- Freitag 2. September 2011, 16:39
#71710
Wie wird eigentlich die Resonanzlänge eines Auspuffs bestimmt?
Dazu gibt's eine sehr schöne Formel
Auslaßwinkel (-Vorauslaß) x Abgasgeschwindigkeit. (m/s) /12 x Unterstützende Drehzahl
Für die Ermittlung der Steuerzeiten eines Motors hat sich eine Gradscheibe bestens bewährt...am Polrad befestigen und los geht’s.
Um die Winkel zu ermitteln wird der Motor im Uhrzeigersinn gedreht bis zum Öffnungsbeginn des jeweiligen Kanals. Die Scheibe auf "0" Grad stellen (Markierung am Motor anbringen) und über den UT bis zum schließen des jeweiligen Kanals drehen. Gradzahl ablesen...fertig.
Die Differenz zwischen Auslaß- u. Überstömwinkel geteilt durch zwei ergibt den Vorauslaß. Bei meinem Auslaß von 167, Überströmer 121, Differenz 46 geteilt durch zwei ergibt einen Vorauslaß von 23°.
Die Abgastemperatur?
Sie ist abhängig von recht vielen Dingen u. ändert sich ständig. Um so Höher z.B. bei niedriger Verdichtung, längeren Steuerwinkeln, höhere Drehzahl, höhere Belastung, großer Vorzündung, vorgelagerte Funkenstrecke, magerem Gemisch, Quetschkante usw. Ma(n) müßte sich mal die Mühe machen und kurz nach dem Auslaß u. im Endkegel die Temperatur zu messen und daraus die mittlere Abgastemperatur zu ermitteln. z.B.. Auslaß 600°, Gegenkonus 200° ergibt 800° geteilt durch 2 =400°.
400° mittlere Abgastemperatur wiederum stehen für 571 m/s Gasgeschwindigkeit.
0.6 x mittlere Abgastemperatur + Schallgeschwindigkeit (331 m/s) = Gasgeschwindigkeit (m/s). Man weiß es einfach nicht genau wie hoch die mittlere Abgastemperatur und die dadurch entstehende Geschwindigkeit des Gases ist.
Ich bevorzuge ca. 520-550 m/s und nehme die goldene Mitte.
Beispiele:
Auslaßwinkel 167° - halber Vorauslaß von 11,5° = 155,5°.
((155,5*520)/(12*11000)) ergibt Resonanzlänge von 0.61 m bis letztes Drittel Gegenkonus. Bei 550 m/s sieht die Sache schon anders aus denn hier kommt man auf eine Resonanzlänge von 0.65 m. Goldene Mitte etwa 68-69 cm. Im Allgemeinem sollte der Auspuff lieber etwas länger sein als zu kurz.
Drehzahl der besten Füllung
In der Beispielrechnung bin ich von 11000 U/min ausgegangen was gut zu einem Reely Motor paßt. Es macht wenig Sinn den Auspuff auf 18000 U/min auszulegen, wenn der Motor bzw. die Steuerzeiten diese Drehzahl einfach nicht zuläßt. Einer meiner Motor dreht an die 12000 U/min, den passenden Auspuff habe ich aber nur auf 9000 U/min ausgelegt. So geht Untenrum nicht so viel verloren und das Teil kann dennoch drehen.
Aber wo beginnt und endet diese Resonazlänge?
Die Resonanzlänge beginnt schon am Kolben und der Krümmerflansch zählt mit.
Das Ende der Resonanzlänge ist eine Gradwanderung. Wo genau liegt das Ende des Gegenkonus?
Manch einer rechnet bis letztes Drittel Gegenkonus....andere bis zum Eigentlichen Ende des Gegenkonus, da wo das Endrohr beginnt.
Wieder andere addieren die imaginäre Spitze (gedachtes Ende des Gegenkonus) zur Konuslänge hinzu und wählen genau die Mitte.
Ein Auspuff darf in der Regel ruhig etwas Länger sein für einen breiteren Drehzahlbereich.
Formeln für die Berechnung der Durchmesser
Krümmerdurchmesser =
Wurzel(Vergaserdurchmesser*Vergaserdurchmesser*3,142/4*1,7*4/3,142)
Mittendurchmesse r=
Ergebnis von Krümmerdurchmesser *2,5
Endrohrdurchmesser =
Ergebnis von Krümmerdurchmesser /100*55
Am Schluß noch einige Richtwerte zu Auspuff- und Vergaserdimensionierung
Vergaserfläche =100%
Einlaßfläche =1,40 x Vergaserfläche
Überströmfläche =1,20 x Vergaserfläche
Auslaßfläche =1,70 x Vergaserfläche
Krümmerfläche =2,00 x Vergaserfläche
Endrohrfläche =0,70 x Vergaserfläche
Wer meine Beiträge und Berechnungsprogramme verfolgt und gelesen hat, wir feststellen, daß die Ergebnisse nicht gleich sind, sich jedoch mehr oder weniger annähern.
Es gibt nun halt kein Programm welches den optimalen Resonanz Auspuff berechnet, da hilft nur Probieren und anpassen. Vor allen Dingen sollten die Motordaten und genauen Steuerzeiten bekannt sein. Ungefähr geht mit Sicherheit in die Hose, kleine Hubräume reagieren sehr sensibel auf unangepaßte Veränderungen bei den Steuerzeiten, es sollte schon im 1/10 mm Bereich gearbeitet werden.
Vergaser:
Funktion und Wirkung:
Es gilt dem Vergaser die richtige Bedeutung beizumessen. Er ist letztlich nur eine "Maschine" die so arbeitet wie sie eingestellt wurde. Dabei ist der Vergaser bemüht wenigstens etwas "mit zu denken". Dies macht er auf Basis der Strömung und des Unterdruckes. Jeder Last- und Drehzahlzustand des Motors macht sich sofort im Vergaser bemerkbar. Die Hauptaufgabe besteht darin, über weite Drehzahlbereiche und über alle Gasschieberstellungen möglichst gut vernebeltes Gemisch zu bereiten. Also bestmöglich explosives Gemisch. Dieses Ansinnen darf nur geringen Schwankungen unterliegen welche dem Motor verwertbar sind. Besonders unter einer bestimmten Strömgeschwindigkeit kann man nicht mehr von Vernebeln sprechen. Hier plätschern mehr oder weniger große Tropfen in die Luft welche keine Explosionsverbrennung mehr auslösen. Schuld ist zu langsame Strömung und der Motor säuft ab.
Strömgeschwindigkeiten um 80m/s sind also nicht selten. Weiterhin ist es wichtig eine genau definierte Menge Kraftstoff der Luftmenge zuzusetzen. Zu fette Einstellung bewirkt "absaufen" was wenigstens keine weiteren Schäden anrichtet. Im bestimmten Gasbereich läßt der Motor einige aufeinander folgende Takte nicht ordentlich zünden. Man sagt 4 Taktern. Zu magere Einstellung hingegen ist nicht so leicht feststellbar und bewirkt obendrein schnell Motorschäden der schlimmsten Sorte. Der Motor dreht recht freudig und man merkt gar nicht wie heiß es dem Kolben wird. Schuld ist der Sauerstoff Überschuß. Dieser verbrennt sogar den Ölfilm. Mit größerer Hitze, also mehr Kolbendehnung führt dies in kürzester Zeit zu kapitalen Klemmern. Wer hierzu noch auf Öl setzt welches der Umwelt zu Liebe schon bei relativ niedrigen Temperaturen verbrennt, gießt regelrecht Öl ins Feuer. Ein Magergemisch erkennt man an der grauen bis weißen Färbung der Kerzenelektrode. Ganz schlimm wird's wenn sich schon Brandperlen ablagern. Das deutet auf Glühzündungen, die sich immer erst bei Dauerlast einstellen. Die Elektrode soll jedoch hellbraun sein. Also muß man sinnvoller Weise bei Tests mit fetter Einstellung beginnen weil die keinen Schaden anrichtet und sich danach schrittweise zum mageren hinarbeiten. Das erfordert einige Testfahrten mit Verstand. Spritzige Motoren haben hellbraune Kerzenfärbungen. Wie aber ermittelt man diese? Immer bei Vollgas. Man muß eine ausreichende Wegstrecke mit Vollgas fahren, nicht zu weit wegen eventueller Überlastung aber auch nicht zu kurz um aus der Kerze lesen zu können. Sagen wir 5 bis 10 Beschleunigungen, dann nachsehen. Beim anhalten nicht erst den Motor noch im Standgas laufen lassen, gleich aus.
Dazu gibt's eine sehr schöne Formel
Auslaßwinkel (-Vorauslaß) x Abgasgeschwindigkeit. (m/s) /12 x Unterstützende Drehzahl
Für die Ermittlung der Steuerzeiten eines Motors hat sich eine Gradscheibe bestens bewährt...am Polrad befestigen und los geht’s.
Um die Winkel zu ermitteln wird der Motor im Uhrzeigersinn gedreht bis zum Öffnungsbeginn des jeweiligen Kanals. Die Scheibe auf "0" Grad stellen (Markierung am Motor anbringen) und über den UT bis zum schließen des jeweiligen Kanals drehen. Gradzahl ablesen...fertig.
Die Differenz zwischen Auslaß- u. Überstömwinkel geteilt durch zwei ergibt den Vorauslaß. Bei meinem Auslaß von 167, Überströmer 121, Differenz 46 geteilt durch zwei ergibt einen Vorauslaß von 23°.
Die Abgastemperatur?
Sie ist abhängig von recht vielen Dingen u. ändert sich ständig. Um so Höher z.B. bei niedriger Verdichtung, längeren Steuerwinkeln, höhere Drehzahl, höhere Belastung, großer Vorzündung, vorgelagerte Funkenstrecke, magerem Gemisch, Quetschkante usw. Ma(n) müßte sich mal die Mühe machen und kurz nach dem Auslaß u. im Endkegel die Temperatur zu messen und daraus die mittlere Abgastemperatur zu ermitteln. z.B.. Auslaß 600°, Gegenkonus 200° ergibt 800° geteilt durch 2 =400°.
400° mittlere Abgastemperatur wiederum stehen für 571 m/s Gasgeschwindigkeit.
0.6 x mittlere Abgastemperatur + Schallgeschwindigkeit (331 m/s) = Gasgeschwindigkeit (m/s). Man weiß es einfach nicht genau wie hoch die mittlere Abgastemperatur und die dadurch entstehende Geschwindigkeit des Gases ist.
Ich bevorzuge ca. 520-550 m/s und nehme die goldene Mitte.
Beispiele:
Auslaßwinkel 167° - halber Vorauslaß von 11,5° = 155,5°.
((155,5*520)/(12*11000)) ergibt Resonanzlänge von 0.61 m bis letztes Drittel Gegenkonus. Bei 550 m/s sieht die Sache schon anders aus denn hier kommt man auf eine Resonanzlänge von 0.65 m. Goldene Mitte etwa 68-69 cm. Im Allgemeinem sollte der Auspuff lieber etwas länger sein als zu kurz.
Drehzahl der besten Füllung
In der Beispielrechnung bin ich von 11000 U/min ausgegangen was gut zu einem Reely Motor paßt. Es macht wenig Sinn den Auspuff auf 18000 U/min auszulegen, wenn der Motor bzw. die Steuerzeiten diese Drehzahl einfach nicht zuläßt. Einer meiner Motor dreht an die 12000 U/min, den passenden Auspuff habe ich aber nur auf 9000 U/min ausgelegt. So geht Untenrum nicht so viel verloren und das Teil kann dennoch drehen.
Aber wo beginnt und endet diese Resonazlänge?
Die Resonanzlänge beginnt schon am Kolben und der Krümmerflansch zählt mit.
Das Ende der Resonanzlänge ist eine Gradwanderung. Wo genau liegt das Ende des Gegenkonus?
Manch einer rechnet bis letztes Drittel Gegenkonus....andere bis zum Eigentlichen Ende des Gegenkonus, da wo das Endrohr beginnt.
Wieder andere addieren die imaginäre Spitze (gedachtes Ende des Gegenkonus) zur Konuslänge hinzu und wählen genau die Mitte.
Ein Auspuff darf in der Regel ruhig etwas Länger sein für einen breiteren Drehzahlbereich.
Formeln für die Berechnung der Durchmesser
Krümmerdurchmesser =
Wurzel(Vergaserdurchmesser*Vergaserdurchmesser*3,142/4*1,7*4/3,142)
Mittendurchmesse r=
Ergebnis von Krümmerdurchmesser *2,5
Endrohrdurchmesser =
Ergebnis von Krümmerdurchmesser /100*55
Am Schluß noch einige Richtwerte zu Auspuff- und Vergaserdimensionierung
Vergaserfläche =100%
Einlaßfläche =1,40 x Vergaserfläche
Überströmfläche =1,20 x Vergaserfläche
Auslaßfläche =1,70 x Vergaserfläche
Krümmerfläche =2,00 x Vergaserfläche
Endrohrfläche =0,70 x Vergaserfläche
Wer meine Beiträge und Berechnungsprogramme verfolgt und gelesen hat, wir feststellen, daß die Ergebnisse nicht gleich sind, sich jedoch mehr oder weniger annähern.
Es gibt nun halt kein Programm welches den optimalen Resonanz Auspuff berechnet, da hilft nur Probieren und anpassen. Vor allen Dingen sollten die Motordaten und genauen Steuerzeiten bekannt sein. Ungefähr geht mit Sicherheit in die Hose, kleine Hubräume reagieren sehr sensibel auf unangepaßte Veränderungen bei den Steuerzeiten, es sollte schon im 1/10 mm Bereich gearbeitet werden.
Vergaser:
Funktion und Wirkung:
Es gilt dem Vergaser die richtige Bedeutung beizumessen. Er ist letztlich nur eine "Maschine" die so arbeitet wie sie eingestellt wurde. Dabei ist der Vergaser bemüht wenigstens etwas "mit zu denken". Dies macht er auf Basis der Strömung und des Unterdruckes. Jeder Last- und Drehzahlzustand des Motors macht sich sofort im Vergaser bemerkbar. Die Hauptaufgabe besteht darin, über weite Drehzahlbereiche und über alle Gasschieberstellungen möglichst gut vernebeltes Gemisch zu bereiten. Also bestmöglich explosives Gemisch. Dieses Ansinnen darf nur geringen Schwankungen unterliegen welche dem Motor verwertbar sind. Besonders unter einer bestimmten Strömgeschwindigkeit kann man nicht mehr von Vernebeln sprechen. Hier plätschern mehr oder weniger große Tropfen in die Luft welche keine Explosionsverbrennung mehr auslösen. Schuld ist zu langsame Strömung und der Motor säuft ab.
Strömgeschwindigkeiten um 80m/s sind also nicht selten. Weiterhin ist es wichtig eine genau definierte Menge Kraftstoff der Luftmenge zuzusetzen. Zu fette Einstellung bewirkt "absaufen" was wenigstens keine weiteren Schäden anrichtet. Im bestimmten Gasbereich läßt der Motor einige aufeinander folgende Takte nicht ordentlich zünden. Man sagt 4 Taktern. Zu magere Einstellung hingegen ist nicht so leicht feststellbar und bewirkt obendrein schnell Motorschäden der schlimmsten Sorte. Der Motor dreht recht freudig und man merkt gar nicht wie heiß es dem Kolben wird. Schuld ist der Sauerstoff Überschuß. Dieser verbrennt sogar den Ölfilm. Mit größerer Hitze, also mehr Kolbendehnung führt dies in kürzester Zeit zu kapitalen Klemmern. Wer hierzu noch auf Öl setzt welches der Umwelt zu Liebe schon bei relativ niedrigen Temperaturen verbrennt, gießt regelrecht Öl ins Feuer. Ein Magergemisch erkennt man an der grauen bis weißen Färbung der Kerzenelektrode. Ganz schlimm wird's wenn sich schon Brandperlen ablagern. Das deutet auf Glühzündungen, die sich immer erst bei Dauerlast einstellen. Die Elektrode soll jedoch hellbraun sein. Also muß man sinnvoller Weise bei Tests mit fetter Einstellung beginnen weil die keinen Schaden anrichtet und sich danach schrittweise zum mageren hinarbeiten. Das erfordert einige Testfahrten mit Verstand. Spritzige Motoren haben hellbraune Kerzenfärbungen. Wie aber ermittelt man diese? Immer bei Vollgas. Man muß eine ausreichende Wegstrecke mit Vollgas fahren, nicht zu weit wegen eventueller Überlastung aber auch nicht zu kurz um aus der Kerze lesen zu können. Sagen wir 5 bis 10 Beschleunigungen, dann nachsehen. Beim anhalten nicht erst den Motor noch im Standgas laufen lassen, gleich aus.
