Theorie: Gassäulen

[Crazy Cow]

es gibt Motoren und Motoren….

weiter von hier. viewtopic.php?f=7&t=19000&p=248219#p248219

Ich beschreibe das mal, wie ich es kenne. Tatsächlich bringen ordentlich bemessene Ansaugwege bei der Leistungsmessung bauchigere Leistungskurven. Warum?

Beim Hubkolbenmotor strömt die Gassäule nicht, sie pulsiert. Dabei freut den Zylinder nichts so sehr, wie eine passende Gasladung vor dem Einlassventil stehend oder gar drängend. Ist dazu noch die Abgaskrümmerlänge richtig abgestimmt, entwickelt die Gassäule eine Eigendynamik, eine Resonanz. Die Frequenz lässt sich nun so abstimmen, dass möglichst viel des frischen Gases in den Zylinder huscht, gewollt dabei ist meist ein Drehbereich, der etwas unterhalb der Höchstleistung liegt. Das hilft, Leistungslöcher in diesem Bereich zu stopfen und erlaubt ein sauberes hochdrehen, besonders bei schwer Last z.B. SW-Betrieb.
Ist ein entsprechend großes Volumen im Ansaugtrakt aus ergonomischen oder Platzgründen nicht möglich, wird versucht, den Effekt durch Bemessung der Airbox zu erzielen.

Zum Vergleich: Wenn ich für ein Spaghettiwettessen die Kantine wähle, mein Gegner aber einen Sterne Koch, wird mir ein neuer voller Teller hingestellt, wenn der alte leer ist. Der Sterne-Koch aber fängt an den nächsten zu kochen, sobald mein Gegner zu mampfen anfängt. Dabei kann es passieren, dass der Esser eben schneller fertig ist, als der Koch, oder umgekehrt, wenn die Portion zu groß gewählt ist.

Warum ist die Bemessung der Gasladung bei Rennmotoren von untergeordneter Bedeutung?
Weil Rennmotoren immer im Leistungsbereich gefahren werden. Die Gassäule schwingt sehr hochfrequent, sie strömt fast und der Benzinverbrauch ist von untergeordneter Bedeutung. Für das Beschleunigen des Gases beim Ansaugtakt werden besonders große Vergaser gewählt, die auch im Überdrehbereich genügend Ladung zur Verfügung stellen.
Der Durchsatz bei hohen Drehzahlen ist dabei gewaltig, aber die Gasverwirbelung bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit miserabel. Es wird also bisweilen schnell viel Gas aufbereitet, aber eben nicht vollständig verbrannt. Höchstleistung und Spritverbrauch steigen, Wirkungsgrad sinkt.

Was ist mit Einspritzanlagen?
Die Einspritzdüsen stehen typisch dicht vor dem Einlassventil, so dass eigentlich nur eine Luftladung auf Abholung wartet. Tatsächlich wird aber durch die Wahl des Einspritzzeitpunktes und der Düsenbeschaffenheit eine gute Verwirbelung bei Eintritt in den Zylinder gewährleistet.

Unter dem Strich lässt sich jede Motorleistung durch entsprechend große Ansaugsteme steigern, die Leistung eines Motors wird nicht nur durch die Drosselklappen gedrosselt, sondern eben auch durch die Widerstände in Ansaug- und Auspuffkanälen. Stand der Serien-Technik ist aber nicht der, den Widerstand durch kürzen der Rohre zu verringern, sondern das o.g. Drängen des Frischgases zu beherrschen. Ein Turbo-Effekt gewissermaßen. Der entsteht, wenn eine (große) strömende Gasmenge vor dem sich schließenden Einlassventil gestoppt wird. Gas ist elastisch, Während es vorne gestoppt wird, strömt es im Idealfall hinten noch weiter, es baut sich ein leichter Druck vor dem Einlassventil auf. Leider ist ein Zusammenspiel von Drehzahl und Gasfrequenz (Resonanz) nicht über gesamten Drehbereich möglich. Der Entwickler hat also zu entscheiden, welcher Bereich ihm dabei der wichtigste ist. Im Lastenheft stehen aber dabei eben nicht nur die Motorleistung, sondern auch Verbrauch und Emissionen.


PS: Eine neuwertige Honda CX dreht auch ohne Modifikationen 11.000 Umdrehungen, mit SW noch im dritten Gang. Ihr Problem im Bereich unter der Höchstleistung ist nicht die Vergaserauswahl, oder ihre Größe, sondern der Umstand, dass die Keihin Vergaser auf das Vorhandensein intakter Beschleunigerpumpen abgestimmt sind. Die Haltbarkeit dieser Gummi-Membranpumpen ist aber sehr begrenzt, (unter 10 Jahren). Ersatz kostete zu DM Zeiten bereits 180,- /Stück, aber ihr Austausch machte sich sofort bemerkbar.

[hiha]

Kleiner Zusatz:
Zur verbreiterung des Drehzahlbandes gibst heutzutage Schaltsaugrohre, also in der Länge veränderbare Ansauglängen, die von der Motorelektronik automatisch drehzahlabhängig gestellt werden.
Moderne Mehrzylindermotoren haben eine abgestimmte Airbox. Die Druckwellenreflexionen in ihrem Inneren beeinflussen dank guter Berechnung die Ladungsverhältnisse der jeweils anderen Zylinder.
Bessere Gemischaufbereitung gibts, wenn man die Einspritzventile weiter vom Einlassventil entfernt platziert, z.B. vor die Drosselklappe oder gar in den Ansaugtrichter.

Gruß
Hans

[f104wart]

Eine neuwertige Honda CX dreht auch ohne Modifikationen 11.000 Umdrehungen, ...

Das tun sogar solche, die schon 40 Jahre auf dem Buckel und über 100tsd km auf der Uhr haben.

Keihin Vergaser mit Beschleunigerpumpe gibt es nur bei der amerikanischen Version.

Nach Deutschland gelieferte CXen haben original keine Beschleunigerpumpe.

[Crazy Cow]

Nach Deutschland gelieferte CXen haben original keine Beschleunigerpumpe.

Wo habe ich dann die Teile eingeschraubt? CX 500/B Bj. 1981, Erstzulassung Frankfurt/Main (Germany)

[Crazy Cow]

Moderne Mehrzylindermotoren haben eine abgestimmte Airbox. Die Druckwellenreflexionen in ihrem Inneren beeinflussen dank guter Berechnung die Ladungsverhältnisse der jeweils anderen Zylinder.

Gruß
Hans

Ein oft unterschätzter Vorteil der Airbox.

[f104wart]

Wo habe ich dann die Teile eingeschraubt? CX 500/B Bj. 1981, Erstzulassung Frankfurt/Main (Germany)

Tja, mein Lieber, das waren wahrscheinlich die Luftabsperr- bzw Aircutventile, aber keine Beschleunigerpumpe.

Die Beschleunigerpumpe sitzt unten und wird über ein Gestänge betätigt, die Aircut-Ventile sitzen an der Seite. Durch das Air-Cut-Ventil
wird die Luftzufuhr bei Gaszurücknahme im Vergaser etwas gedrosselt. Dadurch wird das Benzin-Luft-Gemisch fetter und ein Zurückpatschen des Vergasers verhindert.

[UKO]

Mein Güllepumpengespann hat im 5ten Gang im Windschatten von Autos über 10000 Upm gedreht. Wenn man das Baujahr (77) sieht, ist es erstaunlich das nix kaputt gegangen ist. Über den Spritverbrauch in diesen Drehzahlregionen breiten wir lieber den Mantel des Schweigens.

Geiell wars!

[f104wart]

Die ganz alten liefen wie die Sau.

Man kann die Dinger solo mit 4,7 Liter fahren, aber wenn ich wenn ich weniger als 8 Liter brauche, dann hatte ich einen schlechten Tag.


Erfahrungen im Gespannbetrieb habe ich noch keine. Bin mal gespannt, was mich da erwartet. Aber Hauptsache, es rockt.

[UKO]

Bei diesen Drehzahlen hat die im Gespann so gute 10 Liter genommen. Das phantastische an den Dingern ist das die nicht kaputt gehen. Ich bin damit mal wie ein Gestörter in eine Linkskurve gefahren. Die rote Lampe ging an und der Motor hörte sich an als ob man ne Dose Schrauben schüttelt. Öldruck wech!
Der Motor lief hinterher ganz normal als wäre nix gewesen.

[f104wart]

Das phantastische an den Dingern ist das die nicht kaputt gehen.

Das ist eines der Mythen, die man immer wieder hört oder liest, ist aber nur bedingt richtig.

Sagen wir's mal so: Der Motor verzeiht vieles und es dauert lange, bis er sich meldet, aber so ganz ohne etwas fachgerechte Zuwendung geht das auch nicht.

Es gibt da schon den einen oder anderen Punkt, den man beachten sollte und ich könnte Dir einiges dazu sagen.


Ich weiß aber nicht, ob wir dafür Olaf's hochinteressanten Thread missbrauchen sollten, denn mit irgendwelchen Theorien über Gassäulen hat das sicher nichts zu tun.