Kolbenoberkante verrunden für mehr Leistung

[jolle]

Im Neuseeländischen Zweitaktforum hat Frits Overmars geschrieben, dass eine verrundete Kolbenoberkante (Radius=5% vom Hub) besser für die Leistung ist als eine scharfe Kante.

Der Radius im Bereich der Überströmeraustritte soll den Strom besser über den Kolbenboden leiten. Dies führt zu weniger Strömungswiderstand und einer besseren Kolbenkühlung.

Ein anderer User hat das bei einer KTM SX65 und einer SX85 getestet und jeweils ca. 5% Leistung gefunden (Drehzahlband hat sich ein bisschen nach rechts verschoben).

 

@Tim Ey hat die Vermutung geäußert, dass die Mehrleistung auch von den, durch die runde Oberkante, verlängerten Steuerzeiten kommen könnte.

 

Hat das hier schon mal jemand getestet? Oder hat jemand Lust und Zeit, das zu testen?

Wenn mir jemand nen gebrauchten GS-Race Kolben (57mm) hat, würd ich mich damit auf nen Prüfstand begeben und hier die Ergebnisse veröffentlichen.
 

 

Bearbeitet 22. März 2018 von jolle

[Kebra]

Hatte ich beim Moped mal gemacht.

Spürbarer Leistungszuwach konnte

ich per Popometer nicht verzeichnen.

Damals auch nix mit Prüfstand....

[AAAB507]

Da würde sich ja auch die Verdichtung verringern. Ich denke, das müsste bei einem Test mit berücksichtigt werden.

 

Kurz gerechnet:

Bei 51mm Hub wären 5% 2,55 mm -> 0,245 ml zusätzliches Brennraumvolumen;

Bei 54mm Hub sind 5% 2,7 mm -> 0,274 ml.

Macht sich das bemerkbar?

 

Edit: Wenn ich mal mit ner Verdichtung von 13,5 rechne, komme ich auf eine Änderung von ~2,5 bzw. 3%. Kommt das hin?

Ich denke, das dürfte sich dann doch kaum bemerkbar machen...

 

 

Wie sieht es mit der Gasbeschleunigung an der Quetschkante aus? Da dürfte sich das doch auch bemerkbar machen.

 

Alex

Bearbeitet 22. März 2018 von AAAB507

[T5Rainer]

Der Frits Overmars ist ja nun wirklich nicht "auf der Brennsupp´n dahergeschwommen". Ich kann mir nicht vorstellen, daß ausgerchnet der 2-Takt-Guru das Verdichtungsverhältnis und die Endgase (Squish) außer Acht läßt. Ich würde daher denken, daß der Zylinderkopf entsprechend der Kolbenkante mit einem passenden Radius auszustatten ist.

 

@ jolle: Gibt's einen Link zu dem Beitrag in besagtem Forum (wahrscheinlich kiwi-biker)?

[Tim Ey]

Das Problem an der Nummer ist das Bestimmen der Steuerzeiten...

Ich würde daher vorschlagen erst mit dem Basissetup zu starten und dann den Zylinder in Schritten herunter zu setzen.

 

Bei dem Test würde ich gern einen dementsprechend angepassten Brennraum sehen. Also dem Kolbenradius folgend.

Wenn jemand nen Parmakit W-Force Kopf mit Wechselkalotte und Zentralkerze in den Topf wirft, würde ich mich anbieten dafür zwei entsprechende Brennräume zu zeichnen (Identisch bis auf den Eckradius)

Bearbeitet 22. März 2018 von Tim Ey

[jolle]

hier gehts los: https://www.kiwibiker.co.nz/forums/showthread.php/86554-ESE-s-works-engine-tuner?p=1131082837#post1131082837

und hier sind Testergebnisse von katinas: https://www.kiwibiker.co.nz/forums/showthread.php/86554-ESE-s-works-engine-tuner?p=1131090115#post1131090115

 

Brennraum sollte nach Overmars natürlich an die neue Kolbenform angepasst werden.

[jolle]

vor 45 Minuten schrieb AAAB507:

Da würde sich ja auch die Verdichtung verringern. Ich denke, das müsste bei einem Test mit berücksichtigt werden.

 

Kurz gerechnet:

Bei 51mm Hub wären 5% 2,55 mm -> 0,245 ml zusätzliches Brennraumvolumen;

Bei 54mm Hub sind 5% 2,7 mm -> 0,274 ml.

Macht sich das bemerkbar?

 

Edit: Wenn ich mal mit ner Verdichtung von 13,5 rechne, komme ich auf eine Änderung von ~2,5 bzw. 3%. Kommt das hin?

Ich denke, das dürfte sich dann doch kaum bemerkbar machen...

 

Wie sieht es mit der Gasbeschleunigung an der Quetschkante aus? Da dürfte sich das doch auch bemerkbar machen.

 

Änderung macht bei 54Hub, 57Bohrung und 13,5:1 ca. 2,2% (nachher 13,2:1) aus.

Bei nicht angepasstem Brennraum würden mich noch die Hitzenester stören, die dann im Randbereich entstehen können.

[AAAB507]

vor einer Stunde schrieb Tim Ey:

Das Problem an der Nummer ist das Bestimmen der Steuerzeiten...

Da müsste man wohl mit einem (identischen) unbearbeiteten Kolben messen und dann auf den gerundeten Kolben wechseln.

 

Zitat

Bei dem Test würde ich gern einen dementsprechend angepassten Brennraum sehen. Also dem Kolbenradius folgend.

Dann würde die QK auch wieder funktionieren. Nur eben "um die Kurve".

 

@T5Rainer: Keine Kritik am Frits Overmars. Mein Hinweis war auf jolles geplanten Versuchsaufbau bezogen.

Bearbeitet 22. März 2018 von AAAB507

[jolle]

vor 6 Minuten schrieb AAAB507:

Da müsste man wohl mit einem (identischen) unbearbeiteten Kolben messen und dann auf den gerundeten Kolben wechseln.

 

Beim abgerundete Kolben öffnen die Kanäle aber ein bisschen früher, daher der Hinweis vom Tim Ey. Um das 1:1 zu vergleichen müsste man den Zylinder tiefer legen um auf die gleichen Steuerzeiten zu kommen.

[AAAB507]

Achso, deshalb. Naja, das Maß lässt sich ja am Kolben (bzw. den beiden Kolben) abmessen und dann rechnen. Oder wird das zu ungenau?

[jolle]

vor 1 Minute schrieb AAAB507:

Achso, deshalb. Naja, das Maß lässt sich ja am Kolben (bzw. den beiden Kolben) abmessen und dann rechnen. Oder wird das zu ungenau?

 

An welcher Stelle vom abgerundeten Kolben willst denn messen?

[AAAB507]

Kolben an Kolben stellen und da wo der Lichtspalt losgeht. - Wäre mein Lösungsansatz.

 

Edit: Bzw. falls der Kolben CNC bearbeitet wurde, dann ist das Maß ja definiert und bekannt.

Bearbeitet 22. März 2018 von AAAB507

[Tim Ey]

Sagen wir mal man nimmt 130/190 mit "eckigem" Kolben als Basis. Dann musst du den Zylinder in 0,25mm Schritten einen Millimeter tieferlegen und höher legen. Immer mit Anpassen der Quetschkante aufs identische Maß.

 

Für die runde Kolbenkante nimmt man dann die Fudis entsprechend der 130/190 Basis (die reale Steuerzeit wird dann höher sein, weil der Radius die Kanäle früher öffnet) und legt den Zylinder in kleinen Schritten zwei Millimeter tiefer.

 

Wann man die "gleichen" Steuerzeiten hat, sieht man am Drehzahlniveau. Das wird irgendwann identisch (z.B. 190/130-0mmEckig = 190/130-1,5mmRund, 190/130-0,25mmEckig = 190/130-1,75mmRund...)

WENN es einen Einfluss gibt wird man das sehen können.

 

Das setzt aber genaues Messen voraus (immer drei Läufe hintereinander, Lauf erst starten wenn Kühlrippen oder Zündkerzentemperatur X erreicht ist, immer den dritten Lauf werten)

Bearbeitet 22. März 2018 von Tim Ey

[Truls221]

Ich hab mal getestet eine kolben mit flachen dach (wiseco) vs eine mit gewölbten dach (wössner)

übrige parameter war gleich.

 

beim mir war es 2-3 ps unterschied aber auch abhängig davon das die steuerzeiten leicht verändert war (2-3 grad)

 

das ist auch bis zu 5% leistungszuwachs was ist mehr als ich würde spuren mit nur 2-3 grad unterschied am steuerzeit

(das wäre weniger als 1%)

 

zb wiseco kx250 hat so eine radius (im realität mehr wie eine 2te winkel) 

 

 

für meine behauptung ist die radius oder auch gewölbte kolben im vergleich zum flachen eher der vorteil beim auslass als beim überströmer. 

für die überströmerhauptwinkel ist die gewölbte kolben oder einen mit radius am öffnung besser. aber auf gesamtüberströmerquerschnitt (effektiv) schon schlechter.

 

ich setze das im folgende zusammenhang

 

ein verbesserung von die überströmerdurchfluss am öffnung erhöht die die effektive winkelquerschnitt (was gut ist, wenn die steuerzeiten passt)

 

ein erhöhung von gesamtüberströmerquerschnitt hat keinen einfluss auf die effektive winkelquerschnitt (was egal ist, wenn die steuerzeiten passt)

 

beim auslass ist das eben gleich 

 

für jeder würde ich aber sagen, es kommt auch immer an wo die drossel ist im motor. 

wenn mann das nicht weiß ist auch jeder massnahme mehr leistung zu finden auch schon ziemlich im blinde zu pinkeln.

 

lg

truls

[powerracer]

Mit runder Kante am Kolbenboden nicht getestet,

aber mit der 10° Schräge,

wie es Yamaha an ihren TZ Modellen bei "planem" Kolbenboden praktiziert hat.

 

Kein Leistungszuwachs messbar.

VC angepasst,

Steuerzeit angepasst,

sowie im Kopf die 10° Schräge auch so eingearbeitet.

 

Findige Tuner praktizieren das an den YZ Modellen,

und verschiedenen Modellen mit planem Kolbenboden.

 

Vergebliche Mühe!

Ich vermute,

das durch die strömungsgünstigere Kante des Kolbenbodens auch der Spülkurzschluss in den Strömer begünstigt wird.

Was für den Auslass positiv wirkt,

wie @Truls221erwähnt,

wird am Strömer wieder zunichte gemacht.

 

Die genannten Leistungszuwächse sind mir nur erklärlich,

das doch die Steuerzeit nicht expliziet genau auf den vorherigen Wert gebracht wurde.

Messtechnisch an der runden Kante auch gar nicht so leicht möglich.

@AAAB507soll mir bitte erklären, wie er im Strömer mit Lichtspalt arbeiten will.

Auslass mit Lichtspalt zu 0,2er Lehrenblech,

sind auch ein paar Grad Differenz.

 

Weil auch die Hitzenester angesprochen wurden,

beim TZ Prinzip war immer die 10° Schräge im Kopf Detonations anfällig.

Möchte ich nun den Radius im Kopf als Negativkontur ausführen,

wird es hier auch zu vermehrten Hitzenestern führen,

da die Flammfront extrem in den Feuersteg durchbrennt.

Der Radius am Übergang zum Feuersteg begünstigt dies enorm.

 

Von dem deutlich niedrigerem Feuersteg, (gut am KX Kolben zu sehen)

der ja dem Kolben eine gewisse Abstützung beim kippen geben soll,

sowie die schlechtere Wärmeabgabe vom Feuersteg zum Zyli,

sowie die verminderte Labyrinthabdichtung zu den Koris wird gar nicht gesprochen,

 

pr

 

Edit: Sorry @AAAB507hab das mit dem Lichtspalt anders definiert,

Du willst ja die Kolben gegeneinander vergleichen,

wo am Lichtspalt der Radius beginnt

Bearbeitet 22. März 2018 von powerracer

[Truls221]

Jungs, 

 

die 2te winkel/ radius soll mann Doch nicht im kopf nacharbeiten!

 

überleg euch warum! 

 

lg

Truls

[powerracer]

vor 9 Minuten schrieb Truls221:

Jungs, 

 

die 2te winkel/ radius soll mann Doch nicht im kopf nacharbeiten!

 

überleg euch warum! 

 

lg

Truls

@Truls221lieber Truls,

Du wirst es uns verraten warum nicht

kannst uns auch sagen,

warum Yamaha das an den TZ so praktiziert hat,

gut, ist ja auch schon ein paar Jährchen her.

Ich dachte immer,

das dies für die Verwirblung gut sein soll,

 

Helmut

[Tim Ey]

vor 22 Minuten schrieb Truls221:

die 2te winkel/ radius soll mann Doch nicht im kopf nacharbeiten!

überleg euch warum!

Ich kaufe ein Z und möchte lösen:

Linke Seite: Wenn der Eckradius ein R3 ist und man einen R4 in die Ecke macht, bekommt man eine auf 0 zulaufende Quetschkante direkt an der Laufbahn. Äußerst uncool.

Wenn man das aber wie rechts macht kriegt man eine fast konstante Quetschkante.

[Truls221]

mann soll es machen wie die Rote linie

[Tim Ey]

...Warum?

[powerracer]

@Truls221das frag ich mich auch,

sorry, geht zwar weit OT

überall heißt es doch,

selbst der Meister Falc empfiehlt die Quetsche weder positiv, noch negativ zu gestalten.

Also überall gleicher Abstand zum Kolben.

Dahingehend würde mir die Quetsche vom @Tim Eyalles gelernte und ausgetestete bestätigen!

 

@Truls221, Du lässt die Quetsche hinten an der Zyliwand jetzt mit größerem Abstand

Moderne Kartmotore z.B. der IAME OK hat am Kolben 11° als auch die Quetschkante 11°

 

Truls, deine Variante, soll das thermische Vorteile bringen?

Ich lass mich aber gerne eines besseren belehren

 

pr

[AAAB507]

Ich grabe das Topic mal wieder aus...

Hat mal jemand Versuche gemacht??

 

Ich bin in der letzten Zeit über zwei Stichpunkte gestolpert hinsichtlich Kolbenbearbeitung, die ich mal hier in den Ring werfe.

 

1. Stichwort "Detonationsringe"

Eingedrehte Ringe/Rillen zwischen Kolbendach und (oberem) Kolbenring, welche wohl sehr heiße Blow-By-Gase abschwächen sollen.

- Bild ist aus ner Google-Suche und findet sich hier https://www.onedirt.com/tech/engine/power-production-finding-best-pistons-race-engine/

 

Das wird wohl vor allem bei 4-Taktern gemacht - zumindest habe ich beim Zweitakter noch nichts davon gehört / gelesen. OK, beim 4-Takter sind die Temperaturen eher höher und ggf. auch durch die Quetschkante und die damit verbundene "mittigere" Detonation ggf. unsinnig?

 

2. Kolbenbeschichtung - Ist zwar etwas hier am Thema vorbei, aber ich finde auch kein besseres Topic, in welches das reinpasst...

Es gibt da einen, der in der Auto-Turbo-Viertelmeile-usw.-Szene wohl recht bekannt ist, der wohl auch Kolbenriefen "auffüllen" kann, bzw. einen verschlissenen Kolben durch Auftragen wieder auf ein großeres Maß bringen kann. Das finde ich durchaus interessant, sofern das wirklich funktioniert - z.B. wenn ein Kolben nicht mehr verfügbar ist...

Auf der (sehr "klassischen") Homepage sind auch einige Beispiele - auch von Zweitaktern: http://www.kolbenbeschichtung.de/

Hat damit jemand Erfahrungen?

 

Alex

Bearbeitet 5. Dezember 2018 von AAAB507

[Megatron]

Am 5.12.2018 um 20:04 schrieb AAAB507:

Ich grabe das Topic mal wieder aus...

Hat mal jemand Versuche gemacht??

 

Ich bin in der letzten Zeit über zwei Stichpunkte gestolpert hinsichtlich Kolbenbearbeitung, die ich mal hier in den Ring werfe.

 

1. Stichwort "Detonationsringe"

Eingedrehte Ringe/Rillen zwischen Kolbendach und (oberem) Kolbenring, welche wohl sehr heiße Blow-By-Gase abschwächen sollen.

- Bild ist aus ner Google-Suche und findet sich hier https://www.onedirt.com/tech/engine/power-production-finding-best-pistons-race-engine/

 

Das wird wohl vor allem bei 4-Taktern gemacht - zumindest habe ich beim Zweitakter noch nichts davon gehört / gelesen. OK, beim 4-Takter sind die Temperaturen eher höher und ggf. auch durch die Quetschkante und die damit verbundene "mittigere" Detonation ggf. unsinnig?

 

2. Kolbenbeschichtung - Ist zwar etwas hier am Thema vorbei, aber ich finde auch kein besseres Topic, in welches das reinpasst...

Es gibt da einen, der in der Auto-Turbo-Viertelmeile-usw.-Szene wohl recht bekannt ist, der wohl auch Kolbenriefen "auffüllen" kann, bzw. einen verschlissenen Kolben durch Auftragen wieder auf ein großeres Maß bringen kann. Das finde ich durchaus interessant, sofern das wirklich funktioniert - z.B. wenn ein Kolben nicht mehr verfügbar ist...

Auf der (sehr "klassischen") Homepage sind auch einige Beispiele - auch von Zweitaktern: http://www.kolbenbeschichtung.de/

Hat damit jemand Erfahrungen?

 

Alex

 

Zu 2. Könnte das hier interessant sein für die die es selber machen wollen/können.

https://www.scheuerlein-motorentechnik.de/Motoren-Werkzeuge-und-Ventil-Shims/kolben-kolbenring-werkzeug/mos2-beschichtungslack.html

[anfahrer]

Am 5.12.2018 um 20:04 schrieb AAAB507:

1. Stichwort "Detonationsringe"

Eingedrehte Ringe/Rillen zwischen Kolbendach und (oberem) Kolbenring, welche wohl sehr heiße Blow-By-Gase abschwächen sollen.

Das wird wohl vor allem bei 4-Taktern gemacht - zumindest habe ich beim Zweitakter noch nichts davon gehört / gelesen. OK, beim 4-Takter sind die Temperaturen eher höher und ggf. auch durch die Quetschkante und die damit verbundene "mittigere" Detonation ggf. unsinnig?

 

Hab davon mal etwas hier im Forum gelesen, kann mich aber an das Topic nicht mehr erinnern.

Es ging dabei um das Versetzten der Ringpins bei Kolben Wahl und der Seniorchef hatte dann zusätzlich noch so Ringnuten reingedreht.

Müsstest mal die Suche anwerfen.