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Boost Cooler Funktionsbeschreibung (Benziner)

Prinzipiell wird der Boost Cooler hauptsächlich bei aufgeladenen Motoren eingesetzt. Sinn und Zweck ist es durch gezielte Kühlung der Ladeluft deren Dichte zu erhöhen und dem Motor somit wesentlich mehr Luft für die Verbrennung anbieten zu können. Eine Temperaturverminderung der Ladeluft um ca. 10°C, ergibt etwa 3% Leistungssteigerung (Faustregel).

Daher wird auch schnell klar, welche Bedeutung ein Ladeluftkühler eigentlich hat, denn dieser kühlt die Luft um ca. 40-55°C ab. Leider hat die Ladeluftkühlung Ihre physikalischen Grenzen, welche durch die Umgebungstemperatur und der Baugröße bedingt ist. Ist diese erreicht, bringt eine weitere Ladedruckerhöhung praktisch keine Mehrleistung mehr und es kommt zu klopfender Verbrennung welche im schlimmsten Fall zum Motorschaden führen kann.

Neben der Leistungssteigerung ergibt sich eine enorme Erhöhung der Klopfzahl der Verbrennung bei aktiver Einspritzung. Diese Tatsache macht es erst recht möglich den Ladedruck des Turbos oder Kompressors erheblich zu erhöhen und zwar weit mehr als es ohne den Boost Cooler möglich wäre. Warum ? - Weil bei Erhöhung des Ladedrucks die Verbrennung immer mehr zum Klopfen neigt und damit Grenzen gesetzt sind, die mit dem Boost Cooler erheblich überschritten werden können - ohne daß Klopfprobleme auftreten.

Das Prinzip ist relativ simpel. Aus dem beiliegendem Flüssigkeitsbehälter wird mit einer Hochdruckpumpe das Wasser oder Wasser/Alkohol-Gemisch angesaugt. Die Pumpe fördert direkt in das druckseitige Sammelrohr der Ladeluft, wobei die Molekularzerstäuberdüse idealerweise nach einen vorhandenen Ladeluftkühler platziert wird. Das Pumpensystem wird nur ab einem bestimmten Ladedruck aktiviert, um eventuelle Fehlzündungen zu vermeiden. Vorzugsweise ist stets eine Lastabhängige (über Ladedruck/MAF-Signal) Einspritzung zu empfehlen, wie sie mit dem Boost Cooler Stage 2 System realisiert wird.

Wieso erreicht ein Turbomotor mit dem Boost Cooler eine höhere Leistung?

Das Hauptproblem eines jeden Verbrennungsmotors ist die thermische Belastung. Bei praktisch allen Motoren ist die Leistung durch die Temperatur im Verbrennungsraum begrenzt. Wird eine gewisse Temperatur überschritten, so treten unkontrollierte Verbrennungen (Klopfen) auf. Diese unkontrollierten Verbrennungen führen zu einem massiven Leistungsverlust und schlussendlich zu Motorschäden. Bei einem Turbomotor verstärkt sich dieses Problem sogar noch. Die Ansaugluft des Turbomotors wird in der Turbine stark erwärmt (durch Kompression und Wärmeübertragung der Abgase) und die thermische Obergrenze ist schnell erreicht. In konventionellen Turbomotoren versucht man dieses Problem mit der Hilfe von Ladeluftkühlern in den Griff zu bekommen.

Die Leistung eines Turbomotors ist also direkt von der Effizienz des Ladeluftkühlers, also von der Abkühlung der Ansaugluft abhängig. Der Wirksamkeit von Ladeluftkühlern sind aber durch die Umgebungstemperatur und die maximale Größe enge physikalische Grenzen gesetzt. Eine Erhöhung des Ladedrucks erbringt in dieser Situation keine Mehrleistung mehr und ein Motorschaden ist praktisch vorprogrammiert. In diese Problematik greift nun das Konzept der Boost Cooler Wassereinspritzung ein. Durch die Einspritzung eines Wasser/Alkohol Gemisches erreicht man eine zusätzliche Abkühlung der erwärmten Ansaugluft. Der große Vorteil der Wasser-/Methanoleinspritzung von Snow Performance ist, dass die physikalische Abkühlung praktisch nicht begrenzt ist. D.h. wenn die Ansaugluft zu stark erwärmt wird, erhöht man einfach die Einspritzmenge und erreicht somit die angestrebte Abkühlung. Durch diesen einmaligen Vorteil, kann man die Kapazität des Turbos voll ausnutzen und die erreichbare Motorleistung ist nicht durch die thermischen Grenzen eingeschränkt.

Seit wann gibt es die Wassereinspritzung ?

Die ersten Wassereinspritzsysteme wurden ursprünglich im 2.Weltkrieg u.a. in der Messerschmitt BF-109 verwendet. Durch gezielte Einspritzung von Wasser/Methanol wurde die Leistung dieser Flugzeuge um ca. 550PS erhöht Als in der Formel 1 in den 80er Jahren die Turbomotoren populär wurden, erkannte man das Potential der Wasser-/Methanoleinspritzung von neuem. Renault und Ferrari waren 1983 die ersten Teams die eine Wassereinspritzung einsetzten. Heutzutage wird diese Technologie vor allem in den verschiedenen Turbomotoren der Rallye- und Tourenwagen verwendet. In der Industrie sind Wassereinspritzsysteme obligatorisch. In der Marine wird die Wasser-/Methanoleinspritzung primär zur Senkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und Einhaltung der Emissionsgrenzwerte eingesetzt, dies gilt auch für Gasturbinen. In der Luftfahrt bewährt sich Einspritzung nach wie vor - z.B. in der Transall der Luftwaffe oder der MiG-25.

Wieviel Mehrleistung kann ich erwarten?

Die erreichbare Mehrleistung ist abhängig von der Leistung der Turbine. Bei einer qualitativ hochwertigen Turbine ist eine Mehrleistung von bis zu 40 Prozent möglich. In aller Regel bewegt sich der Leistungszuwachs zwischen 10-20% bei Turbobenzinern und 15-25% bei Turbodiesel. Bei mechanischen Ladern sollte die Laderdrehzahl (Ladedruck) etwas erhöht werden um bessere Leistungsergebnisse zu erzielen und/oder die Zündung vorgenommen werden. Bei Turbodiesel-Fahrzeugen werden in aller Regel spürbare Mehrleistung ohne weitere Modifikationen erzielt. Die genannten Leistungszuwächse lassen sich nicht alternativ, sondern auch zusätzlich zu einem bestehenden (Chip-)Tuning erzielen.

Wenn der Boost Cooler so gut ist, warum gibt es sowas nicht in Serienfahrzeugen?

In Zusammenarbeit mit der BMW M GmbH wurde der BMW M4 GTS mit Wassereinspritzung entwickelt. Der erste Prototyp wurde in der MotoGP 2015 als Safety Car eingesetzt. Im Folgejahr erschien der M4 GTS mit Wassereinspritzung in Serie.

Woher bezieht der Boost Cooler das Wasser/Alkohol Gemisch?

Das Wasser/Alkohol Gemisch wird in einem mitgeliefertem Behälter (wahlweise 3, 9.5 oder 26.5 Liter) im Motorraum oder im Kofferraum mitgeführt. Unter Umständen kann ein bestehender Wischwassertank genutzt werden.

Schadet der Boost Cooler meinem Motor?

Nein. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% bei 25°C Außentemperatur nimmt ein Motor (2.0l Hubraum, 1bar Ladedruck) etwa 160ml Wasser in der Minute auf. Bei einem Benziner bspw. besteht das verbrannte Kraftstoff/Luftgeschmisch zu jeweils etwa 50% aus Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Das Einspritzen von 250ml/min Wasser durch den Boost Cooler macht weniger als 1.6% der Abgase aus. Der Boost Cooler wird von diversen Rennteams primär zum Motorschutz eingesetzt, um die thermische Belastung zu reduzieren. Des weiteren auch in Nutzfahrzeugen (LKW) und Blockheizkraftwerken. - Siehe auch Funktionsweise.

Wieviel Flüssigkeit verbraucht der Boost Cooler ?

Ein Turbofahrzeug, dass von 200 auf 260 PS getunt wurde, verbraucht ca. 0.17 Liter pro Minute Vollgas. Bei normaler Fahrweise reicht der mitgelieferte 3 Liter Tank ca. 250-350 km. Dieser Wert kann von Fahrzeug zu Fahrzeug bzw. je nach Fahrweise schwanken. Turbodiesel-Fahrzeuge verbrauchen in aller Regel mehr Flüssigkeit, da der volle Ladedruck bereits in niedrigen Drehzahlen anliegt und der Boost Cooler entsprechend häufiger einspritzt. Das neue Stage III System für Diesel-Fahrzeuge variiert die Flüssigkeitsmenge zusätzlich entsprechend der Abgastemperatur, was den Flüssigkeitsverbrauch senkt.

Welches Mischungsverhältnis wird verwendet und was für Wasser ?

Grundsätzlich sollte nur destilliertes oder zumindest demineralisiertes Wasser verwendet werden um Kalkrückstände im Brennraum und Ventilen auf Dauer zu vermeiden. Es sollte nur Wasser oder ein Wasser-Methanol-Gemisch verwendet werden. Andere Alkohole sind weniger geeignet, zur Not kann aber kurzzeitig Ethanol (Brennspiritus) oder Isopropanol verwandt werden. Diese Alkohole sind in der Regel einfacher erhältich als Methanol. Mischungsverhältnis für Ethanol oder Isopropanol sollte entsprechend höher (bis 50:50) sein. Mit Wasser/Methanol ist die zu erzielende Leistungssteigerung am höchsten. Sinnvolle Mischungsverhältnisse sind min. 30% Methanol und 70% Wasser. Viele Systeme werden auch in einem Mischungsverhältnis von 50:50 betrieben. Wenn Sie nur Wert auf eine reine Ladeluftkühlung legen, so brauchen Sie nur Wasser einspritzen zu lassen. Kontaktadresse(n) für Methanol-Versandhändler bei uns erhältlich.

Muss ich den Boost Cooler irgendwie aktivieren?

Nein, der BoostCooler aktiviert sich automatisch. Sie stellen beim Stage I System mit dem beigefügten Ladedruckschalter ein, zu welchem Zeitpunkt (bei welchem Ladedruck) die Flüssigkeit in den Ansaugtrakt eingespritzt wird. Beim Stage 2 Kit reguliert das variable Steuergerät die einzuspritzende Menge. Bei den variablen Steuergeräten gibt es 2 Einstellparameter, den Anfangszeitpunkt der Einspritzung (z.B. 0.5bar) und den Volleinspritz-Zeitpunkt (z.B. 1.0bar). Innerhalb dieses Ladedruckbereiches variiert das Steuergerät linear zum Ladedruck die einzuspritzende Flüssigkeitsmenge mit einer Reaktionszeit von 1.5ms. Somit kann das System früher aktiviert werden, und spart zudem Flüssigkeit ein.

Verträgt sich der Boost Cooler mit schon bestehendem Tuning (Chip, Nockenwelle, NOS, etc.)?

Ja. Bei einen bestehendem Tuning ist der BoostCooler sogar noch mehr zu empfehlen, da es die schädliche zusätzliche thermische Belastung des Motors stark mindert. Dies gilt auch in Verbindung mit z.B. Lachgaseinspritzung/NOS. Die Vebrennung wird gekühlt und das magerlaufen des Motors wird verhindert. In diesem Zusammenhang kann man wirklich von einem Motorschutz reden.

Ich will nicht nur mit Wasser fahren, wo erhält man die Alkoholzusätze?

Es kann zum einen Ethanol (Brenspiritus) oder -besser- Methanol genutzt werden. Spiritus lässt sich in jedem Baumarkt etc. beziehen, Methanol finden Sie in aller Regel kostengünstig (ca. 1.50€/Liter) in Modellbauläden. Wir arbeiten auch hier mit einem deutschem Versandhandel zusammen, der Ihnen Methanol kostengünstig liefert. Zudem liegen uns Kontaktadressen für Schweiz und Österreich vor.

Benötige ich noch einen Ladeluftkühler mit dem Boost Cooler ?

Bis etwa 2bar Ladedruck ist der Boost Cooler (mit 50% Alkoholanteil) in der Lage, die Luftdichte und Klopffestigkeit so zu erhöhen, wie es in den meisten Anwendungen erforderlich ist. Selbstverständlich wird die Effizienz im Zusammenspiel mit einem herkömmlichen Ladeluftkühler, insbesondere bei einem Ladedruck über 2bar, noch erhöht.

Die meisten Luft-Luft-Ladeluftkühler sind nur zu 50-65% effizient, zudem reduzieren diese den Ladedruck um durchschnittlich 0.1-0.25bar (Ladedruckverlust). Daher ist der Boost Cooler eine optimale Ergänzung bzw. Alternative.

Was passiert wenn der Flüssigkeitstank leer ist?

Falls der Flüssigkeitsbehälter leer ist und keine Möglichkeit besteht mit einem Wasser-/Alkohol-Gemisch aufzufüllen, so kann kurzfristig normales, sauberes Wasser verwendet werden. Im Falle einer extremen Abstimmung auf den Boost Cooler empfiehlt sich ggf. die Boost Cooler SafeInjection. Diese bildet die Grundlage um Zündung oder Ladedruck in Verbindung mit unterbrochener Flüssigkeitszufuhr zurückzunehmen.