Zitat An die Motorexperten. Ich dachte immer das Motorbremsmoment kommt von viel ccm und hohervKompression. Warum haben die das nicht mehr oder nur noch ca ein Drittel von früher ? Was meintbihr? Grüsse Peter
Genau,
nach der Formel der einfachen Abbrandgeschwindigkeit würde jedem normalen Motor oberhalb von 1000/min die Puste ausgehen. Deshalb habe ich auch diese Doktorarbeit förmlich verschlungen, wo von "turbulent aufgerauhter Flammenfront" die Rede war .
Mal etwas zum Bremsmoment eines Viertakters:
durch die größere Anzahl von zu bewegenden Teilen (Nockenwelle, Ventile) haben Viertakter mechanisch ein wenig das Nachsehen, aber die Hauptbremslast rührt von der Gasarbeit her, die der Motor im Schiebebetrieb leistet.
Dazu lassen wir einen Viertakter mal auf mittleren Drehzahlen laufen und schieben ganz allmählich die Drosselklappe zu. Zunächst sinkt der Fülldruck im Brennraum und die Leistung nimmt ab. Beim Ansaugvorgang wird das eintretende Gemisch aufgrund der Drosselwirkung der Regelklappe auf einen Druck unterhalb des Umgebungsdruckes entspannt. Anders gesagt, der Kolben muß dabei Arbeit leisten, weil unterhalb des Kolbenbodens ja der Motorgehäusedruck = also etwa Umgebungsdruck herrscht.
Beim Verdichtungsvorgang wird diese Arbeit teilweise wieder zurückgewonnen => der Kolben wird sozusagen auf den ersten Hubzentimetern wieder zurück gesaugt. Erst jetzt steigt der Druck im Zylinder auf Werte oberhalb des Umgebungsdruckes. Beim Erreichen des oberen Totpunktes wird das Gemisch gezündet und entspannt sich während des Arbeitstaktes auf wesentlich niedrigere Werte, als das beim Vollastbetrieb überhaupt sein könnte. Das bedeutet, daß beim Öffnen des Auslaßventils nicht der Restdruck mit "Schmackes" abgeblasen wird, sondern in diesem Zustand schon andere Verhältnisse herrschen. Das ist der Grund dafür, daß Viertakter mit offenen Auspüffen im Teillastbereich durchaus mit Wohlklang gefallen, während man sich bei Vollast schon die Ohren zuhält.
Fällt der Druck weiter und wird nach erfolgter Verdichtung nur noch ein Druck von ca. 4 bar erreicht, dann gibt es Probleme mit der Zündfähigkeit. Obwohl also brennbares Gemisch anwesend ist, kommt es nicht mehr zu Zündung. In der Folge bedeutet das, daß der Druck sich wieder auf Werte von weit unterhalb Umgebungsdruck entspannt. Somit ist die Energiebilanz in den ersten drei Takten folgende: 1. Arbeit wird geleistet, um anzusaugen gegen die nur teil geöffnete Drosselklappe. 2. Die Arbeit wird wieder zurück gewonnen durch "Ansaugen" des Kolbens. 3. Im Abwärtsgang ohne erfolgte Zündung wieder wieder ein Unterdruck erzeugt, der bremst und dann passiert das Entscheidende:
. . . .
das Auslaßventil geht auf!
Schlürfend saugt sich jetzt der Motor durch den Auspuff Luft oder Abgas an und macht damit die geleistete Arbeit zunichte. Man hört bei offenen Auspüffen diesen Vorgang sehr gut. Er wird durch gelegentliches Plöppern noch etwas gewürzt, das hängt noch von anderen Dingen ab.
Aber damit ist die Saugarbeit einfach zunichte. Das einströmende Gasvolumen wird zwar in der Folge auch wieder ausgestoßen, aber die geleistete Arbeit ist erstmal weg. Sie hat sich an Drosselverlusten im Auslaßventil aufgerieben und kann nicht mehr zurück gewonnen werden.
Nun ist leicht vorstellbar, daß dieser Effekt umso stärker auftritt, je vollständiger die Expansion vorher stattfinden konnte. Wenn das Auslaßventil also erst sehr spät öffnet, ist die Bremswirkung größer. Zahme Steuerzeiten sind also quasi ein Garant für starkes Bremsmoment in der Schubphase.
Das ganze ist nicht nur blasse Theorie, sondern erlebte Wirklichkeit. Eine Triumph Tiger mit 750 ccm und sehr langen Steuerzeiten rollt beim Gasschließen aus fast wie ein Zweitakter, läßt sich sogar rel. leicht bis auf hohe Drehzahlen schieben (kam leider bei unserer Maschine häufiger vor)
Eine gezähmte YAMAHA XS 400 mit 27 PS bremst im Schubbetrieb so stark, daß bei glatter Straße man am besten schnell die Kupplung zieht. Der Motor fällt aus hohen Drehzahlen beim Gaswegnehmen so schnell ab, als habe der Kolben gefressen.
Meine W stand auf Ulfs Prüfstand und wir haben das Bremsmoment für verschiedenen Zustände gemessen. Normal zieht man im letzten Gang den Motor hoch und läßt mit gezogener Kupplung ausrollen, aber Ulf, der Geduldige , hat für mich auch mal andere Zustände getestet. Wir haben die Bremslast mit geschlossendem Gasgriff aus hohen Drehzahlen gemessen und mit geöffnetem Gasgriff, aber ausgeschalteter Zündung.
Dabei kam heraus, daß der hochdrehende Motor im Schubbetrieb weniger Leistung frißt, als bei geöffnetem Gasschieber. Das Durchpumpen von großen Gemischmengen kostet also bei hohen Drehzahlen mehr Energie, als durch den oben beschriebenen Effekt aufgezehrt wird.
Tja, man kann sich mit so einigem beschäftigen - wenn es einen interessiert
super danke für die Erklärung. D.h. das liegt gar nicht so sehr an Kolbenfläche und Kompression sondern wann das Auslassventil öffnet ?
Folgende Frage
Die modernen Viertakter haben größere Bohrungen, kürzeren Hub und eine höhere Verdichtung als ältere Viertakter. Trotzdem haben sie ein ähnliches Drehmoment im unteren Bereich. Die höhere Kompression mag ja helfen aber der im Vergleich extrem kurze Hub müßte doch untenrum ein Drehmomentkiller sein ? Dann können doch die Steuerzeiten nicht noch scharf sein ? Sondern eher ziemlich zahm.
Wie soll denn das gehen ? Da beisst sich doch die Kuh in den Schwanz ?
Will sagen, wenn die das gleiche Drehmoment um unteren Bereich trotz Kurzhuber rausbekommen dann sollten dass doch zahme Steuerzeiten sein. Mit spät öffnendem Auslassventil und zusammen mit der großen Kolbenfläche und Kompression sollte das Ding doch bremsen wie Hölle. Was die 450er Suzuki Crosser passend zur Theorie auch gemacht hat. Im mittleren Drehzahlbereich abrupt Gas zumachen konnte bei Unachtsamkeit zur intesiven Inspektion des vorderen Kotflügels führen. Nur die neuen KTM EXC haben auf einmal unfassbar wenig Bremsmoment.
Wat nu ? Hat KTM den Physikgott bestochen ? Ticken österreichische Uhren anders ?
Das Märchen vom drehmomentstarken Langhuber ist scheint’s nicht auszurotten.
Haben wir schon oft und oft im Forum diskutiert - es liegt an der größeren Kolbenfläche, die beim Kurzhuber (bei gleichem Hubraum und gleichem Druck im Brennraum) die Kraft auf den Pleuel im selben Maße verstärkt wie sie der kürzere Hebelarm reduziert. Unter dem Strich gleicht sich das genau aus.
Ja, du beantwortest deine Frage selbst. Vermutlich spielt noch der Ventildurchmesser eine zentrale Rolle, aber allein auf Grund der unterschiedlichen Kurbelgeometrie ergibt sich kein Vorteil für den Langhuber.
Und wie erklärst du dir das "Verschwinden" des Motorbremsmomentes trotz fülliger Kurve ?
Grüße
Peter
Moin,
das Bremsmoment eines Viertakters wird auch von mehreren Parametern bestimmt, genau wie seine Leistung. Nur, daß die wenigsten versuchen, am Bremsmoment zu tunen.
Ich habe die Steuerzeit nur erstmal als einen wichtigen Punkt aufgegriffen.
Ich kenne den von Dir erwähnten Motor nicht, müßte ihn mal näher unter die Lupe nehmen. Lang- oder Kurzhuber spielt nur sehr indirekt eine Rolle. Die Langhuber mit ihrem sagenumwobenen Drehmoment sind gar nicht so. Sie sind empfindlich, was hohe Drehzahlen anbelangt, sodaß man schon ein gewisses Drehmoment implantieren sollte, um nicht einen vollkommen schlappen Motor zu bauen. Der wesentliche Vorteil des Langhubers ist auf der Maschinenbauseite: man kann ihn leichter bauen.
Ein paar Dinge sind gasdynamisch auch von Vorteil beim Langhuber. Die bedeuten aber nicht automatisch Drehmoment, sondern muß erst entsprechend genutzt werden und kann vom Kurzhuber auch wieder übertroffen werden. Wäre nur das eine gut, dann gäbs auch nur das eine.
Also Dein Kurzhuber mit der großen Kolbenfläche: er hat aufgrund der Geometrie zwar eine rel. große Kolbenfläche, dafür aber genau proportional eine kürzere Kurbelkröpfung. Somit gleichen sich diese Dinge schon mal aus.
Eine gewisse Bedeutung hat das Verdichtungsverhältnis auch: Ein sehr hoch verdichtender Motor versucht seinen Inhalt beim Kolbenaufgang auch stärker loszuwerden. Wenn der Ventilquerschnitt aber bremst, dann tut er das mehr, als wenn die Verdichtung niedriger wäre und das Gaspolster sozusagen etwas federn kann. Gerade bei mittleren bis höheren Drehzahlen wirkt sich sowas aus. Die Enländerinnen vergangener Tage hatten ziemlich niedrige Verdichtungen, wobei man für die Betrachtungen nicht die Zahl des sog. konstruktiven Verdichtungsverhältnisses zugrunde legen darf, sondern sich nach dem effektiven Verdichtungsverhältnis richten muß. Und dieses eben geht bei langen Steuerzeiten auch drastisch runter.
Der Clou bzw. die hohe Motorenbaukunst der englischen Maschinen ist ab den 50/60er Jahren hauptsächlich darauf begründet gewesen, daß man - anstatt Riesendurchlässe zu schaffen - mit verhältnismäßig kleinen Querschnitten versucht hat, sehr hohe Geschwindigkeiten in den Kanälen zu erzielen. Diese bedeuteten eine gute Verwirbelung, brachten den Maschinen sehr spontane Gasreaktionen (weswegen man sie liebte ) und eine mittlere bis ordentliche Literleistung, die vielleicht noch steigerbar gewesen wäre, aber die betagten Konstruktionen schon damals an den Rand ihrer Kräfte gebracht haben.
Beispiel Triumph (weil ich die eben etwas besser kenne): 51 PS aus 744 ccm, das sind keine Rekordliterleistungen. Diese 51 Pferde haben sich halt gut angefühlt, weil das Krad leicht war und die Leistung gefühlt auf dem gesamten Drehzahlband spontan zur Verfügung stand. Beim Gaszumachen waren u.a. auch durch die engen Kanäle keine großen Gasmassen mehr zu verschieben, und so kommt eins zum anderen.
Die Messungen beim Friseur im mittelnorddeutschen Hansemoor entsprangen eigentlich einer schnapsigen Witzidee: Ich wollte mal eine richtig gute Leistungskurve von meiner W und bat darum, beim Ausrollen nicht die Kupplung zu ziehen. Damit rechnet ja der Computer des Prüfstandes die Bremsleistung noch mal obendrauf. So wurden also ohne Motorenumbau spielend 70 PS erreicht . Aber dann gingen die Gedanken weiter: welche Leistung messen wir denn da wirklich ? Ist das wirklich die thermodynamische Leistung der Maschine, von der im Nutzeffekt nur noch die mechanischen Verluste abgehen ? Aber was ist dann mit der Gasarbeit, die den Motor bremst und die bei Vollast vielleicht ganz anders ist, als bei Teillast . . . . usw. usw.
Ulf hat nicht lange gefackelt und einfach mehrere Versuche gemacht. Ich bewundere noch heute, daß er ohne Zaudern, dem Motor aus voller Drehzahl die Zündung weggenommen hat (Killschalter) und die Drosselklappen voll geöffnet ließ. Hätte sich das viele Gemisch, was auf diese Weise ins Absaugrohr gelangt ist, entzündet, dann wäre es zu einem MegaBOMM gekommen und ich hätte vermutlich mindestens ein neues Absaugrohr spendiert .
Vielleicht hast Du mal ein paar Daten zu dieser Geländemaschine. Ich kenn mich mit denen kaum aus.
Technische Daten MotoCross SUZUKI RM-Z450 Motor Einzylinder, 4-Takt, 4V, DOHC, wassergekühlt Hubraum 449 ccm Bohrung x Hub 96 x 62,1 mm Verdichtung 12,2 : 1 Gemischaufbereitung 43 mm Keihin FI Einspritzung Getriebe 5-Gang Rahmen Aluminium, Twin-Spar Rahmen Sitzhöhe 955 mm
. . Gruß Hobby
der mit drei W-Treffen im europäischen Ausland....
soweit ich durch die viele Reklame und die emotional gefärbten Darstellung durchkam, erscheint mir dieser Motor nicht als Drehmomentbolide. Die Daten sind eigentlich recht konventionell. Das maximale Drehmoment kommt erst bei rel. hohen Drehzahlen (7500) und erreicht auch nur Durchschnittswerte. Richtlatte ist hierbei 10 Nm pro hundert Kubik.
Die Literleistung ist nicht überragend. Das ganze Motorrad ist offenbar so gebaut worden, daß man damit sehr gut fahren kann, aber keine Überraschungen erlebt. Die Leistungkurve ist in keiner Weise spitz, aber "füllig" würde ich sie auch nicht gerade nennen. Das Drehmoment bleibt über große Bereiche in etwa gleichmäßig, die Leistung dagegen nimmt mit steigender Drehzahl zu. Auf der Straße würde man also mit einem solchen Motor durchaus runterschalten, wenn man überholen wollte.
Anders gesagt, solch eine Motorcharakteristik hätte sich schon vor 35 Jahren erzielen lassen - ok, vielleicht nicht ganz so geglättet. Dazu passen aber eigentlich nicht die ganzen Zutaten: Einspritzung, Vierventiler, das ganze moderne Equipment.
Ein einziger Wert macht wirklich stutzig und ragt deutlich raus: die Verdichtung von 12,2:1 !! Als nächste Auffälligkeit erscheint mir der Durchmesser des Saugrohrs mit 43 mm. Das ist schon nicht klein, würde ich sagen.
Ein Motor mit konventionellen Steuerzeiten würde bei einer solchen Verdichtung sofort das Klopfen anfangen. Ich finde die Steuerzeiten von dem Motor nicht so schnell, aber es kann meiner Einschätzung nach nur so sein, daß sie wirklich sehr lang sind. Vielleicht oder wahrscheinlich ist die Ventilüberschneiderung gar nicht mal so groß. Aber das Einlaßventil schließt vermutlich erst sehr spät und ermöglicht damit diese hohe konstruktive Verdichtung. Im Gegenzug muß das Auslaßventil auch sehr früh öffnen, um dem Motor beim Ausatmen nicht zu behindern. Und damit sind wir wieder beim Ausgangspunkt.
Rückstau- und Resonanzeffekte, die bei einem solchen Einlaß regelmäßig auftreten und die Gemischsabstimmung erschweren, werden einfach und genial durch die Einspritzung kompensiert. Der Vierventil-Kopf und das großzügig bemessene Einlaßrohr sorgen dafür, die naturgemäßen Schwächen eines solchen Motors etwas auszugleichen. Hier ist auch die Einspritzung wieder gefragt, weil mit Vergasern solche niedrigen Sauggeschwindigkeiten schlecht zu handhaben sind.
Wenn man also die Zutatenliste liest, könnte man denken, hier wurde ein neuer Hochleistungsmotor geschaffen. Wenn man dann aber die Daten sieht, könnte man sich fragen, warum nur Durchschnitt ? Und das ist meiner Ansicht nach genau der springende Punkt: die Erbauer wollten einen Motor schaffen, der gut mithält, aber vor allem gut fahrbar ist, keinen ruckhaften Übergang von Teillast in Schubphase aufweist - kurz gesagt, die erwähnten Geländeviertakter-Schwächen ausgleicht.
"Well done !" würde ich sagen.
Der Verbrauch wird bei diesem Motor nicht im Öko-Feld liegen, auch wenn die Einspritzung schlimmstes verhütet. Würde man so eine Maschine als Zweiventiler mit Vergaser bauen, käme vermutlich eine kleine Sauerei aus dem Auspuff.
Das sehe ich auch so. Diese Motoren sind genau auf ihren Einsatzzweck konstruiert. Ein möglichst breites Drehzahlband mit Druck in der breiten Mitte und einer schönen Überdrehreserve. Es wäre für die Konstrukteure ein Leichtes gewesen, eine komplett andere Motorcharakteristik zu erzielen. Aber schon an der Uniformität der Kurven ist zu erkennen, daß es genau so sein muß.
Ich hatte mal die 450er Honda auf dem Prüfstand und es war beeindruckend, wie die schon aus niedrigen Drehzahlen zog und garnicht aufhören wollte zu drehen.
Zitat Ich hatte mal die 450er Honda auf dem Prüfstand und es war beeindruckend, wie die schon aus niedrigen Drehzahlen zog und garnicht aufhören wollte zu drehen.
aber da ist doch auch die Übersetzung bisschen entscheidend oder ?? wann hast du mal solche Kisten auf dem Prüfstand die ein ca. 50er Kettenblatt drauf haben ??
. . Gruß Hobby
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(kam leider bei unserer Maschine häufiger vor)
, hat für mich auch mal andere Zustände getestet. Wir haben die Bremslast mit geschlossendem Gasgriff aus hohen Drehzahlen gemessen und mit geöffnetem Gasgriff, aber ausgeschalteter Zündung.
) und eine mittlere bis ordentliche Literleistung, die vielleicht noch steigerbar gewesen wäre, aber die betagten Konstruktionen schon damals an den Rand ihrer Kräfte gebracht haben.
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