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Reflux (Teil 1)

[wellental]

So, heute gings weiter. Leider hatte ich nicht allzuviel Zeit, weil ich vorher die Werkstatt aufgeräumt hab, und das hat sich etwas hingezogen...

Plan war, mit der Bearbeitung des Zylinderkopfes anzufangen. Ich möchte, wie bereits erwähnt, die Einlasskanäle vergrössern und etwas strömungsgünstiger gestalten, um bei hohen Drehzahlen eine bessere Zylinderfüllung zu erreichen. Einfach mal nur Kanäle gross machen bringt laut den Aussagen diverser Spezialisten im Netz nicht so arg viel. Was ich so mitgekriegt habe, versuchen die Leute, die das wirklich draufhaben, den Einlasswinkel etwas steiler zu gestalten, so dass auch wirklich die gesamte Ventilfläche von der einströmenden Luft genutzt wird. Um den Effekt noch zu verstärken, kann man am äusseren Radius des Einlasses kurz vor dem Ventilsitz noch eine leichte Tasche einfügen, um den Luftstorm verstärkt auf den inneren Radius, und somit auf den Teil der Ventilfläche, der am wenigsten von der einströmenden Luft abbekommt, umleiten. Man sollte es hierbei nur nicht übertreiben, weil sonst der Teil der Ventilfläche am äusseren Radius wieder zu wenig Luft abbekommt. Um zu verdeutlichen, was ich genau meine, folgende Skizze. Nicht schön, aber funktional

Schwarz soll der Originalverlauf sein, rot ist der geplante steilere Einlasswinkel angedeutet und grün die oben erwähnte Tasche. Das wird natürlich in der Realität dann nicht so grob ausschauen, aber ich glaube man versteht, worauf ich hinaus will.

Den steileren Einlasswinkel werde ich mir schaffen, indem ich den Kanal beim Aufweiten in der Vertikalen vorwiegend oben bearbeite.

Zunächst aber habe ich alle "kritischen" Öffnungen im Kopf, die man am besten nicht mit Aluspänen zusauen sollte, mit Tesa-Crep abgeklebt. Das ist durchaus empfehlenswert, wenn man länger was von seinem neuen Motor haben will, da sich Aluspäne in Pleuellagern einfach nicht wirklich gut machen. Natürlich werde ich den Kopf nach der Bearbeitung reinigen, aber so ist man halt auf jeden Fall auf der sicheren Seite, bei der Reinigung nix zu übersehen.

Wie man sieht, habe ich sogar die Öffnungen, die sonst die Federteller, Federn und die Hydros beinhalten, mit Klopapier zugemacht. (Man braucht am PL genau anderthalb Rollen vom billigsten einlagigen dazu ) Ich will mir halt echt nix durch Schlamperei versauen...

Damit ich ungefähr weiss, wie steil ich den Einlasswinkel machen kann, habe ich erstmal angefangen, die Ansaugbrücke zu bearbeiten. Es bringt nämlich nicht viel, wenn der Winkel dann so steil ist, dass zwischen Brücke und Kopf eine Abrisskante entsteht, weil man die Brücke nicht mehr weiter nach oben aufmachen kann.

Dazu musste ich mir erstmal eine Spannvorrichtung basteln, um die Brücke sauber auf der Werkbank zu fixieren. Holz im Keller macht's möglich.

Als nächstes, werden die einzelnen Saugrohre so bearbeitet, dass sie exakt mit meiner Schablone (einer alten Dichtung, wie man unschwer erkennen kann) fluchten. Vorher habe ich die Brücke natürlich mit der Schablone am Kopf montiert gehabt, um Führungen für meine Zentrierstifte zu bohren. Auf dem Bild stecken da die Dremel-Werkzeuge drin.

Nun habe ich die Möglichkeit, meine Brücke so zu bearbeiten, wie ich will und passe gleichzeitig meine Schablone immer weiter an, damit ich diese später bei der Kopfbearbeitung verwenden kann. Für diese ersten groben Geschichten habe ich einen billig HSS Fräser vom Aldi genommen. (5er Satz für'n 10er, oder so...gab's mal vor einem Jahr dort) Die tun's für den Zweck locker. Für die feinen Sachen, und für die, wo ich mit den billig Fräsern nicht hinkomme, weil zu kurzer Schaft, habe ich natürlich gute VHM Fräser mit extra langem Schaft und Supercut-Schliff. Als Profile verwende ich Tropenform (hervorragend geeignet, um innere Radien zu bearbeiten) und Walzenhalbrund. Das zeige ich aber in einem weiteren Artikel noch genauer. Des weiteren verwende ich eine Metabo Flexwelle (kostet ca. 120 Euro) und eine normale Bohrmaschine. Ich weiss: Die reicht von der Drehzahl her überhaupt nicht aus, aber momentan gehts noch recht gut damit. Vielleicht hol ich mir doch noch mal 'n Hängemotor aus der Bucht, oder baue eine alte Oberfräse um.

Bei der Flexwelle sollte man übrigens nicht sparen: Ich hatte vorher eine billige vom Conrad (für'n schmalen 20er, oder so), und die hat grade mal 10 Minuten durchgehalten, bevor sie mir um die Ohren geflogen ist...

Die VHM-Fräser habe ich über einen geschätzten Kollegen hier aus dem Forum bestellt (Danke Reno !). Die kosten ca. 35 eus pro Stück und sind echt extrem gut !

Naja, dann gings los: Fräser an und Späne fliegen lassen. Macht übrigens einen Höllenspass ! Alu iss soooo das endsgeile Material...

Weiter bin ich heut noch nicht gekommen. Mal schauen, wie ich morgen Zeit hab.

[Reiner Husten]

Hallo,

deine Gedanken zum Saugrohr sind ohne Zweifel richtig. Vielleicht solltest du dir aber noch überlegen was du mit dem inneren/unteren Buckel vor dem Sitzring machst. Ich habe da mal sehr erfolgreiche Versuche mit Knete gemacht. Also schon geknetet und dann wieder auf die Fließbank. Das ganze 5-10 Mal danach gabs den "AHA-Effekt". Ab 7mm Ventilhub deutlich mehr absoluten Durchfluss.

Bei Saugkanälen hilft viel messen und probieren. Wahrscheinlich hast du keine Fließbank zur Hand oder?

[Provaider]

Die kann man sich aber basstel, ein alter Staubsauer und eine Manometer das dir den unterdruck anzeigt. eine Kasten aus Holz gebaut und mit Silikon abdichten, oben das rohr montieren wo der Zylinderkopf aufliegt. Ich hoffe war einigermassen verständlich.

Naja mann kann zwar nicht den Durchfluss messen, aber immerhin sehen was bringt was und was nicht, also die Tendenz.

[Reiner Husten]

Ja so kann mans machen. Ich würd dir gerne hier die skizzen veröffentlichen aber das geht leider nicht. Sehen ähnlich deiner aus. Halt viele verschiedene varianten incl der Beeinflussung der Messergebnisse.

Es wurde halt auch gezielt Drall und Tumble minimiert. Stück für Stück. Theoretisch erhälst du damit den maximalen Durchfluss. Das kannst du mit deinem Staubsauger nicht machen. Brauchst du aber auch nicht. Wenn du das machst musst du auf jeden Fall die Brücke zusammen mit dem zylinderkopf messen. Die Luft tritt sonst falsch in den Ansaugkanal ein.

[Schattenparker50835]

Wow das ist mal echter Motorenbau in der heimischen Garage. Hast du etwas in die Richtung gelernt oder dir alles selbst beigebracht ?

Ich könnte niemals eine Fräse über längere Zeit so ruhig halten. Die Aluteile wären in kurzer Zeit ein Fall für den Schrott

[wellental]

Mahlzeit !

Danke Euch allen für die rege Anteilnahme !

@Reiner Husten: Welchen Buckel meinst Du ? Den vor der Ventilführung ? Vor dem Sitz ist da bei mir nichts...Oder meinst Du die Tasche, die ich einbauen möchte ?

@Provaider: Flowbench hab ich natürlich keine. Aber das mit dem Staubsauger war mir bekannt. Bin echt am überlegen, ob ich mir sowas mal zusammenbastle. Ich hab da so'n oranges Buch ("Practical Gas flow" von John Dalton...Nein, nicht mit den Daltons aus Lucky Luke verwandt...) da wird das Verfahren sehr genau beschrieben und auch, wie man sich aus Gips ein Modell seines Zylinderkopfes baut, um daran zu forschen. Das ist recht interessant und kann ich jedem empfehlen, den das Thema interessiert.

@Rockport1911: Nö, bin studierter Informatiker und generell nicht so die handwerkliche Leuchte. Aber das macht mir halt Spass und von daher haut das dann schon hin. Üben üben üben ist die Devise Hab mich jetz die letzten paar Jahre in die Thematik eingearbeitet. Viel gelesen im Web und in Büchern, hab vielen Leuten über die Schulter geschaut, einiges im CAD mit 'ner Flow-Simulation ausprobiert usw. Das mit dem Alu ist undramatischer, als es sich anhört. Und mit 'nem Beruhigungsbier nebenher (mehr sollts nicht sein, sonst gehts echt schief...) kann man auch die Hand ruhig halten, nachdem man sich das zweite, dritte mal in die Hand geschliffen hat Scherz beiseite: Man muss halt einfach ein bischen aufpassen, dann geht das schon.

Heut nachmittag geht leider nicht viel weiter, da ich nicht daheim bin. Mal schauen, wie ich heut abend noch dazukomm. Würd gern mal ein Saugrohr meiner Brücke soweit kriegen, dass ich was als Referenz für die restlichen habe. Mir kommts so vor, als ob das Alu der Brücke etwas härter wär, als das vom Zylinderkopf. Ich glaub, ich brauch echt mal 'n Antrieb mit mehr Drehzahl...

[mousejunkie]

wenn du informatiker bist würde ich dir ein cfd-programmempfehlen. vielleicht kennst du einen ingenieur, konstrukteur oder technischen zeichner, der dir ein cad-modell deines zk machen kann. dann kannst du stück für stück die form der ansaugkanäle verbessern.

ich denke so wie du das jetzt machst wirst du im günstigsten fall keine verbesserung spüren (oder was auch immer du dir davon versprichst). im schlechtesten fall kommt es zu einem verschlechtertem motorlauf.

[fate_md]

Kann mal kurz jemand ne lustige Paint Skizze für die Selbtbau Staubsauger Flowbench machen? Ich hab da grad ne akute Hirnblockade. Müsste der Ventiltrieb nicht dabei eigetlich auch betätigt werden? Einfach nur durch die offenen Kanäle messen ist doch ne Milchmädchenrechnung oder?

[Spurverbreiterung1929]

im kanaleingang und im ventilsitzringbereich sollte die maßgenauigkeit bei 0,1mm liegen.

im bereich der ventilführung sollte die genauigkeit bei unter 0,5mm liegen.

beim 16v tuning, also hohe drehzahlen, sind absolut gleichmässige kanäle nötig.

benutz lieber ein fächerschleifer, der nimmt nicht so viel material ab.

[wellental]

@mousejunkie: Das mit dem CFD hab ich mir auch schon überlegt, ist mir aber einfach zu umständlich. Ich will ja auch nicht den "perfekten" Zylinderkopf machen sondern nur ein klein wenig die Leistung erhöhen. Ich hab da auch wen an der Hand, der mir mit Rat und Tat zur Seite steht. Der stimmt mir das Ding dann auch auf dem Prüfstand ab. Das klappt schon mit der Mehrleistung, wirst sehen

Früher hatten die Leute sowas auch nicht, und die Kisten gingen wie die Pest. Es ist jetz nicht so, dass ich nicht wüsste, was ich da tue, ich bin lediglich noch etwas unerfahren, aber durchaus lernfähig.

@ganjaman: Jepp, das mit den Fächerschleifern hab ich mir auch überlegt, aber da gibt es leider keine mit so langem Schaft, wie ich sie bräuchte. Mit dem kurzen und der Flexwelle kommste zwar super rein, aber du siehst halt dann nicht mehr, was du da eigentlich machst. Ausserdem braucht man mit dem Fächerschleifer halt auch ewig und der Verschleiss ist auch nicht ohne. Ich denke, wenn man sich beim Fräsen ein bischen zusammenreisst (nicht so, wie ich's bei meiner Ansaugbrücke gemacht hab...) klappt das schon. Mit dem Fächerschleifer glätte ich lediglich noch die Unebenheiten weg. Ich kenn wen, der macht seine Köpfe nur mit Fächerschleifern...der hängt aber halt auch ewig an dem Ding dran, bis mal was vorwärts geht.

[Reiner Husten]

@fate, Du musst die entsprechenden Ventilhübe einstellen können. zb. von 0-12mm Venthub. 12 Messpunkte. Eine proffessionelle Fließbank fährt die vorprogrammierten Hübe automatisch an. Den Job erledigt dann ein Hydraulikausleger welcher direkt auf den Ventilstößel fährt.

Das mit dem Staubsauger ist recht simpel, funktioniert aber auch nicht wirklich

Man probiert halt das Druckverhältnis zwischen Umbebung und Staubsaugerrohr zu bilden. Das Messobjekt wird dabei durchströmt. Damit kannst du Aussagen wie "besser" oder "schlechter" treffen. Modifikationen kannst du zb mit Knete vornehmen. Nachteil: der Staubsauger hält den Druck nicht wirklich konstant. Die Anbringung der Messstellen und die Abdichtung sind sehr tricky.

Ich hab im Internet auch mal ein absolutes System mit einem Luftmengenmesser gesehen. Ich beführchte jedoch die teleranzen zwischen den aufeinander folgenden Messaufbauten brechen einem das Rückrat. Kleinste Undichtigkeiten erzeugen falsche Messergebnisse. Es ist schon schwer einen Zylinderkopf den man gemessen hat nochmals mit selben ergebnissen zu messen wenn er einmal von der FB demontiert wurde. Der Brennraumdurchmesser muss auch bis auf einen halben mm stimmen.

Wenn du dazu noch Fragen hast mach ich dir ne Skizze.

@wellental

ich meine den unteren Knick im Saugrohr. Der ideale Kanal hat ja inneren Ventilsitzringdurchmesser und kommt senkrecht von oben. Zumindest wenns um max. Leistung geht. Die Länge ist dann drehzahlabhängig. Deiner muss dem Ideal ja "ähnlicher werden". Das schlimmste was passieren kann ist wenn sich die <luft nur am Lanaldach anlehnt. Dann wird auch nur die Ventiltulpe einseitig angeströmt. Ich hab mal mögliche Modifikationen skizziert. Die wirken sich alle unterschiedlich aus.

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[wellental]

ja, in der tat, an dem knick ist noch einiges potential versteckt. daher wollte ich auch die venturi-tasche auf der gegenueberliegenden seite machen. der john dalton empfiehlt das so zu machen. aber ich wird da wohl doch noch ein paar gedanken machen muessen. ich glaub, ich werd da wohl noch ein wenig im solidworks mit der flow-simulation spielen oder mal meinen bekannten fragen, wie der das macht.

danke fuer den tip.

[Reiner Husten]

Die wird mit sicherheit nix taugen. Aber gut zu wissen, dass es bei solidworks ne Flow-simulation gibt.da werd ich nach meinem urlaub mal rein schauen. Leider hab ich gemerkt das man mit Simulationen da nicht viel anfangen kann. Aber probiers halt. Ladungswechselsimulationsprogramme werden auch nur mit echten Messdaten aus der FB gefüttert. Da weiß man was man hat. Man hätte auch das zuvor simulieren können. Fakt ist die beule da unten muss exakt passen für den dynamischen flow. Mit Knete waren das Teilweise wenige 0,1g unterschied an der falschen Stelle. Ich bin der Meinung da gibt es auch kein Patentrezept.

[wellental]

Also beim 2009er Premimum ist was dabei. Findet man unter "Evaluieren". Ich nehm die auch lediglich her, um generell zu testen, was flow-mässig was bringt, und was nicht, da ich im Studium nur in begrenztem Umfang Strömungslehre hatte. (Ist halt nicht des Informatikers täglich Brot...hehe) Der absolute Brüller ist die Simulation aber natürlich, wie du schon vermutest, sicher nicht. Dassault hat aber angeblich eine ziemlich teuere Flow-Simulation für's Solid-Works im Angebot, und die soll, nach Aussage eines befreundeten Machinenbauers, recht gut sein.

Verdammt...0,1g Knete ist echt nicht viel...Aber da wirds wohl mit der Staubsauger FB auch nicht reichen das durchzumessen. Wenn halt nur 'ne echte FB nicht so teuer wär...

Woher hast Du eigentlich das ganze Know-how ? Machst Du das beruflich ? Nur mal interessehalber.

Was hälst Du von der Idee, einen Drall in den Kanal zu fräsen, um die Luft besser in Richtung innerer Radius zu drücken ? Das hatte ich mir nämlich auch überlegt, aber dann wieder verworfen, weil das grade in Handarbeit ziemlich schwierig für alle Kanäle gleich zu realisieren sein dürfte...Deshalb sagt der Dalton ja auch, man solle stattdessen lieber am äusseren Radius eine Tasche fräsen und somit den Venturi-Effekt nutzen.

[Reiner Husten]

Ja das mit dem 0,1g ist echt heftig. Ich würds aber auch nicht glauben wenn ich nicht selbst gemacht hätte. Du kannst mir ja mal deine email geben. Dann schick ich dir was zu dem Thema.

Drall im Saugrohr wird bei Dieselmotoren gemacht. Der Drall soll für optimale Gemischbildung sorgen. Je homogener desto mehr Drehmoment. Bei Opel wird das durch"twinport "realisiert. Jedoch bei Benzinern. Im Teillastbereich wird ein Saugrohr dicht gemcht. Durch die Asymetrie, und das nur ein Ventil von 2 einlassventilen angeströmt wird bekommt die Luft im Brennraum den Drall. Für maximale Leistung, so wie du das haben willst werden jedoch beide Ventile angeströmt. dadurch weniger Ladungsbewegung und mehr Durchfluss.

Ich denke du meinst nicht Drall oder? Oder ich versteh nicht wie du dir das vorstellst. Angenommen du würdest den Drall schon im saugrohr erzeugen um die Luft an die Innenseite zu drücken, würdest du mit Sicherheit an Durchfluss verleiren. Sag ich jetzt so aus dem Bauch raus.

Ich habe ein paar Monate an einer sehr guten Fließbank gearbeitet, bei 8 Stunden am Tag hat man da jede Menge Messungen gemacht. Modifikationen wurde auch wie bei dir mit Hängemotor und flexibler Welle umgestezt.

[wellental]

Das wäre natürlich sehr fein, wenn Du mir da noch weitere Infos zukommen lassen könntest. Meine email ist max(at)wellental(punkt)com.

Das mit dem drall ist blöd zu erklären, war aber schon so gemeint. Ich such heut abend mal die Seite aus dem Dalton raus und schick sie dir zu. Würd sie ja gerne hier einstellen, aber dann, denke ich, bekomm ich urheberrechtliche Probleme seitens der Admins...