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Edgar
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Kribel
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BeitragVerfasst am: Di.05.02.2019, 11:05    Titel: Antworten mit Zitat

Guten Morgen Männer,

Jürgen, Schön, dass du dieses Thema ansprichst. Über die Höhe des Ausschnitts am unteren Ende der Laufbuchse habe ich schon lange nachgedacht und bin zu keinem Ergebnis gekommen!
Der eingebildete Gewinn an meiner Bastelei besteht lediglich darin, Ecken und scharfe Kanten abzurunden und alles was meiner Meinung nach dem Gemisch auf dem Weg nach oben im weg steht so gut es geht anzugleichen.
Wie auf meinem Foto zu sehen, habe ich die Buchse an das Gehäuse angepasst, und umgekehrt. Entsprechend auch die Hemden wiederum an die
Zylinderwand.
In der Höhe ist alles werksmässiger Standard .
Vielleicht könntest du uns bitte erklären, wieweit der Ausschnitt sinnvoll
Nach oben vergrößert werden kann und vor allem was an dieser Stelle im Betrieb vor sich geht.
Besten Dank
Gruß andi
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Kribel
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BeitragVerfasst am: Di.05.02.2019, 11:29    Titel: Antworten mit Zitat

Hier noch in paar Bilder




Aus meinem teilefundus, wirklich hässlich rausgesägte Ausschnitte
Was hat sich der Täter dabei gedacht?
Der Zylinder hat noch Standardmaß 😕
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Leo
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BeitragVerfasst am: Di.05.02.2019, 21:00    Titel: Antworten mit Zitat

Sei mal vorsicht! Schärfe Kannten sind Bruchfreudig, vor allem in Guss.
Beim breiter machen der Ausschnitt im Kolben, halte auch den Einlass im Auge. Für das Kolbenhemd sollte ja genug Stützflache bleiben seitlich vom Einlasskanal.
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h1fan
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BeitragVerfasst am: Di.05.02.2019, 21:36    Titel: Antworten mit Zitat

hallo zusammen,

ich würde an der laufbuchse gar nichts wegnehmen, ich hatte mal einen riss von der ecke zum einlasskanal.

Es gibt zweitakter, da ist durchgehend bis oben zu den überströmern offen. Das bringt mehr querschnitt im überströmkanal und der kolbenring muss nur einmal pro umdrehung in den überströmer rein und raus, schmierung/reibung ist vielleicht auch besser. Geht wohl aber nur bei nikasil alu zylindern.



Grüsse, hans
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H2yogi
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BeitragVerfasst am: Mi.06.02.2019, 00:58    Titel: Antworten mit Zitat

Und schon kommt wieder Bewegung ins Forum!!!


Hallo Andi,
die Antwort auf Deine Frage ist zweiteilig – eine kurze und eine etwas längere Antwort.

Die Kurze:
Der Ausschnitt im Kolben und das Kurbelgehäuse bilden zusammen ein „Fenster“ in Richtung Überströmkanäle. In der UT-Stellung ergibt sich das kleinste Fenster. Solange die Fläche dieses Fensters größer/gleich der Querschnittsfläche zusammen von Haupt- und Nebenüberstömkanal ist, liegt kein Problem vor (und das wird sogar mit dem kleinen Ausschnitt vom H2B Kolben erreicht!). Verläßt nun der Kolben die UT-Stellung, wird die Fensterfläche entsprechend noch größer – bis der Ausschnitt in der Zylinderbuche diese Aufgabe übernimmt und den maximalen Querschnitt vorgibt. Wird die Querschnittsfläche der Überströmkanäle nicht vergrößert, muß an der Zylinderbuchse keine Hand angelegt werden (die max. Fläche ist aufgrund ihrer Größe jetzt ohne Einfluß). Daraus folgt auch automatisch, daß die Höhe des Fensters werksseitig schon üppig bemessen ist – eine weitere Bearbeitung ergibt keinen Vorteil.

Bezüglich „was dem Gemisch auf dem Weg nach oben im Weg steht“: auch wenn der Ausschnitt der Zylinderbuche in der Breite nicht genau mit dem Kurbelgehäuse übereinstimmt, wird diese Kante die Strömung nicht behindern. Die Strömungsrichtung heißt ja „aufwärts“ und nicht „seitwärts“. Wenn die seitlichen Kanten ein Problem darstellen würden, muß es ja auch für die obere Kante gelten – dann hätten wir insgesamt ein Problem. Hier wird oft mehr reininterpretiert, als in Wahrheit passiert. Solche Fragen lassen sich ganz einfach mittels einer Strömungsmessbank überprüfen – hier kann man die Verluste genau messen. Wird der Ausschnitt im Kolben zu weit verbreitert, läufst Du Gefahr, daß die Kolbenunterkante auf der Einlaßseite durch Kippbewegungen in den Einlaßkanal fällt (seitliche Stützwirkung fehlt) und dort hängenbleibt (also einen Kolbenschaden erzeugt – und Du wärest auch nicht der Erste, dem das dann passiert!). Daher ist eine Verbreiterung nicht ratsam!

Der zweite und längere Teil kommt morgen!

@Atze:
der von Dir gefragte Vergleichstest ist schon vor 20 Jahren während der „Sturm und Drang“ Zeit durchgeführt worden. Ich habe damals die Ergebnisse in der H2-Clubzeitung veröffentlicht. Rick Brett hatte in England auch alle Varianten auf einen Leistungsprüfstand gestellt und über die Ergebnisse bereichtet. Es ist also alles schon bekannt!

@Hans:
Offene Überstömkanäle sind nicht gewollt. Hier wird meistens aus der Not eine Tugend gemacht weil einfach kein Bauraum vorhanden ist. Der Nachteil einer solchen Konstruktion besteht darin, daß während der Verdichtung die Kolbenbewegung entgegengesetzt von der Strömungsrichtung gerichtet ist und somit die Gasgeschwindigkeit bremst – der Gasmassendurchsatz wird so begrenzt.


Gruß
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Kribel
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BeitragVerfasst am: Mi.06.02.2019, 22:35    Titel: Antworten mit Zitat

Guten Abend Leute,

Ich habe Yogis Ausführungen im clubheft vom Juni 1993 aufmerksam gelesen
Ist übrigens ein Vierteljahrhundert her🍻😳
Wenn es dir recht ist Jürgen, werd ich es hier reinsetzen?!

Wie immer nicht optimistisch für uns „Dilettanten“ aber sehr informativ und verständlich. Ich schließe daraus, dass ich weiter an meiner Performance arbeiten muss und mich weiter mit Spülwinkeln unter der Dusche beschäftigen werde. (Grade keine 6000DM über um ein Strömungsmessgerät anzuschaffen und auch kein Know-how)

Ich freue mich auf Teil zwei!

Bis bald
Andi
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kawatze
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BeitragVerfasst am: Do.07.02.2019, 13:02    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo zusammen - Hallo Jürgen !
Danke für den Hinweis -- Leider habe ich nicht all die alte Literatur - bin erst nach 2000 Clubmitglied geworden und habe dementsprechende Defizite und bemühe mich etwas aufzuholen . Ein Bekannter hat wahrscheinlich auch die angesprochene Literatur von 1993- die kopiere ich mir dann raus , wenn mir Andi nicht zuvorkommt . Danke schonmal bis hierhin für Deine Antwort.
---------------------------------------Grüsse Atze-------------------------
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H2yogi
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BeitragVerfasst am: Fr.08.02.2019, 00:06    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Andi,

ich komme leider erst am Wochenende dazu Teil2 fertigzustellen.

Gruß
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H2yogi
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BeitragVerfasst am: So.10.02.2019, 19:50    Titel: Antworten mit Zitat

So jetzt aber:

Hallo Andi,
hier nun der zweite Teil der Antwort und bei dem schlechten Wetter hast Du ja auch Zeit zum Lesen:

Die Physik hat eine Grundbedingung für den Gasdurchfluß gestellt – es muß ein Druckgefälle vorliegen. D.h., am Eingang und Ausgang eines Kanals müssen jeweils verschiedene Drücke herrschen. Es fließt also nichts wenn nur eine Seite verschlossen ist, sondern auch nichts wenn der Druck auf dieser Seite keinen Unterschied aufweist, egal wie groß/klein das Fenster ist! Deshalb sollte immer als Erstes geprüft werden, wann ein Druckgefälle vorliegen kann und bei welcher Kolbenstellung dies zutrifft. Bis dahin kannst Du Dir jede Fensterbearbeitung sparen.

Auch wenn große Fenster in der Zylinderbuchse vielversprechend aussehen mögen, heißt das noch lange nicht, daß sie einen hohen Gasmassenstrom durchsetzen werden. Nehmen wir als Beispiel zwei Motoren mit jeweils gleichem Hubraum von 250 cm3 – der Eine hat 61mm Hub, der Andere 70mm Hub. Beide bekommen identische Abmessungen des Auslaßkanals – sollte dann hier bezüglich der Funktion wirklich alles gleich sein? Nein, daß ist es nicht! Der „Langhuber“ hält den Kanal länger offen als der „Kurzhuber“ wegen der unterschiedlichen Kurbelwellenkinematik.



Wie im Bild oben sichtbar ist, wird für eine Kanalhöhe von 30mm einmal 75° Drehwinkel benötigt und im zweiten Fall 83° - d.h. der Langhuber hält den Kanal für 8° länger offen und kann daher eine größere Gasmasse transportieren. Deswegen ist der sogenannte „Winkelquerschnitt“ (also die Änderung der Fensterfläche in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehung) als Konstruktionsgröße ein Maß für den der Leistung proportionalen Gasmassendurchsatzes. Erschwert wird das Ganze noch durch die Tatsache, daß die Kolbengeschwindigkeit sich nicht konstant über dem Hub ändert.



Die höchste Geschwindigkeit wird also nicht in der Mitte vom Hub erreicht, sondern vorher wenn Hub und Pleuel annährend einen 90° Winkel einnehmen (oder schon eher wenn die Beschleunigung aufhört wegen Auslaß öffnet, also wenn der Zylinderdruck durch den Auslaßkanal entweicht). Und damit beeinflussen wir abermals die Zeit in der ein Kanalfenster geöffnet wird / offen ist. Diese Konstruktionsgröße heißt „Zeitquerschnitt“ und beschreibt wie lange jedes Teilstück der Kanalhöhe in Abhängigkeit der Kurbelwellendrehwinkels offen ist. Erst jetzt ist eine saubere Beurteilung der Kanalabmessung hinsichtlich seiner Funktion möglich. Ich hoffe, Du siehst an dieser Stelle ein, daß eine bloße Betrachtung einer Kanalöffnung im Zylinder dies alles nicht sofort hergibt. Die genauen Berechnungsformeln dazu habe ich mir erspart – sie sind alle im Internet zu finden.

Damit es nicht so trocken wirkt hier noch ein weiteres Beispiel:
Gerne wird als Tuningsmaßnahme der H2 Zylinder mittels eines Distanzstücks um 2mm angehoben. Das alleine ist nicht der große Durchbruch. Überströmer und Auslaß sind um denselben Betrag verändert – aber wegen der Kurbelwellenkinematik ändern sich schon allein die Winkelquerschnitte unterschiedlich – d.h. z.B. der Vorauslaß (zuständig für den Abgasdruckabbau bis die Überströmer öffnen) ist jetzt bezüglich des Drehwinkels kleiner geworden. Bei höheren Drehzahlen laufe ich Gefahr des Rückschlagens des Abgasdrucks in den Kurbelwellenraum. Um alles wieder auf „Serienmaß“ zu bringen, muß der Auslaß zusätzlich um 1mm erhöht werden. Jetzt stimmt zwar der Vorauslaßwinkel wieder, aber das Ganze ist noch nicht in Ordnung. Halte ich das Verhältnis der Zeitquerschnitte von Überströmer und Auslaß entsprechend der Serie gleich, so muß der Auslaß eine weiteres Mal um 1mm erhöht werden. Jetzt ist der Auslaß um insgesamt 4mm verändert worden und hat damit eine „rasante“ Steuerzeit bekommen – also ein „Drehmomentwunder“ wird dieser Motor bestimmt nicht weil der Nutzhub drastisch verkleinert wurde. Grundsätzlich erfordern leistungsgesteigerte Motoren einen größeren Vorauslaßwinkel ab 5000U/min – ab 10000U/min spielt es keine Rolle mehr. Weiterhin wird auch ersichtlich, daß hohe Kanäle nicht genauso viel als Gewinn bringen – wir kommen nämlich hier in den Bereich der größten Kolbengeschwindigkeit und damit bezogen auf die Zeit auf den kürzesten Effekt.

Für sehr viele endet hier spätestens die Aufmerksamkeit getreu dem Motto „nicht wirklich viel Neues“ – für andere beginnt das Ganze aber plötzlich zu leben. Mit der Ermittelung der Zeitquerschnitte kann ich jetzt gezielt Vorgaben setzen und nach den Lösungsmöglichkeiten suchen. Wir haben gesehen, daß z. B. die Kurbelwellenkinematik einen entscheidenden Einfluß auf den Verlauf der Kolbenbewegung/-geschwindigkeit ausübt. Dazu zählt nicht nur der Hub, sondern auch die Pleuellänge. Und ja, längere Pleuel beeinflussen den Bereich für Auslaß und Übertrömer positiv (alles läuft jetzt etwas langsamer als vorher) und zudem erzeugen sie weniger Kolbenseitendruck, was das Kippen der Kolben und die Reibungsverluste verringert. Dafür wird es auf der Einlaßseite schlechter (im Falle von Membraneinlaß unwichtig) – die Durchlaufzeit bei OT wird reduziert, aber das läßt sich auch konstruktiv lösen.

Wo bekommt man Informationen über die Bauteilabmessungen her? Nun zunächst natürlich das den Katalogen der jeweiligen Hersteller von z.B. Pleuel, Kolben, etc.. (die Lieferanten lassen sich über eine Recherche bei „Wer liefert Was“ weltweit ermitteln – und dann wird man auch mit Schrecken feststellen, daß der komplette Pleuelsatz beim Hersteller nur 1/10tel von dem hiesigen Preis kostet!). Die TU Graz hatte auch einmal ein große Studie betrieben, wo mehr als 500 Motoren zerlegt und minutiös vermessen und gezeichnet wurden – neben einer KH400 unter anderem auch Rennmaschinen wie Yamaha TZ, Kawasaki KR250 oder Suzuki RG500.



Hier hat man schon einen guten Datensatz an der Hand, der Vergleiche sowie Auswahl bezüglich andere Bauteile erlaubt.

Ein anderer Punkt ist die z.B. die Form des Kanalfensters – wer hat gesagt es geht nur rechteckig??? Solange ich den Zeitquerschnitt gleich halte, kann jede beliebige Form gewählt werden. Auch hier ist ein Studium der Grazer Unterlagen hilfreich – alles serienerprobte Formen.



Sind die oben abgebildeten Formen etwa abstruse Geometrien?? Mit Nichten und Neffen – auch solche Formen sind in Forschungszentren schon hinlänglich erprobt worden, bis hin zu W-Formen um das Einfedern der Kolbenringe wegen zu großer Breite zu verhindern. Hier ist Ideenreichtum gefragt – althergebrachte Vorstellungen waren gestern! Der dazugehörige Leitspruch lautet : Think out of the box“!! Der Mercedes Leitspruch dagegen heißt „ wenn die physikalischen Gesetze den nächsten Schritt nicht erlauben, dann ändern wir die Gesetze“ – aber soweit will ich hier nicht gehen.

Viel Spaß beim Sinnieren!!!


Gruß
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Zuletzt bearbeitet von H2yogi am Mi.13.02.2019, 20:58, insgesamt einmal bearbeitet
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h1fan
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BeitragVerfasst am: So.10.02.2019, 23:26    Titel: Antworten mit Zitat

hallo yogi,
ich glaub das ist umgekehrt: mit langen pleuel also hohem pleuelstangenverhältnis wird die durchlaufzeit ot und ut immer gleicher, während mit niedrigem pleuelstangenverhaltnis die durchlaufzeit ut länger gegen ot wird, die kolbengeschwindigkeit im oberen hubbereich steigt dann auch. Lieg ich da falsch?
Grüsse, hans
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H2yogi
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BeitragVerfasst am: Mi.13.02.2019, 20:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Hans,

grundsätzlich hast Du Recht (nur das Pleuelstangenverhältnis ist genau andersherum definiert als ƛ=r/l also halber Hub durch Pleuellänge). Ein „unendlich langes“ Pleuel (ƛ~0) erzeugt gleiche Geschwindigkeiten bei OT und UT (siehe Diagram im vorigen Beitrag). Im UT-Bereich sind Auslaß und Überströmer offen – ein längeres Pleuel verlangsamt den Durchgang bei UT und ermöglicht eine zeitlich längere Gasdurchströmung – ich habe also genau das Gleiche gesagt wie Du!

Gruß
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BeitragVerfasst am: Mi.13.02.2019, 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

hallo yogi,

jetzt hab ich noch mal schwer nachgedacht, aber ich komm nicht drauf. längeres pleuel bedeutet doch kürzere durchlaufzeit ut. stellt man sich mal eine extrem kurze pleuellänge mit fast nur halben hub vor, dann bleibt der kolben nahezu für 180° kurbelwellendrehung am ut. Mit längeren pleuel wird die zeit im ut immer kürzer, bis sie bei unendlich langen pleuel bei ot und ut gleich “kurz” wird. Im diagram kann ich nicht viel erkennen, aber wenn dort 0° ot bedeutet, würde sich das decken. Hab ich da einen denkfehler drin? interessiert mich nur theoretisch.

Grüsse, hans
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kawatze
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BeitragVerfasst am: Do.14.02.2019, 00:34    Titel: Antworten mit Zitat

...unendlich kurze Pleuel würden eventuell auch unendlich lange Steuerzeiten ergeben -- trotz intensiver Nachsuche im Netz ist nix zu finden gewesen .
Das Ganze driftet wieder etwas ins Philosophische ab Laughing
Meiner Meinung nach -und ich hörte "Physik" ( Apostrophe gewollt) nur im vorklinischen Studienabschnitt meiner beruflichen Ausbildung - fokussieren sich die hier veröffentlichen Beiträge zu sehr auf einzelne Situationen eines gesamt zu betrachtenden Systems -- was nützt denn eine noch so genau definierter Öffnungswinkel ( oder Schliesswinkel)/ der Brennraumform/ eines Überströmers ( Auslass / Einlass , wenn die Daten davor ( Vergaser/ Ansaugweg -- und das Dahinter ( Auspuff/Länge/ Resonanz etc) .gar nicht bekannt sind ( oder nur unzureichend ermittelbar).
Da nützen uns allen "Unterprivilegierten" alle Formeln / Wurzeln / und Berechnungen nur wenig -- mit etwas "Phantasie" und gesundem Menschenverstand sind dennoch durchaus positive Resultate erzielbar - wenn auch da wahrscheinlich nie das Maximum "rausschaut", was auch nicht das Ziel aller hier ist . Bislang bin ich mit dem Erreichten ganz zufrieden - bin aber immer offen für gute Tipps
Wink
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BeitragVerfasst am: Do.14.02.2019, 22:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Jürgen,
Vielen Dank, dass du dir die Mühe gemacht hast dein Wissen für mich und natürlich auch die anderen interessierten Leser in verständlicher Sprache niederzuschreiben
Sehr gut auch mal die ernsten Fachwörter begreifbar gemacht
Müssen jetzt noch ins Blut übergehen
Wie immer habe ich deinen Beitrag bereits öfter gelesen und werde mich mit der Gradscheibe am kurbelwellenende nochmal in meinen Bastelkeller zurückziehen bis ich es wirklich im Kopf habe!
Gruß aus hamburg
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H2yogi
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BeitragVerfasst am: Mi.20.02.2019, 21:16    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Atze,
sei mir bitte nicht bös – aber Du hast offensichtlich nichts verstanden. Es geht hier nicht um „einzelne Situationen“. Ausgangspunkt war die Sinnhaftigkeit der Anpassung der Buchsenausschnitte an das Kurbelgehäuse – wobei es hier ganz egal ist, ob das Fenster im unteren Teil der Buchse oder als Schlitze in der Mitte liegt – es gelten dieselben Bedingungen, da der Kolben sie öffnet oder schließt.

Zur einfacheren Vorstellung: nehmen wir eine moderate Drehzahl von 6000U/min an. Die Kurbelwelle dreht sich also 100 Mal pro Sekunde (also 0,01 sec pro Umdrehung) und der Kolben flitzt 200 Mal die volle Hublänge lang (also 0,005 sec pro Hub). Damit es einfacher zu rechnen ist setzen wir den Öffnungswinkel von Auslaß auf 90° und den der Überströmer auf 60°. Im Mittel benötigt der Auslaß daher 0,0025 sec zur Öffnung und die Überströmer gerade 0,0016 sec. Wir befinden uns also im „Millisekundenbereich“ und erwarten, daß alles sauber abläuft. Leider ist das nicht der Fall- Laseruntersuchungen der Strömungen im Zylinder haben ergeben, daß am Öffnungsanfang die Strömung zunächst turbulent verläuft und eine stabile Strömung (wie theoretisch die Ausspülung im Zylinder verlaufen sollte) sich erst kurz vor komplett geöffneten Kanal einstellt – z.B. für die Überströmer bedeutet das der Gasdurchfluß noch einmal erheblich kürzer ausfällt. Daher hat selbst die kleinste Verbesserung in den zeitlichen Abläufen eine große Auswirkung. Und je höher die Drehzahl ist, desto kürzer werden die Zeiten!

Ohne viel Theorie – der Arbeitsprozeß im Motor ist „zeitabhängig“ – die Ergebnisse sämtlicher Messungen am Motor werden daher auch immer als zeitlichen Verlauf dargestellt. Wenn eine Verbesserung des Motorprozesses (also Wirkungsgradverbesserung oder Leistungssteigerung) durchgeführt werden soll, ist die Betrachtung der zeitlichen Verläufe der einzelnen Arbeitsschritte im Motor eminent wichtig und auch der Schlüssel zum Erfolg. Darüber lassen sich die Ansatzpunkte für die anstehende Arbeit leichter definieren.

Wenn man den Verlauf der Zeitquerschnitte vor Augen hat, ergeben sich auch konkrete Vorgaben für die Änderungen der Kanalgeometrien. Z.B. für den Auslaß mit nur einem Kanal wird er in Richtung Trapez-Form geändert – oder er bekommt zwei Hilfskanäle dazu (siehe Bild):



Das läßt sich auch mit geringem Aufwand trotz der Nähe der Stehbolzen bei den H1 und H2 Zylindern verwirklichen – Kawasaki selbst hat die Umsetzung am Beispiel der KR1 vorgeführt.

Ich bin mir auch ziemlich sicher, das die im vorigen Beitrag erwähnte W-Form keiner so richtig verstanden hat – daher hier ein Bild dazu.



Auch wenn Du kein gesteigertes Interesse hast in diese Prozesse einzusteigen (was auch niemand von Dir erwartet), so ändert es nichts daran, daß sie existieren und beachtet werden müssen.

Gruß
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