraucht hat (200 ml auf 10.000 km), sich der Ölspiegel nicht vermehrt sondern vielmehr so wie früher leicht abnimmt, stellt sich mir nun die Frage: Wo ist das Poel gelandet?

Ein inzwischen erhöhter Motorölverbrauch sollte sich beim Verfahren von einem Tank Diesel erkennen lassen. Ist auch dies nicht die Ursache, so bin ich ratlos 🙂