Kolbenrückstand

[Kurvenräuber135635]

Frage an die Motorenchefs, Kolbenrückstand... warum misst man den und was mache ich dann mit der Messung?

[Vari-Mann]

Du brauchst das Maß um das Volumen auszurechnen das der Zylinder bis zum oberen Rand hat.

 

Bohrung ist ja bekannt,85,5 bei 1600 oder eben nach deiner änderung der Zylinder.

 

Wenn du dann das Volumen deiner Zyliderköpfe kennst oder Ausgelitert hast kannst du dein Verdichtungsverhältniss berechnen 8,5 zu 1 z.b.

 

Du brauchst aber auch den Hub deiner KW aber der sollte dann ja bekannt sein wenn du solche Berechnungen anstellst.

Original hat so ein Herbiemotor 7,5/1 bei 1300,1500 und 1600ccm,bei1200 und einigen 1300 sind es  7,0 und 7,3 zu 1.

 

Am besten wird es in der mitte das Kolben gemessen denn der Rand kann durch Kippspiel im kalten Motor ja wandern und die mitte ist ja neutral (über dem Kolbenbolzen)und bleibt wo sie ist.

 

Bei CSP oder flat4 gibt es Rechner wo du nur die maße eintragen mußt und es berechnet bekommst.

 

Vari-Mann

[Red1600i]

.... und es sollte bei unseren Luftis rund 1,5mm oder größer sein, aber nicht kleiner. Stichwort Quetschkante, Verwirbelung und unvollständige Verbrennung ;)

[flatfour]

Gerade diese Quetschkante, also der Abstand Kolben zu den ebenen 2 Flächen im Zylinderkopf, wird in der Literatur so gehandelt, dass man eher weniger als 1mm als denn grösser machen sollte.

1,2mm( gut, nicht die Welt  von 1,5mm entfernt) machte ich bei meinen Motoren. Man kann das auch nicht  einfach berwerkstelligen, da die Zylinderlänge kaum von jedemanden deswegen eingekürzt wird.

Worum geht es?

Der relativ enge Spalt sorgt für eine innige Verwirbelung kurz vor OT, weil das Gemisch förmlich unter Wirbelwinden aus dem Bereich gepresst wird und dadurch eine gleichmässigere Verbrennung bewirkt.

Ist dieser Spalt zu gross, ist die Verwirbelung naturgemäss nicht so. Zudem bleibt dieser Bereich von der einsetzenden Verbrennung fast unberührt; also verbrennt nicht richtig.

Die Literatur spricht vom Spaltmass eher unter 1mm als grösser.

Hinzu kamen später die Abgasprobleme mit'n Kat. Da hiess es, dass diese Wirbelbildung bloss weg von der Kerze  müssten. Man änderte dann die Quetschflächen, in nur eine oder in 2-Kugelbrennräume.

Daher kamen auch die 2 Kugelbrennräume.

 

Wie gesagt, nicht einfach hinzukriegen.

Meine alten Typ4 1700er Motoren hatten so 1,xxmm Dichtringe im Kopf. Die liess ich immer raus.

Ob der Verbrauch von 7-8L/100km beim 412 Variant daher kam....? Ich weiss es nicht. Tatsache die hatten ein K.-rückstand von 0,4mm etwa(erinnerungsmässig).

 

Meine Empfehlung ist max. 1,5mm. Natürlich muss man auf die Ventile aufpassen( bei Neukonstruktionen). Bei 1,2mm können Ventile eher auf den Kolbenboden treffen als bei 1,6mm, iss klar,ne.

 

Aufpassen muss man bei gelaufenen Motoren. Prüft man da( aus Langeweile vielleicht) mal den Kolbenrückstand und stellt ein Mass fest was korrigiert werden sollte, so lasst es.

Der Kolben läuft aus seiner eingelaufenen Bahn heraus und das  macht der nur mit hohem Ölverbrauch und Kolbenringverschleiss.

Anders verhält es sich bei eingelegten Ringen im Kopf. Da ändert sich die Zylinderbahn nicht. Nur muss man die Verdichtung neu berechnen.

Man weiss dann vorher schon ob er nicht doch schon Superbenzin oder Super+ braucht und muss sich nicht wundern weil er nach Umbau klingelt.

Bis 9:1 könnte man es mit super schaffen. Darüber wohl nur mit super+.

Das hängt mit dem Gemisch(mager, fett) der Vorzündung und schlussendlich mit der Kopfgeometrie zusammen.

[Kurvenräuber135635]

OK, Jungs, also mit der original KW (69 hub) und den 90.5 Kolben messe ich den Kolbenrückstand (0.8 bis 1.5 habe ich schon häufig gelesen) und ermittle so die Verdichtung, die mir dann wieder aufschluss über den Sprit gibt den ich brauche... richtig?

Kolbenmitte messen, danke für den Tip, Variman. Hätte hier auf die Idee kommen können mit der Schieblehre mal am rand zu messen :eek:

Liege ich ausserhalb der 0,8 bis 1,5, was dann?

unter 0,8 => hier wird dann der Platz zwischen Ventil und Kolben unter dyn. Bedingungen knapp??? Zylinder unterlegen?

über 1,5 => schlechte Verbrennung/verdichtung, weniger Leistung, Zylindersitz abdrehen, am Zyl? oder am Block???

[Vari-Mann]

Zitat:

Original geschrieben von A4duke

 

Liege ich ausserhalb der 0,8 bis 1,5, was dann?

unter 0,8 => hier wird dann der Platz zwischen Ventil und Kolben unter dyn. Bedingungen knapp??? Zylinder unterlegen?

 

---Richtig

 

 

 

über 1,5 => schlechte Verbrennung/verdichtung, weniger Leistung, Zylindersitz abdrehen, am Zyl? oder am Block???

Am Block ist sehr gut ,denn da hast du gleich eine saubere und Plane auflagefläche der Zylinder und auch gleich wieder alles winkelig zu der KW.

Erst wenn du diese maße hast kannst du ja entsprechend deiner gewünschten Verdichtung die Köpfe bearbeiten.

 

Vari-Mann

[flatfour]

Vielleicht- wenn es jemandem interessiert- noch ein Hinweis auf den minimalen Kolbenrückstand(KR).

Von der Theorie her wäre es ideal nahe an 0 zu kommen. Da bleibt kein Restgas zurück.

Dagegen sprechen aber 3 Gründe.

 

1.Das Kippspiel des Kolbens - der könnte anschlagen. Je grösser der Kolben, umso grösser die "Kippfläche".

Besonders bei unseren Rennkolben, die  sehr einfach gebaut sind und grössere Spiel wie in der Serie haben.

 

2. Die Lagerspiele bei Fliehkräften. Anfangs, wenn der Motor noch neu ist, kann ein KR von z.B. 0,3mm (aber bitte, ein Beispiel, nicht nachmachen) ohne Probleme gepackt werden. Später, wenn sich die Spiele von Pleuellagerung und Kolbenbolzenhöhenspiel vergrössern, angepasst, eingelaufen haben, dann nicht mehr. 

Gerade wenn man bei hohen Drehzahlen ruckartig vom Gas geht. Da fehlt der Gasdruck( der die genannten Spiele immer schadlos  in Richtung KW drückte) und die Fliehkräfte summieren sich nun plötzlich in Gegenrichtung, so dass die Anlage: Pleuel+Kolben länger wird als sonst und der Kolben anschlägt.

 

3. eine gewisse elastische Längung der Anlage Kolben+Pleuel ist wohl da, liegt aber im Bereich von geschätzen 1-3/100mm. Trotzdem ist das ein Betrag der aufsummiert mit den o.g. die Dinger zum Anschlag bringt bzw. irgendwann bringen könnte.

 

Also, die Summe aus Kippspiel, Lagerspiel, Längung und Fliehkräfte bestimmen den min. KR.

Ich schätze -wohlgemerkt schätze- ihn auf 0,8mm - 1mm je nach Kolben. Darunter ist ein Risiko bei Tuningkolben.

 

Die ganze Geschichte mit dem KR hat allerdings nichts mit dem Aufschlagen der Ventile zu tun. Dafür macht man dann Ventiltaschen in den Kolben.

Die oft gelesenen min.1,5mm ( d.h. bloss nicht unter 1,5mm) sind höchstens eine Vereinfachung das man sich in einigen Fällen die Ventiltaschen erspart- man hat eben mehr Abstand.

Besser ist das nicht mit 2mm KR rumzufahren. Nur, wenn man sich dadurch teure Ventiltaschen erspart... dann sei's drum.

 

Übrigens sollen die Kanten die die Quetschkanten zum Brennraum begrenzen nicht abgerundet werden. Scharfkantig müssen sie sein, denn hier sind Wirbel- im Gegensatz zum Saugrohr- erwünscht.

 

Noch eins: die Halbkugel als Brennraumform schlechthin hat einen Nachteil. Sie hat logischerweise keine Quetschflächen, oder solche die nicht in Richtung Brennraummitte "blasen".

Dementsprechen hat sie zwar die höchste Ausbeute, aber auch den höchsten Oktanzahlbedarf.

Das machen eben die Quetschflächen mit dem KR aus. Der Oktanzahlbedarf wird verringert.

 

 

[rudi1967]

Brennraum: die höchste Schule des Motor-Tunings?

Meine Erfahrung ist, dass die Größe zwischen 40 und 50ccm liegt. Je nach Motor-Größe. Meisstens geben die Köpfe die vorhandene Form vor, an der man zumindest an der grundlegenden Geometrie nicht mehr so viel ändern kann. Zumindest nicht, wenn man nicht Nachsetzen, oder aufschweissen möchte. Schöne Bilder dazu gab es mal von flafour.

Ich klassifiziere mal in den "Drehmoment-Brennraum"= eine große Halbkugel ohne Quetschkanten und in den "Drehzahl-Brennraum" = zwei kleine Halbkugeln mit Quetschkanten. Von beiden etwas, also ein "Mittelding" ist vielleicht der Serien-Brennraum.

Für den Supersport-Motor hat sicherlich der "Drehzahl-Brennraum" Bedeutung, wobei sich die zwei Halbkugeln auf die nötige Platz-Freiheit für die Ventile beschränken. Der Rest ist "Quetschkante", und damit nach aufgestellter Theorie für höhere Verdichtung geeignet. Ein weiterer Vorteil: Da der Brennraum so klein ist, bekommt man bei höherer Verdichtung denselben Ventilhub.

Trotzdem bin ich nach wie vor nicht schlau geworden, mit der Brennraum-Philosophie, würde deswegen gerne noch mehr Brennräume sehen wollen,

[rudi1967]

Dazu hier nochmal rausgesucht, der Brennraum von flatfour's Köpfen, der mich immer wieder beeindruckt. ;)

http://www.motor-talk.de/attachment/606418/fertig~1.JPG

Für mich war bislang die Halbkugel die Idealform, für den geringsten Oktanzahl-Bedarf. Aber man kann sich eben auch irren... Eine Bearbeitung wie oben hielt ich aus dem Grund für notwendig, dass man dadurch höhere Verdichtungen erreichen kann, da die Platz/Raum-Verhältnisse ja beschränkt sind. Bei einer ordentlich ausgearbeiteten Halbkugel würde man locker an die 60-70ccm kommen, und dadurch höhere Verdichtungswerte nicht erreichen können.

Dass aber die Quetschkanten durch die gewollten Verwirbelungen den Oktanzahlbedarf senken, ist mir neu. Eher hätte ich gedacht, dass gerade dort die Klopfgefahr stark ansteigt, während der Kompression.

Warum soll daher die Halbkugel die grösste Ausbeute haben? Etwa, weil der Verbrennungsdruck sofort auf den gesamten Kolben-Durchmesser wirkt, also gutes Drehmoment liefert? ("Drehmoment-Brennraum?")

Bei flatfour's Köpfen dann nach meiner Vorstellung der "Drehzahl-Brennraum", bedingt dadurch, dass dort wahrscheinlich die Gas-Beschleunigung geradlieniger der Kolben-Beschleunigungs-Richtung folgt.

Gerne lasse ich mich da weiter aufklären. Vielleicht liege ich auch ganz und gar daneben, mit meinen Ansichten...

Gruß

Rudi

[Vari-Mann]

Rudi ! Thema verpasst,es geht um KR nicht um Brennräume! :D

 6 ! Setzen!;)

[rudi1967]

Zitat:

Original geschrieben von Vari-Mann

Rudi ! Thema verpasst,es geht um KR nicht um Brennräume! :D

 6 ! Setzen!;)

Na, das sehe ich aber anders. Was willste denn über Kolbenrückstand schwafeln, ohne das Brennraum-Volumen zu beachten?

[Vari-Mann]

Das Volumen ok ,hatten wir ja schon,aber nicht formen oder vor und nachteile der Brennräume .

Ich denke dafür sollte man einen eigenen Thred aufmachen.

 

Vari-Mann

[rudi1967]

So, dann für den Themen-Starter mal das Rechenbeispiel, auf was er normalerweise kommen müsste.

Ich empfehle: Nach Demontage der Köpfe den Kolbenrückstand messen, und das aktuelle Brennraum-Volumen auslitern. Erst dann kann entschieden werden, was gemacht werden muss. Stimmt das aktuelle Brennraum-Volumen nicht, wird auf jeden Fall eine Änderung am Kopf nötig sein. Im seinem Beispiel rund 50ccm. Nur wenn das Brennraum-Volumen stimmt, wird er die gewünschte Verdichtung, bei dem gewünschtem Kolbenrückstand erreichen.

Bei meinem kleinen 1600er war es etwa so: Kolbenrückstand war 1,4mm, Brennraum war aber mit 50ccm zu groß, für meine gewünschte Verdichtung von 9:1. Somit war bei mir keine Korrektur am Kolben-Rückstand, sondern am Kopf. Würde ich 9:1 erreichen wollen, unter Beibehaltung des Brennraum-Volumens, wäre der Kolbenrückstand dann=0.

Also, Köpfe runter, beides messen und dann entscheiden.

Gruß

Rudi

 

[flatfour]

Ob nun meine Brennraumform ideal ist, weiss ich auch nicht. Ich kann- möchte aber gerne- nicht Verbrennungsabläufe fotografieren und Strömungen mit der Flammenfront ablichten.

Diese Brennraumform ist auch nur durch Zuhören( eher Abhören, da es ein Telefongepräch eines Kunden mit dem Tuningfritze war wo ich zufällig dabei war) und Nachlesen entstanden.

Mein Eindruck mit dieser BR-form: weicherer Verbrennungsablauf. Und natürlich macht das aufgeschweisste Material den Kopf stabiler. Ob damit statt meiner 10,2:1 auch 11:1 möglich wären, möchte ich nicht an der Drehbank oder Fräse ausprobieren. Dazu fehlt mir -neben Zeit und Geld- auch die Geduld, weil ich das Teil auch mal fahren möchte ohne dauernd daran rumzuschrauben.

 

Zurück zum KR und Halbkugel.

Nochmal: die Halbkugel mit -wichtig- mittiger Zündkerze, wo die Blitze der Zündkerze gleichlange Wege nach allen Seiten hat, die kleinste Oberfläche bei gegebenen Volumen hat, ist wohl weiterhin das non-plus-ultra.

Nur muss man sich auch vorstellen das diese Form mehrfach abgewandelt wurde, allein wegen den Abgasgesetzen und Benzinverbrauch. Und die Halbkugel geht nicht bei allen Köpfen. Annähernd vielleicht.

Vierventiler haben da schon bessere Voraussetzungen.

Nur, die Kugel im Kopf ist ja nur eine Seite. Wie sieht der Kolben aus? Manche haben abenteuerlichen Kopfaufbauten, mit Ventiltaschen, Strömungsleitern ect.

Da kamen manche nur durch Forschung auf die Idee. Ob heute noch Quetschkanten DIE Rolle spielen weiss ich nicht.

 

Ausserdem müsst ihr immer nach meinem Verfahren vorgehen: was einer schreibt kann logisch und wahr klingen, aber forscht immer selber nach diesen Probs. Ich kann auch irren oder was falsch verstanden und dann noch anders, verdreht wiedergeben.

Findet ihr gleichlautendes auch woanders, kann man mir auch glauben.:)

 

NACHTRAG zu rudi(las ich gerade): die Formel setzt eine gewisse vereinfachte Brennraumform(nämlich den KR) voraus. Wenn ich 1mm abdrehe, drehe ich ich die an der ganzen Fläche ab. Das heisst auch den "leeren" Brennraum lt. Formel.

Also drehe ich nur die Quetschflächen ab. Gerechnet wird aber der ganze Raum.

Anders habe ich das bei meinen Köpfen gemacht. Da habe ich alle auf gleiche Höhe geplant und was mir am KR fehlte habe durch einen Einstich von 0,7mm Tiefe x Zylinderwandungsbreite+ 0,2mm Si.-spiel hergestellt. Also einen 0,7mm tiefen Ringausschnitt.

Da rutscht also nur der Zylinder+Kolben immer tiefer(je nach Bedarf) zu den Quetschflächen in den Kopf.

Ich meine auch zu merken das diese Kombination auch dichter ist.

Zylinderabdrehen habe ich auch gemacht, aber immer mit mulmigen Gefühl, da ich nur ein 100er Backenfutter habe, aber die Zylinder 103mm sind.

Diese obige Version ist schon besser finde ich.

 

[Vari-Mann]

Zitat:

Original geschrieben von flatfour

 

 

Zurück zum KR und Halbkugel.

Nochmal: die Halbkugel mit -wichtig- mittiger Zündkerze, wo die Blitze der Zündkerze gleichlange Wege nach allen Seiten hat,

 

--Du meist sicher die Flammfront die von dem Zündfunken verursacht wird,der Funke (Blitz) saust ja nur von der mittel zu der Masse-Elektrode der Kerze.

 

 

. Ob heute noch Quetschkanten DIE Rolle spielen weiss ich nicht.

 

--- Da bin ich der meinung,und hab es auch von anderen gehört ,das man einen runden BR bevorzugen sollte ,oder eben die Kanten einrunden ,denn die Verbrennungsrückstände die sich ablagern ,auch an den Kanten,sorgen bei "heißen" Motoren dafür das es zu Glühzündungen kommen kann und die sind nicht konntrollierbar und nicht gut.Logisch.

Liegt daran das die Rückstände sehr heiß werden und auch am Glühen bleiben,grade an scharfen Kanten an denen sie dann ihre Wärme nicht so gut ableiten können.

Vari-Mann