BMW S55 Sound / Abgasanlage (M2 F87 / M3 F80 / M4 F82)

[///Michl 30]

Nein, die "FMS Downpipe mit Hauptkat-Ersatz"-Lösung hat ein Teilegutachten und verwendet einen HJS Kat als Hauptkat. HJS selbst vertreibt eine Downpipe mit HJS-Kat, die aber eine ECE hat, weil hier der Hauptkat nicht angetastet wird. 

Ich weiß, das Ganze ist verwirrend...

[VikingPower 513]

interesting that there is differences between ECE approvals. I have to look into that, to see if both my ECE downpipe (HJS) and ECE exhaust (Ego-X) can be operated together without issues. As in DK you can actually have the car seized if they have an idea that the emissions isnt arent met. I would also have to dig deeper into our laws here, regarding the ECE approvals. 

[FllSnd 394]

@///Michlgibt es wirklich einen Unterschied zwischen ECE und UN ECE 59 R? Ich habe spontan nicht viel dazu gefunden. Glaube diese Bezeichnung gibt nur das Bauteil an und heißt im ECE Katalog "Ersatzteilschalldämpfersysteme".

Der TÜV sagt folgendes dazu.

[Fox906bg 5.795]

Auf der vorigen Seite hat @r20832das bereits gepostet, also die Feinheiten bei R103 und R59.

Man muss aber extrem aufpassen.
Viele Tuner verkaufen gerne DP´s mit einem R103-Kat, welcher für sich natürlich aus Austauschteil gilt.
Allerdings bezieht sich die Norm oftmals nur auf den Kat, die Downpipe in welche er eingeschweisst ist, hat aber keine Zulassung bzw. wurde nicht geprüft.
Diese Normen beschreiben auch ganz konkret die Abstände zum Motor usw., d.h. deutliche Abweichungen sind grundsätzlich gar nicht möglich, weil es die Katwirkung gerade beim Kaltstart verschlechtern würde.

27023218-Info03-ECE-Kat_Abgasanlage_A5_web.pdf

bearbeitet 11. Januar von Fox906bg

[FllSnd 394]

R 103 bezieht sich wieder auf die Baugruppe "Katalysatorkonvektoren".

Es gibt anscheinend aber sehr wohl einen Unterschied zwischen EWG/EG Typgenehmigung und ECE. Das ist wahrscheinlich das was @///Michlmeinte bei seiner Auflistung.

bearbeitet 11. Januar von FllSnd

[FllSnd 394]

Hier nochmal die Tabelle aus der PDF Datei von HJS.

[matt 144]

Am 10.1.2024 um 09:54 schrieb VikingPower:

Edit; I would actually say this M3 sounds really good, even though it doesn't have EL pipes. So it seems that the cats can also do something nicely for the sound of the S55. 

 

This one sounds mostly "good" because of the M-Performance Titan exhaust system. Don't think the downpipes make that much of a difference there, the titan exhaust by itself is already very loud (too loud in my opinion) and has a distinctive raspy, metallic sound to it.

[VikingPower 513]

vor 3 Minuten schrieb matt:

This one sounds mostly "good" because of the M-Performance Titan exhaust system. Don't think the downpipes make that much of a difference there, the titan exhaust by itself is already very loud (too loud in my opinion) and has a distinctive raspy, metallic sound to it.

Ah okay, i didnt know it makde such a big difference, on the N55 its not doing much, atleast not on the non M car. But the cat does a lot to the sound. 
Its hard to have good flowing exhaust and a good sound with the s55. I see many of the EL pipes has a million direction changes, that must be building some backpressure, but i don't know.  The most ideal would to be have a car not too loud and still have it sound exceptionally good. 

[Fox906bg 5.795]

@VikingPower
But also most of the EL exhausts have bigger diameters, less dampers and are quite straight piped with open flaps.
Therefore I would say, backpressure is not a problem, even if there are a few more direction changes.

[VikingPower 513]

2 hours ago Fox906bg wrote:

@VikingPower
But also most of the EL exhausts have bigger diameters, fewer dampers and are quite straight piped with open flaps.
Therefore I would say, backpressure is not a problem, even if there are a few more direction changes.

True. But as this point, we can only speculate because we have not any measurements to rely on. 
But from a visual stand point of the design, i would personally go with a single midpipe, and preferable single all the way to the back, and mounted to a custom exhaust silencer. I would from a best guess, thnk that could be possible in germany too? as long the silencer has an CE/ECE approval? Or how do you go about with custom exhaust, like Inkedcustom makes?  

[Fox906bg 5.795]

Going with a single pipe would be worse in terms of backpressure, because you have to push the same amount of exhaust gases through one smaller diameter. Dual pipes can cope with a lot more exhaust gas, because the flow is divided by two.

[///Michl 30]

It's getting worse, if the single midpipe has the same diameter. But regularly the single midpipe solutions are adverted with a bigger diameter. For example the 3,5" Grail exhaust. There are a lot of sound files to hear this type of sound. This single midpipe exhaust is coming with documents.

[Fox906bg 5.795]

@///Michl

Ja, aber denke wir sind uns einig, dass 1x 3,5" deutlich weniger ist, als 2x 3", oder? 

[///Michl 30]

Natürlich. 2x 120mm² zu 1x 140mm² 

[///Michl 30]

Wobei es da strömungsdynamisch auch sein kann, dass das gar nicht so schlimm ist wie es die Zahlen vermuten lassen.

Weil das Problem mit dem originalen Setup ist ja, dass die Schall-Druck-Wellen aus der Zündfolge aufgrund des Umwegs der einen Seite am Getriebe vorbei genau versetzt aufeinander treffen und deshalb der Klang mit den unschönen Resonanzen kämpft. Genau das könnte bei der Variante (Motorrad-Sprech) 6-in-2-in-1-in-2 gut zusammenpassen und aufgrund der kurzen Wege bis zur Zusammenführung wenig bis gar kein Problem darstellen.

Ich hab aber keine Prüfstandserfahrung mit dem S55 um die Theorie zu belegen. Vielleicht gibts hier im Forum jemanden, der wirklich Ahnung von dem Thema bzw. Detail hat.

bearbeitet 15. Januar von ///Michl

[matt 144]

Man kann sich sicher sein, dass die Motorenentwickler von BMW wissen, wann genau die Druckimpulse in der AGA wohin bewegt werden und darauf sowohl die Kennfelder, Nockenwellen, VANOS als auch die Rohrlängen, Krümmerform, Konturen etc. angepasst haben. Dass man damit einen optimierten Ladungswechsel hinbekommt, die Turbos schonender anströmt und die Effizienz und/oder Leistung steigern kann, haben die auch schonmal gehört :] Deswegen finde ichs immer so niedlich, dass die Tuner dann mit "optimierten Strömungsverläufen" ankommen.

Es ist natürlich immer möglich, noch was zu optimieren, wenn man nicht kosten- und zeitgebunden ist, aber davon auszugehen, dass man einfach mal zwei Rohre durch ein Größeres ersetzen kann, während in der OEM Konfiguration gegenläufige und anders getimte Wellenfronten laufen und dann damit was besser macht, ist schon recht naiv.
Lauter, sicherlich. Besser klingend, subjektiv vermutlich auch. Aber der Leistung und Brennstabilität wird man damit kaum helfen, im Gegenteil.

[VikingPower 513]

vor 15 Stunden schrieb Fox906bg:

Going with a single pipe would be worse in terms of backpressure, because you have to push the same amount of exhaust gases through one smaller diameter. Dual pipes can cope with a lot more exhaust gas, because the flow is divided by two.

 

It's really not that big of a difference, we are talking 0.2inch in difference that's equal to 5mm. Let's see how that influence flow and back pressure.

For two 2.5" pipes:
Area_total, 2 pipes = 2 * (π * (2.5)^2 / 4)
Area_total, 2 pipes ≈ 2 * (π * 6.25 / 4)
Area_total, 2 pipes ≈ 2 * (19.635 / 4)
Area_total, 2 pipes ≈ 2 * 4.90875
Area_total, 2 pipes ≈ 9.8175 square inches

For a single 3.5" pipe :
Area_single pipe = (π * (3.5)^2 / 4)
Area_single pipe ≈ (π * 12.25 / 4)
Area_single pipe ≈ 38,485 / 4
Area_single pipe ≈ 9,621 square inches

So with these numbers we now know the pipe difference.
I've used this date for the formula;

Engine Power (P_engine): 450 hp (approximately 335175 W)
Mass Flow Rate (m_dot) from MAF sensor: 360 kg/s
Temperature of Exhaust Gases (T): Average between 700 and 900 degrees Celsius (873 K)
Gas Constant (R ): 0.287 kJ/(kg K) (0.287 × 10^3 J/(kg K))

For Two 2.5" Pipes:
Combined Cross-sectional Area (A_{2.5 inch, total}):
A_{2.5 inch, total} ≈ 9.817
Calculate Temperature (T) in Kelvin:
T_{min} = 973.15 K (for 700°C)
T_{max} = 1173.15 K (for 900°C)
Calculate Mass Flow Rate (m_{dot}):
m_{dot} ≈ 25.987 (for T_{min})
m_{dot} ≈ 24.086 (for T_{max})
Calculate Pressure Difference (Delta P_{2.5 inch}):
Delta P_{2.5 inch} ≈ 15718.497 (for T_{min})
Delta P_{2.5 inch} ≈ 14495.282 (for T_{max})
Calculate Airflow Rate (Q_{2.5 inch}):
Q_{2.5 inch} ≈ 4.798 (for T_{min})
Q_{2.5 inch} ≈ 4.670 (for T_{max})
Calculate Backpressure (Backpressure_{2.5 inch}):
Backpressure_{2.5 inch} ≈ 0.021 (for T_{min})
Backpressure_{2.5 inch} ≈ 0.020 (for T_{max})

For a Single 3.5" Pipe:
Calculate Cross-sectional Area (A_{3.5 inch}):
A_{3.5 inch} ≈ 9.621
Calculate Mass Flow Rate (m_{dot}):
m_{dot} ≈ 25.987 (for T_{min} )
m_{dot} ≈ 24.086 (for T_{max})
Calculate Pressure Difference (Delta P_{3.5 inch}):
Delta P_{3.5 inch} ≈ 6289.248 (for T_{min})
Delta P_{3.5 inch} ≈ 5797.641 ( for T_max)
Calculate Airflow Rate (Q_3.5 inch):
Q_3.5 inch ≈ 3.580 (for T_min)
Q_3.5 inch ≈ 3.486 (for T_max)
Calculate Backpressure (Backpressure_ 3.5 inch}):
Backpressure_{3.5 inch} ≈ 0.198 ( for T_{min})
Backpressure_{3.5 inch} ≈ 0.183 (for T_{max})

The backpressure is influenced by various factors, including the total cross-sectional area, temperature, and mass flow rate.
In the case of the two 2.5" pipes, while the combined cross-sectional area is larger, the mass flow rate (which depends on engine power, temperature, etc.) and the specific design of the system also play crucial roles. The higher mass flow rate and the design of splitting the flow into two pipes can contribute to higher backpressure despite the larger total cross-sectional area.

So with that in mind, I will now show 2 systems from Active Autowerks, 
The reason for this, is I would look at them, and think about what design from a visual stand point, would most likely be optimal for flow. To me, the less bends and direction changes in the whole system is better for flow. BUT, I can't say if there really is a difference between the 2 pipes in the EL configuration, I don't have access to that information. But from a visual standpoint, i think i will induce more backpressure, than the pipe next to it, so one turbo would see a greater amount of force.  
 

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bearbeitet 16. Januar von VikingPower

[VikingPower 513]

Just got this in my feed. Absolutely good sounding S55.. And wait... A 8hp conversion with a clutch pedal? These guys are proper tuningheads.
If you want to skip all the technical thing, then around the 20min mark is where should skip to. 

[FllSnd 394]

Dann bin ich mal gespannt wie das real life klingt 

[VikingPower 513]

Am 2.3.2024 um 18:43 schrieb FllSnd:

Dann bin ich mal gespannt wie das real life klingt 

And then you know what to do afterwards... Sound clips 

bearbeitet 3. März von VikingPower

[FllSnd 394]

Yeah of course