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Eaton M45 Pro(ject)

Nach einem erfolgreichen Einsatz eines Eaton M45 Kompressors an einem C20NE-Motor, kam die Frage auf, ob noch Potenzial in den kleinen Pumpenzwerg steckt.

Der Eaton M45 Kompressor, oder auch Supercharger genannt, ist häufig in Mercedes-Motorräumen anzutreffen.

In Wirklichkeit ist er aber ein Roots-Gebläse und kein Kompressor, da er die Luft nicht komprimiert, sondern eher die Luft in den Motor pumpt. Um Leistung zu erzeugen benötigt er Leistung. Und genau da ist der Ansatz, um aus der Luftpumpe ein Kraft-Zwerg zu machen.

Viele würden jetzt sagen: „Nehme doch ein größeren Kompressor“, aber das ist nicht unsere Intension. Also was machen mit den M45? Ganz klar, effizienter machen.

Das heißt, die Leistung die er benötigt verringern und die Drehzahl erhöhen. Dazu gibt es vier Ansatzpunkte: 1. das Gewicht der rotierenden Massen verringern; 2. die Lagerung verbessern, 3. die Strömung verbessern und 4. die Temperaturen senken.

 

Schritt 1: Der Speck muss weg!

 

Das erste, was in Angriff genommen wurde, war das Riemenrad oder auch umgangssprachlich Pulley genannt. Hierzu wurde ein Pulley aus hochfestem Aluminium entwickelt das einen kleineren Durchmesser von 70 mm hat und nur noch 240g wiegt.  Das originale Riemenrad ist aus Stahl hat einen Durchmesser von 81 mm und wiegt stolze 476g.

 

Als nächstes musste die Antriebswelle dran glauben. Hier wurden alle unnötigen Massen entfernt und die Welle hohl gebohrt. Natürlich darf die Welle nicht komplett durch gebohrt werden, sonst tritt später Öl aus.

 

 

Somit kommt die Antriebswelle von 227g auf 187g.

Danach kam die Kupplung dran, und es konnten nochmal 48g abspeckt werden.

Anschließend, eine Diät für die Zahnräder. Hier wurden Langlöcher im Radius gefräst. Gewichtsverlust in Summe 60g

Auch die Wellen der Rotoren (Roots) mussten dran glauben. Hier konnten in Summe bei beiden Wellen 200g eingespart werden.  Die Wellen wurden in der Mitte des Schaft ausgedünnt und hohl gebohrt. Hier darf auch nicht komplett durch gebohrt werden, sonst tritt Kompressor- Öl in die Nadellager. Dies gestaltete sich als sehr schwierig, da die Gefahr bestand den elend langen Bohrer abzureißen.

Zu guter Letzt kamen die Roots dran. Diese sind aus Aluminium aber Einsparungspotenzial war dennoch da. Durch die Bohrungen an beiden Rotoren, ging das Gewicht nochmals um 320g runter. Dies wird mittels einer 5 Achs-Fräsmaschine bewerkstelligt aufgrund der komplizierten Geometrie. Anschließend werden die Bohrungen wieder mit Stopfen versiegelt

Das macht in der Gesamtsumme eine Reduzierung der rotierenden Massen um sage und schreibe 952g. Fast ein Kilo weniger die angetrieben, geschweige durch die Gegend gefahren werden müssen. Die Lagerung freut sich ebenfalls über die weniger dynamische Belastung und erfreut sich einer Längeren Lebensdauer.

Schritt 2: Die Lagerung

 

Die hintere Lagerung der Rotoren bei einigen Kompressoren ist ziemlich dürftig. Teils findet man hier normale Nadellagerbüchsen die je nach Anwendungsfall, eine zulässige max Drehzahl von 16.000 U/min haben. Bei einer Dauerbelastung kann das schon zu einem Problem werden. Z.B. in einem Lotus Elise s2. Hier kann der Kompressor schon mal auf 18.000 U/min kommen, was natürlich extrem an der Haltbarkeit des Lagers nagt. Daher haben wir ein Highspeed-Lager entwickelt, das es uns erlaubt auf 22.000 U/min zu gehen, und gegen ein erhöhten Ladedruck gewappnet ist. Durch den höheren ladedruck kann es zu Fettauspülung kommen.

 

Nicht nur die schlechte Lagerung macht hier Probleme, sondern auch die extrem schlechte werkseitige Auswuchtung. Wir haben hier teils eine Güte von 14 bis 91 gemessen, hauptsächlich bei den M62 Kompressoren. manchmal ist sie gar nicht vorhanden. Über die erhöhte Unwucht freuen sich die Lager überhaupt nicht. Wir konnten die Güte hier bis auf 2,5 erhöhen. Die Fein-Auswuchtung erfolgt mittels Materialentnahme. Das sind die kleinen Bohrungen die auf dem Bild zu sehen sind.

Schritt 3: Geräuschkulisse

 

Gegen die markante Geräuschkulisse, dass sogenannte "whining", kann wenig getan werden. Außer man verbaut schrägverzahnte Zahnräder. Auch die Luftführung macht hier Geräusche. Um diese etwas zu reduzieren gibt es an einigen Modellen die Backflow-Ports, diese reduzieren das Geräusch der Aufladung. Eine andere Möglichkeit ist, die Farbe an den Rotoren zu entfernen, das die Leistungsausbeute etwas verringert. Aber bei hochgezüchteten Kompressoren unabdingbar ist. Warum? durch die Anhebung der Drehzahl, sprich durch Pulley-Tuning haben wir durch Wärmeeinfluss eine höhere Ausdehnung der Bauteile. Dieses Verfahren findet man auch in einem Mini Cooper Works vor. Um eine Kollision zu vermeiden, wird die Farbe entfernt. 

 

Entgegen der Annahme, das Entfernen der Farbe sei negativ, kann ich nur sagen, das Roots-Kompressoren keine Verdichter sind, sondern Gebläse oder Pumpen, das ist ein Großer Unterschied. Hier wird die Luft gefördert nicht verdichtet. 

Schritt 4: Die Luftführung (porting)

 

In Arbeit...

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Kommentare: 8
  • #1

    Marius Meyer (Sonntag, 02 Mai 2021 13:05)

    Sehr interessant. Leistungswerte/-mögliche Drehzahl nach der Bearbeitung wären hier noch klasse.

  • #2

    CLASSIC-DELUXE (Sonntag, 02 Mai 2021 15:10)

    Sobald unser Fahrzeug wieder einsatzfähig ist, werden wir die Daten ermitteln. Also noch etwas Geduld :D

  • #3

    Andre (Freitag, 23 September 2022 18:30)

    Hallo,

    Ich finde die Idee wirklich sehr gut und das Ergebnis kann sich sehen lassen!
    Wirkt sich die Reduzierung auch auf die Lautstärke aus?
    Leider nervt mich das laute Kompressor Pfeifen an meinem Wagen sehr.
    Wenn man das etwas leiser bekommen würde wäre das super.

  • #4

    CLASSIC-DELUXE (Samstag, 24 September 2022 00:57)

    Leider kann man bei Kompressoren wenig gegen ihren typischen Geräusch machen.... aber es gibt eine Sache, um das Geräusch etwas zu reduzieren... aber dann büßen sie etwas Leistung ein...

  • #5

    Gianni (Samstag, 10 Dezember 2022 16:25)

    gibts was Neues zu dem Kompressor wieviel mehrleistung die Gewichsreduzierung gebracht hat?

  • #6

    CLASSIC-DELUXE (Sonntag, 11 Dezember 2022 10:13)

    Hi Gianni, Wir starten die ersten Test jetzt im Januar 2023, Mehrleistung werden wir aber mit der Gewichtserleichterung kaum messen können, hier geht es darum die Lager zu schonen und das Ansprechverhalten zu verbessern.

    Grüße Michél
    CLASSIC-DELUXE

  • #7

    Rolf (Freitag, 30 Dezember 2022 14:26)

    Hallo Michél,
    da bin ich mal auf die Daten im Januar gespannt... Lassen sich schon die Kosten abschätzen? Ich möchte den Eaton M62 (Bemani) etwas höher drehen lassen und ihn darum noch standfester hinbekommen. Müsste dann ja prinzipiell auch möglich sein... oder?

    Grüsse, Rolf

  • #8

    CLASSIC-DELUXE (Donnerstag, 05 Januar 2023 10:44)

    Hi Rolf, aktuell gibt es noch Probleme mit unserem Testfahrzeug. Aber das bekommen wir hin. Der M62 hat seine Schwächen in der hinteren Lagerung und der mangelhaften Auswuchtung der Rotoren. Das lässt sich auf jeden Fall verbessern. Wir können dir gerne ein Angebot machen, kontaktiere uns da am besten per Mail.

    Viele Grüße

    M. Schröder
    CLASSIC-DELUXE