Date: October 22, 2005 at 19:07:20
From: Hanomedes, [p50899463.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Off topic: Frage an Zweitaktspezies..
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Hallo zusammen, -Weiß jemand von Euch wie hoch die Vorverdichtung im Kurbelgehäuse bei einem renntauglichen Zweitakter ist (z.B. Cross, GP, Kart...)? Für Serienzweitakter find ich immer Werte zwischen 1,2 und 1,4. -Bei Zweitakt-V Motoren mit Kurbelgehäusespülung findet man Zwischenwangen auf den Hubzapfen um die Abdichtung der einzelnen Zylinder zueinander zu erreichen. In diesen Wangen befindet sich eine Nut und in dieser Nut ein Dichtring der an der Gehäusewand anliegt. Wenn dieser Ring im Kurbelgehäuse fest sitzen würde, dann währe es wegen der Wärmedehnung sicherlich schwierig ein kleines Spiel sicherzustellen für die Abdichtung. Kann es sein das dieser Ring eher wie ein Kolbenring (mit Stoß) ausgeführt ist und im Gehäuse ein wenig wandern darf (mit gelegentlichem Anlaufen an der Welle)? danke im Vorraus Gruß Dominik |
Date: October 22, 2005 at 20:57:14
From: Werner, [pd9fd1c43.dip.t-dialin.net]
Subject: Re: Off topic: Frage an Zweitaktspezies..
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Hallo Dominik, die Werte variieren ziemlich stark. Es ist dabei nicht unbedingt die Leistungsausbeute entscheidend, sondern eher, wie der Konstrukteur sich das ganze gedacht hat. Suzuki und Kawasaki 2T-Maschinen haben von jeher eine hohe Kurbelraumverdichtung gehabt und erreichten damit die Hammer-Gasannahme, aber auch ein spürbares Bremsmoment beim Gaszuschieben. Die Crosser sind generell auch eher so ausgelegt. Sie kommen dann gut (rel. zu der Literleistung) von unten und haben obenrum idR einen sehr scharfen Abgang. Genau das, was der Crosser braucht, wenn er mal bergab fährt und gerade die Gashand NICHT schließen kann. Go-Kart Motoren, Baumsägen habe auch die Tendenz. Zündapp und MZ hatten auch sehr kleine Kurbelräume. Charakteristisch ist das unregelmäßige und nach dem Gaswegnehmen meist sofort einsetzende Knattern in der Leerphase bei diesen Motoren. Du wartest jetzt noch auf den Wert? Ich weiß ihn nicht. Es geht bis an die 1:3 (unbestätigt, nur mit gefüllten Kolben, Messerpleuel etc). Dann die Auslegung der Rennmaschinen, allen voran YAMAHA, mit ihren riesigen Kurbelräumen. Neigung zum Viertaktlauf bei fettem Gemisch, weil sich das Benzindampfgemisch leichter zusammendrücken läßt. Gassannahme schlechter, also nicht so bissig. Tendenz nach oben hin immer weiter zu drehen :-)). Der Dreh ist die Gassäulenschwingung im Auspuff, die idealerweise im Kurbelraum das gleich Volumen hat, wie im Auspuff (was nicht geht bzw. nicht gemacht wird). Die Schwingungen können sich mit etwas mehr Volumen im Kurbelraum besser aufbauen, brauchen aber ein paar Umdrehungen mehr dazu. Meine membrangesteuerte RD 250 hatte aus der Erinnerung ganze Räume zum Whiskey schmuggeln im Kurbelhaus. Dazu kamen noch die voluminösen Kanäle in denen die Membranen untergebracht waren, welche sich beim Überströmen noch einmal öffneten. Die Renn-Yamahas hatten das nicht anders! Die Leistung wurde über Abstimmung Auspuff und Kanäle gemacht. Beim schlitzgesteuerten Motor hat man bei jedem Saugtakt und bei jedem Überströmvorgang den Carnotschen Stoßverlust zu verschmerzen, der nicht wenig ist. Würde man also auf 4 bar vorverdichten, in den Hoffnung, mehr Gas "rüber" zu kriegen, so würde man sich eine ordentliche Portion gasdynamischer Bremsleistung mit "ins Haus" holen. Dazwischen muß also optimiert werden. Würde man gedanklich den Kurbelraum bei UT auf Null verkleinern, so wäre - abgesehen von der utopischen Verdichtung, es nicht möglich, mehr als das einfache Volumen durchzuschaufeln, bzw. man mußte die Aufladeeffekte alle auf der Eintrittsseite erledigen. Das ist nicht unbedingt bezweckt. Wenn das Auspuffsystem richtig mitspielt, kann das größere, atmende Volumen des Kurbelraums einen Zugewinn bedeuten. Ich stehe mehr auf die großen Kurbelräume. Das Fahrverhalten ist ein wenig träger, sagen wir, genüßlicher, es kommt nicht so der Cross-Biß, bei kalter Maschine und fettem Gemisch fängst bei mittleren Drehzahlen erstmal an zu knattern und zu qualmen, aber dann geht es richtig los und wird nach oben hin immer schöner :-)). Zugegebenermaßen YAMAHA-Fan Mit den V-2t weiß ich nicht Bescheid. Ich habe aber schon einen Vierzylinder Stern-2T-motor von innen gesehen, der ebenfalls eine Vierkröpfungswelle hatte (Fa. König, Winzigleichtmotoren für Drohnen oder auch Motorgleitschirme). Dort gibt es auch diese Ringe, nach meiner Sicht sind das Kolbenringe aus der Serie, ich weiß es aber nicht. Ich weiß nur, wenn sie fehlen, läuft der Motor zwar, springt aber besch.... an und kommt erst bei höheren Drehzahlen auf Leistung. Wenn man das nicht weiß, sucht man sich tooooot. ---- Danke für die Aufmerksamkeit Gruß Werner |
Date: October 22, 2005 at 21:04:56
From: Werner, [pd9fd1803.dip.t-dialin.net]
Subject: Noch was vergessen!
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Nochmal ich, ich bin mal reingefallen auf einen Motor, verbaut in einem Peugeot-Roller. Das Ding lief absolut gleichmäßig im Leerlauf im Viertaktlauf. Das heißt, nach einer Zündung ist der Gegendruck der Verbrennung so hoch auf das Kurbelhaus (ca. 3 bar), daß nichts oder fast nichts mehr strömt, dann fällt logischerweise die nächste Zündung aus und es strömt so richtig in den Brennraum. Die Füllung ist dadurch so gut, daß es gleich beim nächstenmal nicht mehr geht, die Leistung aber locker ausreicht zum Laufen. Der Roller lief also mit einem ganz weichen Plommplommplommplomm durch und brachte mich zum Staunen. Na also, ich den Oppa gefragt, der an dem Roller stand, "Iss das ein Viertakter????" Der sagt "jajaaa, dat is joot, dat ding, dat hann isch de letzte Woch gehollt" (Was ein Viertakter ist, wußte er vermutlich gar nicht) Dann saß er auf und gab Gas "määääääh", peinlich, war doch n Zweitakter. Kombiniere logisch aus dem erlebten: dieser Motor hatte ein großes Kurbelhaus. ----- Darf man fragen, was Du vorhast??? Gruß Werner |
Date: October 23, 2005 at 11:45:44
From: Hanomedes, [p5089c09d.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Re: Noch was vergessen!
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Hallo Werner, danke für Die Antwort, aber ich möchte hat gerne wissen wie hoch man die Vorverdichtung treiben kann (mit Vollwangen und Messerpleuel), dabei geht es gar nicht so sehr um Zweitakter... Gruß Dominik |
Date: October 23, 2005 at 12:17:14
From: hastelloy, [p54a35623.dip.t-dialin.net]
Subject: Verdichtung
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hallo Dominik, die Verdichtung die du tatsächlich bekommst und die die du geometrisch höchstens erreichen kannst sind 2 Paar Stiefel. Deine 1,2 bis 1,4 (fache des Zylinderhubvolumens)Angabe bei Serienmotoren sind meineserachtens nur Werte für die geometrische Verdichtung und dabei schon sehr gute Werte. Da der Kolben für leistungsfähige Motoren (bewegte Massen) leicht sein muß ist er hohl. Da da Pleul selbst als Messerpleul einfach Raum braucht um um den Kurbelzapfen kreisen zu können brauchts auch da Raum. zusätzlich haben die meisten 2takter noch Lager die "von innen" geschmiert werden also Wellendichtring erst nach dem Lager=>Totraum. Hinzu kommen noch die Überströmkanäle und bei Membraneinlaß anteilig etwas vom Ansaugrohreinlaß. Das ist die Verdichtervolumenseite = Totraum. Dagegen steht ganz einfach der Hubraum des Zylinders, mehr geht geometrisch nicht. Du kannst also nie nicht auf ein "Kurbelgehäusevolumen" kommen welches dem Hubraum des Zylinders und damit der verdrängten Luft entspricht. Praktische Volumina liegen immer darüber. Man kann zwar mit Messerpleul, gefüllten Kurbelwangen, Ölkühler fürs Getriebeöl.... einiges verbessern an der Pumpe aber nie an den maximalen theoretischen Wert herankommen. NAch der Geometrie kommt dann die Gasdynamik. GAsmassenträgheit Schwingungsaufladung über variable Ansaugrohrlängen und "Sog" vom Resonanzauspuff her können wieder einiges verbessern aber meist nur in recht engen Drehzahlbereichen. Selbst mit Klappen, Schiebern Posaunenrohren... irgendwo ist immer ein Kompromiß. Die höchsten Verdichtungen wirst du wohl bei 2t Großschiffsdieseln finden. Erst verdichtet ein Abgasturbolader die Füllung vor und schiebt es unter den Kolben. Der Kolben komprimiert es nochmal etwas nach und gibt dann die Überströmschlitze frei für Gleichstromspülung. Bei Schnürle, PDP...Spülung sieht es aufgrund der Verwirbelungen... wohl für den Druck auch so nach Optimalpunkt bei nicht zu hohen Drücken aus (zumal die Spülung Rücksicht auf das Timing des Resonazauspuffes nehmen muß. Der "Zufluß" darf nicht schneller sein als der "Abfluß" es erlaubt. Beste Kurbelpumpe die ich gesehen habe war in einem 4takter drin. Messerpleul Kolben hohl wie immer. Unten zwischen die Kurbelwangen hinein öffnen dann Membranzungen, die verdichtete Luft ging in die Ölwanne, von dort durch als Ladeluftkühler ausgebildeten Ölabscheider zum Ansaugrohr. Das Totvolumen der Pumpe war also wegen fehlender Überstömkanäle minimal. FAzit beim 2takter macht es erstmal die Gasdynamik wenns um Kurbelpumpen geht. Will man darauf verzichten und nimmt Gebläse(fremd) gespülte Motoren ist auch da der Vordruck nicht soo wichtig wie der Abgasstrang. Die Luft soll/muß so schnell nachfließen können wie es der Auslass zuläßt, daher höhere Drücke bei höchster Drehzahl und eben sehr kurzer zur Verfügung stehender Spülzeit. im unteren Drehzahlbereich eher weniger Druck da längere Spülzeiten und eben andere Auspuffvorgaben. Wie hoch genau hängt von der Einzelfallgeometrie des Motors ab was Auspuff und Spülschlitze angeht. Gruß Andi |
Date: October 23, 2005 at 16:00:22
From: Hanomedes, [p5089c09d.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Re: Verdichtung
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Hallo Andi Ich denke dabei auch an Viertakter, nach Rudolf Diesel (der hatte ein Patent darauf) haben auch noch andere sich an dem Thema Aufladung durch Kurbelgehäusepumpen befaßt, mit zum Teil sehr interessanten Ergebnissen. Um hierbei eine wirksame Aufladung zu erreichen benötigt man ein sehr kleines Kurbelgehäusevolumen. Daher möchte ich gerne wissen was mit allseits bearbeitetem Gehäuse, Messerpleuel etc. möglich ist (den Totraum um und hinter den Wangen könnte man mit einer Abdichtung wie bei den V-Zweitaktmotoren möglicherweise vermeiden). Für umgerüstete Viertaktmotoren habe ich auch mal einen Wert von 1,6 gelesen (da fehlen die großen Überströmkanäle) ich weiß aber nicht mit welchen Mitteln das erreicht wurde (Vollwangen?, Messerpleuel?; Bearbeitung der Gehäuses etc.). Die 1,4 als Kompressionsfaktor ist natürlich ein rein geometrischer Wert und nichts was tatsächlich erreicht wird. Klar ist diese Form der Aufladung nur für kleine Motoren bei denen es auf das Gewicht ankommt geeignet. Eine Ladepumpe unter dem Kolben mit abgetrennten Kurbelraum wie beim Schiffsdiesel ist damit aus Gewichtsgründen untauglich. Gruß Dominik |
Date: October 23, 2005 at 17:10:18
From: hastelloy, [p54a35804.dip.t-dialin.net]
Subject: Re: Verdichtung
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Hi Dominik, so nen Patent aus den 50er habe ich irgendwo rumliegen entweder schon auf Festplatte oder als Kopiezelttel. mal sehen ob ich es noch finde. Grundsätzlich bringt das nur was im unteren Drehzahlbereich (dafür sieht es auch das Patent vor). Nach oben hin setzt er dann einen Turbo ein und öffnet die Membranventile der Kurbelpumpe um Pumpverluste zu minimieren (der Turbo bringt da dann eh mehr Luft als der Motor verkraftet). In dem Patent ist es extra als Aufladung für Dieselmotoren gedacht um den Start, Leerlauf und untere Drehzahl zu verbessern. Abgedichtet werden die Kurbelpumpen einfach durch die Gleitlager, da kommt kein Gasdruck gegen an. Dann noch ein paar kleiner Änderungen um den Pumpenraum eben "pumpig" zu gestalten z.B. andere Pleullagerschalenverschraubung an der KW.... ein Bild würde es besser darstellen. Gruß Andi |
Date: October 23, 2005 at 21:18:25
From: Hanomedes, [p5089c09d.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Re: Verdichtung
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Hallo Andi, was mir vorschwebt währe ein verlustgeschmierter Viertakter mit Wälzlagern. Aus den Papieren die mir vorliegen (1x 125 Viertakt Rollermotor, einmal PKW Motor und einmal 50ccm Rollermotor) geht hervor, dass es auch bei hohen Drehzahlen durchaus noch funktioniert. Allerdings sind in meinen Quellen wesentlich höhere Liefergrade und Leistungen gegenüber dem Grundmotor angegeben als nach meinem Verständniss dabei herauskommen dürfte. Bei einem Kompressionsverhältniss von 1,5 komm ich auf eine (rein statisch betrachtet) Erhöhung des Liefergrads um den Faktor 1,2 wenn man das Zusatzvolumen des Brennraums berücksichtigt auch etwas höher. Dort ist aber von rund 50% die Rede. Es interessiert mich halt ob man damit vergleichbare Leistungen/Leistungsgewichte wie bei Zweitaktmotoren erreichen könnte. Gruß Dominik |
Date: October 23, 2005 at 23:55:35
From: Werner, [pd9fd104d.dip.t-dialin.net]
Subject: Re: Verdichtung
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Hallo Dominik, ich denke, daß man wesentlich höhere Werte erreichen kann, als 1,4. Es gab mal einen spanischen Moto-Cross Bauer, der hat Viertakter mit Kurbelgehäuse-Aufladung gebaut. Die sind höllenmäßig gegangen, aber eine Serienfertigung blieb aus. Selbst bei einem dummen Enten-Motor kann man das Flatterventil an der Kurbelraumentlüftung umdrehen und mit der Pumpwirkung eine deutliche Leistungssteigerung erreichen (die allerdings nur so lange gut geht, bis das zu heiß gewordene Öl kommt). Dieser spanische Viertakter hatte ein Memranventil unmittelbar hinter vor und hinter dem Kurbelraum. Der Vergaser saß hinten und brachte das Gemisch via Ventil in den Kurbelraum. Dann wurde das Gemisch vorne vor dem Zylinder durch das zweite Ventil wieder ausgeblasen und ging in den Ölabscheider/Kühler, der senkrecht vor dem Zylinder stand. Es sah auf den ersten Blick aus, wie ein zweiter Auspuff, aber mit Rippen. Intern waren auch noch einige Einbauten, die das Öl festhielten. Das Öl lief in dem Ding an der Seite runter und über eine kleine Bohrung zurück ins Kurbelhaus, in dem der gemittelte Druck über die Zeit geringer war, als in dem Abscheider. Vom Abscheider ging es in den Zylinder und dann normal weiter. Meines Wissens wurde auch experimentiert mit Benzin-Direkteinspritzung und zwei Luftklappen, mit denen an dem Vordruckverhältnis gespielt werden konnte. Der Ölverbrauch dieser Motoren war dennoch ziemlich hoch. ---- Das Verdichtungsverhältnis kannst Du Dir aber doch selber ermitteln. Es gibt Kolben die die Räume zwischen Pleuel und Wand ausgefüllt haben. Und zwar als Hohlraum. Dann das schlanke Pleuel und die Toleranzen ein wenig eng gesetzt. Sollen wir das mal im CAD nachbilden? Wirf mal ein paar Maße rüber! Hub, Bohrung, Pleuelbreite. Ich wette 1:2 sind locker möglich. Der Kurzhuber müßte da Vorteile bieten. Jedenfalls halte ich Steigerungen von 50% nicht für utopisch. Der Grund für die niedrige Verdichtung beim Zweitakter - wie gesagt - sind die Verluste durch Drosselvorgänge beim Ein- und Ausströmen. ---- brevet n° 82263 du 2 septembre 1868 et, par la suite, l’inventeur du moteur surcomprimé à deux temps. Unter dieser Bezeichnung findet man den Viertakter von Joseph Ravel, der bereits die sog. doppelte Vorverdichtung hatte. Wieso Diesel da nochmal ein Patent drauf bekommen hat, ist mir unklar. Die Herrschaften waren in dieser Zeit nicht zimperlich mit Ideen, will sagen, kreativer, als der heutige Haufen. Und die Doppelwirksamkeit von Kolben war durch die Dampfmaschine sattsam bekannt. Ravel hatte mit seiner Erfindung echtes Geld verdient, weil er die ersten Autos mit Einzylindermotoren zu ein wenig Leistung brachte. 15PS waren schon richtig gut. Seine Firma ist später dann baden gegangen, warum weiß ich nicht genau. Ein Bildchen von dem Motor kann ich Dir beistellen. Viel sieht man allerdings nicht darauf. Gruß Werner P.S.: Und falls jemand fragt: Ja, es ist der Vater von Maurice Ravel, dem großen Komponisten, gewesen. |
Date: October 30, 2005 at 21:41:07
From: Hanomedes, [p50899f48.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Joseph Ravel
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Hallo Werner, Wo finde ich denn da was zu??? ich hab inzwischen einen schönen Renn V4 Zweitakter ausgegraben mit solchen Zwischenwangen, die Dichtungen sind dort wie Kolbenringe ausgeführt. Das Teil hat übrigens 185 PS aus 850ccm und hält eine ganze Saison ohne Überhohlung! Gruß Dominik |
Date: October 24, 2005 at 19:39:16
From: Hanomedes, [p5089a2e9.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Re: Verdichtung
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Hallo Werner, ich denke auch dass man mit Viertaktern deutlich höhere Werte erreichen kann, man kann den Motor wesentlich kurzhubiger ausführen, der Kolben lässt sich viel kürzer bauen und die großen Überströmkanäle lassen sich auch weit gehend vermeiden. Irgendetwas zwischen 1,8 und 2 sind mit etwas Aufwand wohl realistisch (habs mal mit nem Taschenrechner nachgerechnet). Damit ergibt sich nach meinen Berechnungen (rein statisch betrachtet) eine Erhöhung des Liefergrades um etwa 1,3 bis 1,35 (hängt ein wenig von der Verdichtung des Zylinders ab). Geht man noch weiter dann würde eine Ladeluftkühlung notwendig, so wird die Luft etwa 50° heiß, da kann man noch drauf verzichten (Kappa 1,25 für Kraftstoff/Benzingemisch). Beim dem betreffenden Motor des alten Rudolf war der Kolben wie bei den älteren Zweitaktschiffsdiesel vom Kurbelgehäuse getrennt und förderte in ein viel zu kleines Zwischenvolumen. Da sich der Verbrauch verschlechterte kam Herr Diesel zu dem Entschluss, dass Aufladung ungemein schädlich sei und nicht weiter verfolgt würde.... Gruß Dominik |
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