Wissenwertes zum Motortuning

- Montag 11. Juli 2011, 08:39 #69670 Hintergrundwissen zum 2-Tackt Tuning!

Das Tuning von Zweitaktmotoren ist genau alt wie der Zweitaktmotor selber. Es ist viel geforscht , geschrieben und gebaut worden. Vieles mit Erfolg, sicher genau so viel war wohl vom Misserfolg gekrönt und landete auf dem Schrottplatz. Die Erfolge im Motorsport sprechen jedoch für sich, obwohl es sich ja abzeichnet das auf diesem Gebiet der Zweitakter wohl am Ende seiner Laufbahn ist.
Vorab aber der Hinweis, dass nicht alles was ich da niedergeschrieben habe aus meiner Feder stammt, aber alle Quellen im Einzelnen hier aufzuführen würde sicher den Rahmen sprengen, erhebe auch nicht den Anspruch auf mein Gedankengut.
Aber nun zum Thema:

Die Wahl der Steuerwinkel
1. Der Einlasswinkel
Die Erkenntnisse und Studien lassen erkennen, das Einlasswinkel über 140° bis 145° den Füllgrad senken. Darüber täuscht im praktischen Fahrbetrieb gerade eine hohe Drehzahl hinweg, sodass man annehmen könnte die Füllung sei sehr hoch. Zwar trifft zu, dass mit steigender Drehzahl in Richtung Resonazdrehzahl die Füllung zunimmt (ab 0,67 facher). Aber die Gesamthöhe ist mit großen Winkeln immer niedriger als mit 140° bis 145°.
Nebenbei sei erwähnt, dass die Einlassfläche ca. 1,2 bis 1,4 fache Vergaserfläche betragen sollte.
Sehr interessant dürfte in diesem Zusammenhang die Tatsache sein, dass sich bei Verlängerung der Ansaugzeit von 140° auf 152° kw das wirksame Ansaugvolumen und damit der Luftdurchsatz um 10% verringert. Dieser Verlust kann durch Erhöhung des Unterdruckes bei schließen der Überströmschlitze um 0,03 at ausgeglichen werden. Zum Beispiel kleineres Kurbelgehäusevolumen oder mehr Vorauslass, sowie größeres Auspuffvolumen, größerer Auspufföffnungswinkel und größere Kanalflächen. Weiterhin erzielt man durch herabsetzen der Kurbelgehäuse Temperatur von 110° C auf 70° C einen verbesserten Füllungsgrad von 0,7 auf 0,8. Dies stellt schon einen beachtlichen Wert dar. Erreichbar ist dies zum teil auch mit einer höheren Innenkühlung durch größeren Luftdurchsatz. Aber auch mit Hilfe von Kühlrippen oder separater Wasserkühlung.( Habe selber meinen Sprit mit Hilfe von Trockeneis gekühlt um so verträgliche Temperaturen zu erreichen, 100ccm Kartmotor
gefahren 1986 in Kuwait).
Die Verlängerung der Ansaugweglänge hebt ebenfalls den Füllgrad merklich an, hat aber zur Folge, das die Resonanzdrehzahl unweigerlich in niedrigere Bereiche fällt.

Bei entsprechender Resonanz folgen “ Überströmwinkel, Auslasswinkel, Vorauslasswinkel, geeignete Kanalflächen ermitteln, Winkelquerschnitte, optimale
Spülwinkel, Drehzahlerhöhende Maßnahmen, Faktor K-Wert, Alternative Auspuff- Abstimmung.

- Montag 11. Juli 2011, 08:41 #69671 Hintergrundwissen 2. Teil
Der Überströmwinkel

Allgemein sollte man die Überströmkanäle so groß wie möglich auslegen, ideal ist es die Fläche gleich groß der Fläche des Vergasers zu gestalten und man gibt ca. 20 bis 30% hinzu, für die Verluste an Querschnitt durch Umlenkung und Einfallswinkel, in der Regel 5 bis 25° Winkel. Insgesamt bewegt sich der Rahmen zwischen 108° und 137°. Bis ca. 120° dienen für gutes Handling und geringeren Verbrauch. Jedoch für Leistungsmotoren liegen sie deutlich höher . Die Wahl der Kanalzahl unterliegt in erster Linie der Vergaserfläche.
De Wahl der Einfallswinkel dem Kolbendurchmesser, der Drehzahl und der Nutzung. Soll der Motor bei niedrigen Drehzahlen gute Spülung erhalten, sollten die Einfallswinkel flacher gestaltet sein. Die Gestaltung der Überströmkanäle sollte sehr gut durchdacht sein. Trotzdem werden genauere Versuche immer wieder aufzeigen wie vielschichtig die Einflußfaktoren zu genauen Abstimmung sind.

Der Auslaßwinkel
Bei der allgemeinen üblichen Resonazaufladung mittels Resonazauspuff ergeben sich deutlich höhere Leistungen als ohne diese Abstimmung, daraus wird ersichtlich, dass defekte oder falsch ausgelegte Auspuffanlagen unweigerlich die Leistung abfallen lassen. Es geht sogar soweit, dass man mit gezielter Gestaltung der Auspuffanlage regelrecht einen Motorcharakter anerziehen kann. In aller Regel bedeutet dies Vorteile in einem bestimmten Bereich aber auch Nachteile in einem anderen.
Für die Resonanzaufladung haben sich Auslasswinkel zwischen 150° und 185° hervorgetan. Bis ca. 165° sind Motoren für den alltäglichen Gebrauch, darüberliegende Werte schon für Leistungsmotoren angebracht. Mann sollte nicht vergessen, das größere Auslasswinkel dem effektiven Nutzhub verloren gehen. Also darf man eine Nutzung im unteren Drehzahlbereich nicht mit größten Winkeln anstreben. Nebenbei vergrößert sich mit zunehmenden Winkeln die Auslaßfläche, welches wiederum für höhere Drehzahlen günstig ist. Auch in Folge der dann größeren Krümmerfläche und aller folgenden Flächenquerschnitte im Auspuff.
Denn alles steht immer in einem bestimmten Verhältnis zueinander!
Die sogenannte Zahl für den Kreisprozeß gibt Auskunft darüber, ob die Resonanzladung noch in einem verträglichen Umfang erfolgt. Der sich ergebene Faktor muß zwischen
0,3 und 0,43 liegen.
Die Formel hierfür lautet: Auslasswinkel – Vorauslasswinkel /360° = Faktor 0,3 bis 0,43
Beispiel: Auslasswinkel 167° minus Vorauslass 23° geteilt durch 360° = 0,40

Vorauslasswinkel
Der Vorauslass ergibt sich aus der Differenz zwischen Überströmwinkel und Auslasswinkel.
Die Formel hierfür lautet: Auslasswinkel – Überströmwinkel / 2 = Vorauslasswinkel
Beispiel: Auslasswinkel 167° minus Überströmwinkel 121° geteilt durch 2 = 23°
Allgemein schwankt dieser zwischen 15° und 32°.
Fest steht, dass mit steigenden Vorauslasswinkel auch die Leistung steigt. Man darf aber nicht außer acht lassen, dass hier nicht einfach frei gewählt werden kann. Vielmehr unterliegt der Vorauslasswinkel auch den charakterlichen Erfordernissen eines Motors wie zum Beispiel der Drehzahl und des Einsatzes. Im weiterem auch der Verdichtung, dem Hubraum und anderen Faktoren. Im Zweifelsfall sollte man lieber einen kleineren Vorauslasswinkel bis ca. 25° anstreben. Dies schließt zumindest die Möglichkeit, das der Motor einen gestörten Ladungswechsel aufweist. Nachfolgender Tabelle kann man allgemeine Werte entnehmen, die zu einer bestimmten Drehzahl der höchsten Leistung passen. Dies sind aber sogenannte Richtwerte dürfen und können noch variiert werden.
Drehzahl Vorauslasswinkel
5500 von 14° bis 19°
6000 von 15° bis 20°
6500 von 16° bis 21°
7000 von 17,5° bis 22,5°
7500 von 19° bis 24°
8000 von 20° bis 26°
8500 von 21° bis 27,5°
9000 von 22,5° bis 29°
9500 von 24° bis 30°
10000 von 25° bis 31°
10500 von 26° bis 32°
11000 von 27,5° bis 33°
11500 von 29° bis 33,5°
12000 von 30° bis 34°
Der jeweils niedrigeren Werte ergeben besseres Handling im unteren Drehzahlbereich und lassen sich auch leichter abstimmen. Die größerer Werte ergeben höhere Leistung aber meist erst bei höheren Drehzahlen. Unterhalb der Auspuffresonanz entstehen schwierige Ladungsverhältnisse.( bis 0,67 fache Resonanzdrehzahl)