Sammlung: Zylinderkopf Geometrie

[Pholgix]

Hallo,

 

auf der Suche nach dem optimalen Kopf für meine Motoren mit Ziel einer Quetschspalte 1.0 - 1.2 und einer geom. Verdichtung von <12:1 habe ich Zeichnungen diverser Zylinderköpfe angefertigt. Die will ich euch nicht vorenthalten und vielleicht finden sich ja auch noch andere die ihre Erkenntnisse hier einstellen möchten.

 

Die meisten Werte habe ich real mit einer guten Schieblehre ermittelt und die fehlenden, oder schwer zu ermittelnden Werte wie Brennraum-Radius oder minimaler Kolbenbodenradius durch Visio ausgeben lassen.

Bitte bedenkt, dass die Messunsicherheit vermutlich bei +-0.1mm liegen wird, da man den Messschieber nur schwer exakt an den verrundeten Kanten ansetzen kann. Ich habe es so genau wie möglich versucht und mehrmals gemessen. Die zwei Nachkommastellen in den Zeichnungen sind Unsinn, liessen sich in Visio aber leider nicht abstellen...

 

Bilder lassen sich in Visio ganz gut skalieren und man kann so relativ gut zumindest die beiden Durchmesser der Quetschfläche ausmessen. Natürlich gibt es auch hier gewisse Fehler, aber um die Wahl des richtigen Kopfes einzugrenzen, sollte das allemal ausreichen.

 

Die Brennraumvolumen wurden mit, für die Klasse üblichen Zündkerzen ausgelitert, wenn nicht anders angegeben. Die Messunsicherheit dürfte wohl auch bei +-0.1-0.2 ccm liegen.

 

Der rosa Kreis stellt den ungefähren Kolbenbodenradius dar, der für eine parallele Quetschspalte notwendig ist.

 

Würde mich freuen wenn weiter Zeichnungen und Infos dazukommen.

Das Brennraumvolumen oder die Brennraumtiefe des Polini Alu 177 Kopfes würden mich brennend interessieren!

 

Edit: 24.11.2020

Auf Anregung, werde ich hier die Zylinderkopfzeichnungen und Infos weiterführen

 

 

177 ccm Zylinderköpfe

 

MMW f. 177 (Malossi Basis) / Polini 177 (aus Alukit):
 

 

Parmakit TSV 177 silberne Gussköpfe:

 

 

 

Quelle: https://www.germanscooterforum.de/topic/380356-gertax-adventskalender/?tab=comments#comment-1068972419

 

 

VMC 177 Zylinderkopf-Skizze von ddog:

Quelle:

https://www.germanscooterforum.de/topic/348461-best-177-cyl-vmc-stelvio-177-super-g-erfahrungswerte-etc/?do=findComment&comment=1068692126

 

 

Bearbeitet 10. Dezember 2020 von Pholgix

[Sieger Bitburg]

Oder so

[Pholgix]

BGM 177:

 

- Brennraumvolumen wurde 2x mit Plexiglasscheibe und Kerze B9ES ausgelitert: 17.5ml (Ermittelt nach Variante 3)

- Brennraumvolumen mit QS=0.8mm und Kerze B9ES: 16ml (Ermittelt nach Variante 2)

- Brennraumvolumen mit QS=0.0 mm und Kerze B9ES: 13.2ml (Ermittelt nach Variante 4) + 0.8mm Dichtung mit 2.5ml =15.7ml

- Kopf hat hinten eine zentrierte Bohrung für Temp-Sensor.

- Die Abmessungen wurden mechanisch (Messschieber) und mit einem Linienlaserscanner ermittelt, sollte also halbwegs genau sein:

 

 

 

Bearbeitet 8. Januar 2021 von Pholgix
Zeichnung aktualisiert, neu vermessen

[Pholgix]

LML150 5 Port Zylinderkopf

Das Teil ist im Brenraum offensichtlich ab Werk poliert. Hab den Kopf so min. schon ein zweites gesehen

Da keine Gussprägung vorhanden, möglicherweise kein original LML Teil (laut SCK gibts noch "Ramp" als Nachbauer).

 

- Brennraumvolumen wurde 2x mit Plexiglasscheibe und originaler Kerze ausgelitert: 37ml (Ermittelt nach Variante 3)

- Brennraumvolumen mit QS=0.0 mm und originaler Kerze mit Kupferdichtring für Höhenausgleich 23.5 ml (Ermittelt nach Variante 4).

- Mit QS= 1 mm ergibt sich ein zusätzliches gewölbtes Volumen von 2.88ml (berechnet im CAD; grösserer D_Kopf berücksichtigt) -->geom. Verdichtung (26.4+150)/26.4=6.7:1 (ja, das ist sehr wenig!)

-Mit QS= 0.8 mm ergibt sich ein zusätzliches gewölbtes Volumen von 2.31ml (berechnet im CAD; grösserer D_Kopf berücksichtigt) -->geom. Verdichtung (25.8+150)/25.8=6.8:1 (immer noch sehr wenig)

--> Der Kopf hat sehr viel Volumen und eine sehr geringe Verdichtung. Sinnvoll ist darum eei anderer Kopf, um das Potential des 5Port Zylinders ausschöpfen zu können

--> Eine lange Zündkerze ist etwas zu lang und sollte mit einem Kupferring verbaut werden, um bündig abzuschliessen.

--> Klingt für mich nach Fertigungsfehler -zu tief ausgedreht

 

 

Die zweite bekannte Variante (laut SCK original LML) sieht so aus und ist augenscheinlich weniger tief ausgedreht:

 

Und noch die Variante von RAMP, ebenfalls nicht so tief ausgedreht und grösserer Quetschflächenanteil:

 

Bearbeitet 11. Mai 2021 von Pholgix

[Pholgix]

125ccm Zylinderköpfe:

 

Cosa 125 Kopf grob vermessen. Als Tuning für originale PX125 ohne Bearbeitung ungeeignet, da negativer Quetschwinkel! der Kolbendachradius der PX ist kleiner als bei der Cosa.

Hier leicht modifiziert an der QS:

der Einfachheit halber mit 21° ausgedreht, ergibt eine annähernd parallele QS.

(der schwarze Streifen in der Mitte der QF markiert den Kolbenkontakt)

Bei QS=0mm ausgelitert auf Waage: 11.5ml, ergibt bei QS 1.2mm = 14.1ml --> 9.8:1

 

Zum Vergleich PX125 original (hier etwas abgeplant):

 

Und hier ein Bajaj 125 Zylinderkopf:

Der Kolbenbodenradius der PX-typischen Kolben passt hier nicht, ähnlich wie beim Cosa 125 Kopf.

Trotzdem grob mit PX Kolben auf Waage ausgelitert: bei QS 0mm=9.6ml, mit passendem Kolben werden es eher 10ml sein. Gibt ne etwas knackigere Verdichtung als der Cosa Kopf: Bei QS1.2=ca. 12.6ml -->ca. 10.9:1

 

Bearbeitet 7. Dezember 2020 von Pholgix

[Pholgix]

Bajaj 150 Kopf auf MV150s Kolben (müsste gleich PX150/LML150 etc. sein?!) mit QS 1.2mm = ca. 19ml Brennraum-V -->geom. Verd. 8.9:1

V-Brennraum flach (Plexiglasscheibe) = ca. 26ml

Tiefe des D42.5 = ca. 7.5mm ab Dichtfläche

Bearbeitet 30. Oktober 2020 von Pholgix

[Pholgix]

Aktualisierung:

BGM177 zusätzl. Infos

LML150: zusätzl. Infos, Fehler korrigiert

[powerracer]

Sehr interessantes Topic,

werd mich, wenn's bisschen ruhiger wird, mit einklinken,

weiter an die Tasten,

 

pr

[powerracer]

Was mir aufgefallen ist, das kaum ein Kopf dabei ist, bei dem die QK die gleiche Schräge bzw. Radius des Kolbenbodens besitzt.

 

Mag zwar einfacher zu fertigen sein,

aber es bringt gewisse Nachteile mit sich.

 

Da nun aber der Kolben nach überfahren des UT sofort nach vorne kippt, ( bei konventionell nach vorn dfehemdem Motor)

ist der Abstand der QK dann trotzdem nicht gleich.

Um dem entgegenzuwirken 

arbeite ich die QK bei "Tuning-Varianten" 

dementsprechend gekippt ein.

Dieses Kolbenkippen bewegt sich aussen am Rand des Kolbens  gemessen zwischen 0,18-0,22mm, wobei es keine Rolle spielt,

ob 2/100 oder 15/100 Einbauspiel,

 

pr

[Sieger Bitburg]

vor 23 Minuten hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Was mir aufgefallen ist, das kaum ein Kopf dabei ist, bei dem die QK die gleiche Schräge bzw. Radius des Kolbenbodens besitzt.

 

Mag zwar einfacher zu fertigen sein,

aber es bringt gewisse Nachteile mit sich.

 

Da nun aber der Kolben nach überfahren des UT sofort nach vorne kippt, ( bei konventionell nach vorn dfehemdem Motor)

ist der Abstand der QK dann trotzdem nicht gleich.

Um dem entgegenzuwirken 

arbeite ich die QK bei "Tuning-Varianten" 

dementsprechend gekippt ein.

Dieses Kolbenkippen bewegt sich aussen am Rand des Kolbens  gemessen zwischen 0,18-0,22mm, wobei es keine Rolle spielt,

ob 2/100 oder 15/100 Einbauspiel,

 

pr

gibt es vorher ,nachher Leistungskurven?

[gravedigger]

kolbenkippen betriebswarm oder kalt gemessen?

 

[Pholgix]

vor 6 Stunden hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Was mir aufgefallen ist, das kaum ein Kopf dabei ist, bei dem die QK die gleiche Schräge bzw. Radius des Kolbenbodens besitzt.

 

Wie kommst du darauf? Mindestens BGM177 Parmakit 177 (einer der Guss Köpfe) und diverse Köpfe von Drittanbietern haben eine parallele QS. 

 

... wie kann das Einbauspiel keine Rolle spielen, wenn es der Grund fürs kippen ist? Das max Kippen müsste sich ja ziemlich einfach berechnen lassen...

Bearbeitet 9. November 2020 von Pholgix

[powerracer]

vor 28 Minuten hat gravedigger folgendes von sich gegeben:

kolbenkippen betriebswarm oder kalt gemessen?

 

Da Kolben und Zyli jeweils im warmen oder kalten Zustand auf das Kippspiel gemessen wurde,

waren beide Temperaturzustände gleich,

[gravedigger]

vor 6 Minuten hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Da Kolben und Zyli jeweils im warmen oder kalten Zustand auf das Kippspiel gemessen wurde,

waren beide Temperaturzustände gleich,

glaub ich nicht...........

ich denke, der kolben ist im motor oben wärmer als unten und dehnt sich da auch stärker aus..sonst müsste er ja nicht "konisch" bearbeitet sein.

 

Bearbeitet 9. November 2020 von gravedigger

[powerracer]

Habe einmal die QK mit 5,7 Grad

1× mit 10,8 Grad und 1× mit 7,6 Grad

hier ist jeweils eine unbemasste Pinkfarbene R Linie eingezeichnet.

 

Kann mich auch täuschen,

das dies eine "unbemasste" gerade Linie ist?

 

pr

 

Edit: Sorry  unten stehen die R der Kolbenböden

 

Bearbeitet 9. November 2020 von powerracer

[powerracer]

@Sieger Bitburgauf zwei unabhängigen "gebremsten" Prüfständen,

einmal bei mir auf dem Wasserwirbel-Schenk,

als auch bei der Fa. Stauch (Messung fand innerhalb 3Stunden am gleichen Tag statt)

hier auf einem Zöllner Wirbelstrom.

 

Auf beiden Prüfsänden wurden an der Honda RS125 2-2,5 PS Mehrleistung gemessen.

 

Auf dem Zöllner lief der Motor genau 60sec. auf Volllast,

thermisch völlig unauffällig.

 

Beim ersten Renneinsatz sprach die Konkurenz von mind. 2PS die wir gefunden hätten.

 

Das zu dem Thema,

[BerntStein]

@powerracer

sehr interessant !

Normal gibt einem der Quetscheffekt ja die Möglichkeit, mehr auszureizen und ergibt effizientere Verbrennung, wenn kein Gemisch im Quetschspalt verschwendet wird bzw. schlecht abbrennt.

 

1. Woher kommt jetzt der Effekt ?  Wurde das Einarbeiten damit verbunden, dass der Spalt um das Maß gleichzeitig reduziert wurde ? Also Wirkung durch insegesamt geringere qs ? Oder Gewinn alleine nur wegen gleichmässigerer QS ?

2. Was heissen  die Winkelmaße ? Ist das der Tangentialwinkel des Kolbendaches aussen - oder Winkel des positiven Quetschspaltes ?

 

BGM 177 u VMC177 sind mMn exakt parallel : im kalten Zustand Kolben aufgelegt mit Kneti z.B.

[gravedigger]

das wäre eine stein projekt...

 

 

1x original kopf und 1x powerracer alternative fakten kopf auf der rolle vergleichen.

 

ich würde rolle und leberkäs bereitstellen

[Pholgix]

Leute, ich fände es super, wenn in diesem Topic weniger ausufernde (wenn auch interessante) Themen diskutiert werden und stattdessen, wie der Titel sagt,  weitere Geometrien von Zylinderköpfen als Zeichnung oder auch nur als Notiz oder Foto dargestellt werden!

Das hilft dem ein oder anderen sicher, schneller den für ihn passenden Kopf zu finden - zumindest war das meine Intention dieses Topics.

 

Mir ist klar, dass die Zeichnungen oben nicht immer perfekt sind und es neben gewissen Messunsicherheiten auch weitere kleinere Fehler gibt, aber für eine grobe Abschätzung ob der Kopf zu seinem Projekt passen könnte, reicht es meist aus. Zur Info sollte die Messmethode dabeistehen. Für Fehlerhinweise bin ich dankbar

 

@BerntStein: Du bist doch auch ab und an mit dem CAD am werkeln....wäre cool, wenn Du VMC & Co hier reinstellen könntest

 

Bearbeitet 9. November 2020 von Pholgix

[powerracer]

@Pholgixda bin ich aber schon leicht irritiert!

Eingangs schreibst Du,

Du bist auf der Suche nach dem optimalen Kopf für deine Motoren....!

 

Nun kommt der ein oder andere Ansatz,

was machst Du, Du bremst das ganze bei nicht mal 20 Antworten ein.

Glaubst Du,

ein effektiv arbeitender Brennraum lässt sich auf einer Topic Seite erklären,

 

dann mach mal schön weiter

 

pr

Bearbeitet 9. November 2020 von powerracer

[Pholgix]

Sorry, wenn Du das falsch verstanden hast, aber der Titel heisst: Sammlung: Zylinderkopf Geometrie

Dabei interessieren in erster Linie Zeichnungen aus denen sich folgendes ermitteln lässt:

- Quetschflächenneigung/Radius (passt der zum verwendeten Kolben?)

- Grösse der Brennraumkuppel-->Verdichtung?

- Quetschflächenanteil

- Ausrichtung Kerzenloch

-etc

Mit diesen Paramtern kann man sich gut zusammenreimen, ob das zum Setup passt. Z.B. habe ich hier 4 verschiedene Malossiköpfe rumliegen und es gibt sicher noch mehr. Mein Wunsch wäre in erster Linie, dass die hier dokumentiert sind.

 

Nichts für ungut, aber Dein Betrag handelt vom Kolbenkippen und der Auswirkung auf die QS, und dass es bei den oben Dargestellten Köpfen keine parallelen QS gäbe, obwohl es die gibt. Wie kann man eine solche Aussage machen, wenn der Kolben hier erstmal gar kein Thema ist? Teilweise erweckt das den Eindruck Du liest nicht richtig...

 

Ich verstehe schon, dass Du mit Deinem Background noch ganz andere Parameter (Zitronenform etc.) in Betracht ziehst und ich freue mich, wenn Du die Vor-und Nachteile der Formen diskutierst (gerne mit Quellennachweisen) oder hier Zeichnungen von speziellen Brennraumformen einfügst

 

[Sieger Bitburg]

was bringt es über alte Müll Geometrien noch zu reden? Alle modernen Zylinder machen es vor wie es heute sein muß!

@powerracerüber dein Kolbenkippthema muß ich drüber nach denken 2 PS mehr kommt mir überzogen daher

[wos]

Thema verdichtung; ) bzw brennraumvolumen.

 

Die geometrische vd sagt nicht viel...die effektiv vd (trapped volume) einiges mehr.

 

Kurz gesagt effektiv bei 6 drehfreude. ..effektiv bei 8 bulldog... ;)

 

Allerdings ist das kein wunschkonzert...höhere verdichtung erzeugt mehr wärme...detos sind die folge...

[wos]

Wer kleinen queschtspalt fährt,( 0,128 vom hub) hat vielleicht schon bemerkt, dass der kolbenboden aussen fast sauber bleibt... auch die quetschfläche....es findet also kaum verbrennung in der quetsche statt...dort bleibt der kolben kühl

 

Jedoch findet sich richtung auslass meist etwas mehr ablagerung in der quetsche am kopf...dies spricht fürs kippen des kolbens bzw dort grösseren spalt...

 

Wolfgang 

Bearbeitet 9. November 2020 von wos

[BerntStein]

Neues topic aufgemacht !

 

[T5Rainer]

vor 4 Minuten hat wos folgendes von sich gegeben:

Wer kleinen queschtspalt fährt,( 0,128 vom hub)...

Stimmt das wirklich? Beispiel Hub 60mm => 60 x 0,128 => 7,68mm QS.

Oder ist etwas anderes gemeint als die Höhe des Quetschspalts?

 

[powerracer]

vor einer Stunde hat T5Rainer folgendes von sich gegeben:

Stimmt das wirklich? Beispiel Hub 60mm => 60 x 0,128 => 7,68mm QS.

Oder ist etwas anderes gemeint als die Höhe des Quetschspalts?

 

Denke auch, das da was anderes gemeint ist!?!

Beim anderen Punkt geb ich @wosrecht,

an der QK im Auslassbereich sind gut sichtbar die Rußablagerungen.

Bei langer Betriebsdauer, wenn sich genügend Ruß abgelagert hat,

klopft der Kolben leicht an den Ruß an,

über die Rußdicke kann man auf ein paar hunderstel genau

die unterschiedlichen Abstände messen und erahnen.

 

@Pholgixwarum nicht auch den Kolben mit einbeziehen,

wenn doch der Kolbenboden in dem Bereich der QK das Gegenstück der QK darstellt und eben vom Abstand zueinander wichtig ist?

Bearbeitet 9. November 2020 von powerracer

[wos]

vor 2 Stunden hat T5Rainer folgendes von sich gegeben:

Stimmt das wirklich? Beispiel Hub 60mm => 60 x 0,128 => 7,68mm QS.

Oder ist etwas anderes gemeint als die Höhe des Quetschspalts?

 

Sorry...0,0128

[T5Rainer]

Gerade eben hat wos folgendes von sich gegeben:

Sorry...0,0128

Ja, dann wird's mit 0,768mm wirklich eine "kleine" QS-Höhe.

[wos]

Praktiziere das so...je höher die turbulenz im brennraum...desto schneller...besser...sauberer die verbrennung...es ist ungleich wichtiger entsprechend hohe squish velocity zu fabrizieren...als hohe verdichtung ;)

 

Schicken wir einen feinen tropfen sprit auf die reise :)

 

hoch zur zündkerze. ..dort wird er entzündet...je höher dir Geschwindigkeit  des tropfens als feuerball. ..desto mehr andere trofen kann er in gleicher zeit entflammen...und diese dann schnell andere...schneeballeffkt...gut für Leistung :) ...so meine überzeugung und Erfahrung