Sammlung: Zylinderkopf Geometrie

[Pholgix]

vor 6 Stunden hat gertax folgendes von sich gegeben:

Interessierte können ja mal nachrechnen, wie groß der Temperaturunterschied von Kolbenboden zu unterem Kolbenhemd sein muss, um die genannte Differenz im Betrieb auszugleichen (0,35-0,08 = 0,27mm Unterschied bei 57mm Bohrung).

Im Prinzip reicht die absolute Temperaturausdehnung im oberen Bereich. dann weiss man auf was das Spiel schrumpft

• Hat jemand ne mittlere Temperaturangabe für das Kolbendach?
• Übliches Material (für den Ausdehnungskoeffizienten)? AlSi??

@ganja.cooky : was verwendest Du für ein CAD? kannst Du Material definieren?

 

@powerracer:

Um was für ein Beispiel handelt es sich denn bei Dir? kannst mal Facts bringen?

Kolbenform, Durchmesser, Gesamtlänge, Einbauspiel, QS, Materialien Kolben + Zylinder? das alles bestimmt doch das kippen

 

Zitat

wurde auch am Falschtakter eingesetzt, da hier riesen Quetschflächen vorhanden sind,

hier wurde das Kippmass aus technischen Gründen am Kolbenboden abgefräst.

Deutlich zu sehen, beim "gekippten" Kolben gleichmässige Russablagerung auf dem Kolben,

der nicht gekippte Kolben auf der Einlassseite grossflächig sauber gespült.

Siehe mein Beitrag vorher: Kannst Du mir, Deiner Theorie folgend, erklären, wieso mein Kolbendach auslassseitig blitzeblank ist, die QS aber verrusst. Einlasseitig genau umgekehrt.

Dein Erklärungen am 4T verstehe ich genau umgekehrt. (btw: ich kann da an dem 4T Bildern nicht wirklich was erkennen)

Wo ist da die Logik?

 

Du bis mir immernoch die Antwort schuldig, warum das Kippen unabhängig sein soll vom Kolbeneinbauspiel?
 

@gravedigger

Ich bin der Meinung ein Prüfstandslauf mit gedrehtem Kopf (Edit: oder einem Vergleich schiefe QK/nicht parallele QK) beweist nicht unbedingt, dass der Effekt einer Leistungssteigerung (wenn sie denn vorhanden ist) tatsächlich am Kompensieren des Kolbenkippens liegt. Könnte ja auch was anderes sein. Angenommen der Kolben kippt nicht, was enstehen dann für Effekte? andere MSV von Auslass zu Einlass? Ich habe keine Ahnung was das bedeuten würde, da bin ich zu wenig drin...ich will nur darauf hinweisen, dass man was übersehen könnte.

Irgendein Effekt den man momentan noch nicht beachtet...

Bearbeitet 26. November 2020 von Pholgix

[heizer]

nein. kein prüfstandslauf mit gedrehtem kopf.

sondern 2 verschiedene köpfe.

einmal gekippte quetsche. einmal normale quetsche.

restlichen parameter sind gleich.

dann sieht man was passiert!

[T5Rainer]

vor 30 Minuten hat Pholgix folgendes von sich gegeben:

• Hat jemand ne mittlere Temperaturangabe für das Kolbendach?

[gertax]

vor 27 Minuten hat Pholgix folgendes von sich gegeben:

• Hat jemand ne mittlere Temperaturangabe für das Kolbendach?
• Übliches Material (für den Ausdehnungskoeffizienten)? AlSi??

 

mach's doch nicht so kompliziert. Nimm den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Aluminium und such' dir nen Online-Rechner. https://rechneronline.de/material/waermeausdehnung.php 

 

 

 

 

vor 1 Stunde hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Hier etwas auszurechnen, oder zu messen, wird nicht gelingen

 

wolltest du das nicht kürzlich noch selbst im dynamischen Betrieb messen?

 

Ich in mir ziemlich sicher dass man das ausrechnen kann. Aber vielleicht nicht unbedingt mit dem Taschenrechner.

 

Weiterhin würde ich sagen, dass ein richtig ausgelegter Kolben, der noch dazu nicht verschlissen ist, im OT nicht so stark kippt dass man einen Brennraum mit schiefer QK benötigen würde. Wenn das notwendig ist, dann behandelt man mit einem so präparierten Brennraum wohl eher die Wirkung als die Ursache des Problems.

 

[powerracer]

Was will ich denn in einen 125er Rotax- Max Motor für nen Kolben einbauen,

wenn von Rotax der bestimmte Kolben explizit vorgeschrieben ist.

 

Übrigens braucht sich kein Mensch die Mühe machen,

sich einen Zylikopf so zu präparieren.

Ich weiss das dies schon 30 Jahre lang funzt,

die Stoppuhr spricht Bände.

 

Ob ich mich zu dem Thema nochmals äussere,

muss ich mir eigentlich nicht antun.

 

pr

Bearbeitet 26. November 2020 von powerracer

[heizer]

schade. das heisst wohl es wird keine vergleichskurven geben...

 

[gertax]

vor 6 Minuten hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Was will ich denn in einen 125er Rotax- Max Motor für nen Kolben einbauen,

wenn von Rotax der bestimmte Kolben explizit vorgeschrieben ist.

 

Wenn man an der Ursache nichts ändern darf oder kann UND das Problem mit dem Kippen vorliegt, macht es sicher Sinn es mal mit einem Brennraum mit schiefer QK zu versuchen.

 

Allerdings: nur weil das Problem mal an einem bestimmten Motor mit einem bestimmten Kolben aufgetreten ist, heißt das noch lange nicht dass es allgemein ein Problem gibt und daher das beschriebene quick fix auf alle Motoren übertragbar ist.

[gravedigger]

vor 1 Stunde hat Pholgix folgendes von sich gegeben:

I
 

@gravedigger

Ich bin der Meinung ein Prüfstandslauf mit gedrehtem Kopf beweist nicht unbedingt, dass der Effekt einer Leistungssteigerung (wenn sie den vorhanden ist) tatsächlich am Kompensieren des Kolbenkippens liegt. Könnte ja auch was anderes sein. Angenommen der Kolben kippt nicht, was enstehen dann für Effekte? andere MSV von Auslass zu Einlass? Ich habe keine Ahnung was das bedeuten würde, da bin ich zu wenig drin...ich will nur darauf hinweisen, dass man was übersehen könnte.

Irgendein Effekt den man momentan noch nicht beachtet...

ich will nur sehen ob sich was an der leistungskurve verändert...so ein verkippter kopf ist ja schnell gemacht.

das ist keine geheimwissenschaft oder raketentechnik.

 

persönlich glaub ich, dass sich nichts verändert.

 

 

 

 

[Sieger Bitburg]

vor 1 Stunde hat heizer folgendes von sich gegeben:

nein. kein prüfstandslauf mit gedrehtem kopf.

sondern 2 verschiedene köpfe.

einmal gekippte quetsche. einmal normale quetsche.

restlichen parameter sind gleich.

dann sieht man was passiert!

ich schleife mal beim MHR Malossi Kopf die Dichtfläche 2/10 schräg...mehr muß man ja nicht machen

[gravedigger]

dann wird ja die verdichtung höher

 

Bearbeitet 26. November 2020 von gravedigger

[Sieger Bitburg]

vor 6 Minuten hat Sieger Bitburg folgendes von sich gegeben:

ich schleife mal beim MHR Malossi Kopf die Dichtfläche 2/10 schräg...mehr muß man ja nicht machen

Prüfstand in der Nähe

[Tim Ey]

Warum so kompliziert?

Eine Kopfdichtung die 0.2mm schief ist bekommt man doch mit nem schief eingespannten, planen material in der drehbank hin. Einfach ne 1.2mm aludichtung draufkleben, auf 0.9 bis 1.1 abdrehen und gegen eine 1mm dichtung tauschen.

 

[gravedigger]

eine mit 0.1;0.2 und 0.3 bitte.

[jolle]

Darf man schon Wetten abgeben?

Ich denke kein nennenswerter Unterschied messbar.

[wos]

Gerade mal das Excel auf die schnelle  gefüttert 

 

Angemommen wir produzieren in einem kopf x ohne kolbenkippen mit qk 1mm eine gleichmäßige msv von 22,7 m/s bei 8000 rpm

 

Mit kippen von jeweils 1/10mm werden daraus in etwa

auslasseitig 21 m/s

Einlass       24,6 m/s

 

Diese Differenz nimmt mit entsprechenden höheren drehzahlen massiv zu

 

Bei 12 000 rpm sollten wir annehmen dürfen dass diese asymmetrie effekte zur folge haben kann...grübel 

 

Bei "niedrigen" umdrehungen werden diese aber wohl kaum am prüfstand nachvollziehbar sein

 

Spannende sache trotzdem !

 

@powerracer

 

In welchen drehzahlen wurden Vorteile gefunden? 

 

Merci! :) 

 

Wolfgang 

Bearbeitet 26. November 2020 von wos

[Sieger Bitburg]

vor 15 Minuten hat wos folgendes von sich gegeben:

@powerracer

 

In welchen drehzahlen wurden Vorteile gefunden? 

 

Merci! :) 

 

Wolfgang 

Standgas 

[Pholgix]

vor 4 Stunden hat gertax folgendes von sich gegeben:

mach's doch nicht so kompliziert. Nimm den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Aluminium und such' dir nen Online-Rechner. https://rechneronline.de/material/waermeausdehnung.php 

 

Ich mach's nicht kompliziert, wenn wir hier schon über solche Details reden, sollte man auch mit realen Werten rechnen: Hab im Handbuch Verbrennungsmotoren ne Angabe von Mahle gefunden mit 18.6 - 21.1 [1/K · 10^-6] (Alu: 23 - ja, ist nicht viel Unterscheid..)

Ist 200° Temperaturunterschied zwischen Zylinderwand und Kolben denn realistisch? Beides dehnt sich ja aus, je nach Legierung auch etwas unterschiedlich.

 

Bei nur 50-100° Temperaturunterschied zwischen Kolben und Zylinderwand macht das schon ca 0.06 - 0.12 mm aus, was wie gravedigger ja schon mehrmals angemerkt hat, wohl dazu führt, dass der Kolben sich im oberen Bereich soweit ausdehnt, dass am Ende nur noch ein geringes Laufspiel über bleibt, ausgehend von der Grafik, die Ganjaman gepostet hat.

http://wespenblech.square7.ch/archiv/wp-content/uploads/2014/08/Kolbenform.jpg

 

Für mich war das auch immer der Grund für die Balligkeit des Kolben, wozu sollte man sonst eine so hohen Fertigungsaufwand betreiben?

 

Wenn sich das Einbauspiel (kalt) bei einem Aluzylinder mit geschätzt 0.08mm (gemessen über dem Bolzen) auf ein Laufspiel (warm) am Feuersteg von sagen wir 0.04mm oder weniger reduziert und man dann noch berücksichtigt, dass der Kolben im unteren Bereich sowieso nochmal weniger Spiel als 0.08 hat, reduziert sich die Kippmöglichkeit in meinen Augen massiv. Da bleibt am Ende vielleicht 0.02-0.04 Differenz zwischen Einlass- und Auslassseite.

 

@powerracer:

Ich fände es wirklich klasse, wenn Du mir meine Fragen zu Deinen Ausführungen noch beantworten würdest. 

 

Vieleicht gibt es ja auch einen anderen Grund, warum Dein gekippter Brennraum besser läuft?

 

 

 

[gertax]

vor 1 Stunde hat Pholgix folgendes von sich gegeben:

Ist 200° Temperaturunterschied zwischen Zylinderwand und Kolben denn realistisch? Beides dehnt sich ja aus, je nach Legierung auch etwas unterschiedlich.

 

 

ja. Siehe auch Rainers Beitrag weiter oben. Die Art und Ausführung des Motors / Kolbens hat einen noch größeren Einfluss auf die Temperaturen (hohe / niedrige spezifische Leistung, gute / schlechte Kühlung und so weiter).

 

Die 0,35mm beim 133er Polini Kolben könnten auch 0,4mm sein wenn man jetzt nicht so der Einfahrer oder Warmfahrer ist.

 

Nachtrag:

wer gerne selber mal messen möchte: hier lang

[Yamawudri]

3 hoffentlich kurze Punkte:

 

1. Vermute ich könnte sich bessere Gemischaufbereitung aufgrund von MSV auf das transiente Leistungsspektrum auswirken und wäre damit auf einen Beschleuniger im beschleunigungs bzw Ansprechverhalten messbar, ist aber nur eine Vermutung bzw driftet ins esoterische ab.

 

2. Wäre ein obliquer konischer quetschkanten Brennraum quasi lt meiner Erinnerung ein "leicht" Schiefer Kegelschnitt was zu einem nicht kreisrunden brennraum Außendurchmesser führt, keine Ahnung wie viel aber halt eine Überlegung.

 

3. Kann ich mir nur vorstellen daß diese Phänomene im höheren Drehzahlbereich zur Entfaltung kommen weil ich wie gesagt bei bis zu ca 9-10krpm Unterschiede im qk-abstand allenfalls in der Response und Klingelfestigkeit von groszvolumigen (4T)Motoren feststellen konnte.

Mag bei schnuerlespülung uUst anders sein was Weisz ich, "ich andere Baustelle".

 

Rlg

 

Christian

[Truls221]

Hi, 

 

zum ausdehnen kann ich nur sagen es ist nominell im bereich am kolbendach feuersteg mindestens 0,05 mm. 

 

ich hatte das problem mit meinen mugello und die wössner sonderkolben (basis rz350) 

das alu sich auf den laufbahn abgeschmiert hatte. ich habe dann das obere feuersteg selbst abgedreht im 0,02 mm schritte. 

mit 3 mal abdrehen (2 mal neu gehont beim powerseal) war das problem weg. 

 

das ist ja auf jeden fall nur nominell. klar ist der kolben auch im diesen bereich deutlich kleiner

so um die 30 hundertstel aber ich habe es nicht mehr im kopf musste ich nachmessen. 

 

ausdehnungskoeffiziente für kolbenlegierung geschmiedet und druckguss / eutechtisch kann ich morgen nachschauen. 

glaub da ist alsi12 oder alsi18 relevant für ein gußkolben aus hoher qualität

 

zum temperatur angaben von @T5Rainer muss mann beachten, das ist ° Fahrenheit. 

 

genaue temperaturangaben habe ich aber leider nicht vor hand aber würde ich bezweifeln das eine gußkolbendach

überlebt deutlich mehr als 250 grad C im Peak. 

(öl verkokeln und sg "death ash" ist für mich die beste hinweis auf die peak temperatur und dann muss es auf jeden fall unter 275-300 grad C liegen)

(angesprochen 4t motoren haben ja da auch ölspritzdüsen für kolbenkühlung)

 

Kolbenhemd kann auch nicht 200 grad C sein, da überlebt gar kein schmierfilm. 

ich denke der mittlere temperatur am hemd ist rund um die 100 - 120 grad C

 

 

@gertax es gibts ja ein wirklich schönen buch von mahle über kolbensysteme. glaub da war auch fem temperatur berechnungen mit drin. 

hast du vielleicht den buch? oder jemand anderen?

 

 

 

für das testen finde ich muss mann auch mit eine kopf mit normalen quetschkante variieren. zb 1 - 1,3 - 1,6 mm.

wenn die änderung mit schrägen kopf sich innerhalb von die bereich mit normalen kopf abdecken kann mann ja nicht

sagen das es besser ist.

 

gruß

Truls

 

 

 

[gertax]

vor 9 Stunden hat Truls221 folgendes von sich gegeben:

zum temperatur angaben von @T5Rainer muss mann beachten, das ist ° Fahrenheit. 

 

Guter Punkt. Ich meinte mich zu erinnern dass ich schon etwas über 300°C an einem Kolben eines luftgekühlten 2T Motors gemessen hatte. Der hatte wenig spezifische Leistung (aber einen hohen Restgasanteil). @T5Rainer, sind das Fahrenheit oder Celsius in deiner Quelle?

 

 

vor 9 Stunden hat Truls221 folgendes von sich gegeben:

 

@gertax es gibts ja ein wirklich schönen buch von mahle über kolbensysteme. glaub da war auch fem temperatur berechnungen mit drin. 

 

Das Buch habe ich leider nicht. Aber Google scheint es zu kennen, 300°C am Kolbenboden. (Mit 100 am Kolbenhemd wären wir wieder bei unseren 200k Differenz für einen annähernd parallelen Kolben.)

 

(Ganz streng genommen ist der nicht parallel. Mir wurde mal gesagt dass er sich quasi an der Laufbahn "abrollt" wenn er die Anlageseite wechselt).

 

Quelle:

https://dieselnet.com/tech/combustion_piston-cool.php

 

 

[powerracer]

Um dem TE @Pholgixgerecht zu werden, und die Antwort (en) die ich ihm noch schulde, noch eine evtl. Erkenntnis die Licht ins Dunkel bringen könnte?

Beim archivieren der Ø der Kalotten, ganz gut an der scharfen Kante messbar,

hat die Kalotte im Ø keine runde Form.

 

Bei konventionell nach vorne drehendem Motor, entsteht auf der Einlassseite in etwa die Form eines Eiunterteiles, die Spitze der Eiform ist im Auslassbereich sichtbar.

Quer zur Längsachse gemessen ca. 1mm Unterschied. (bei 54er Bohrung)

Beim abzeichnen einer Abwicklung auf Papier sichtbar.

 

D.h., im Übergang zur Kalotte nicht gleichmässig.

Versuche, wo die Kalotte im gewollten Planschlag gefertigt wurde,

da entsteht dann ein runder Übergang, brachte keine Verbesserung.

 

pr

[bork]

vor 20 Stunden hat gravedigger folgendes von sich gegeben:

hilft alles nix.....ein prüfstandvergleich muss gemacht werden.

...

evtl. hat ja der tibet-volker oder polinizei was am start...

 

vor 17 Stunden hat Tim Ey folgendes von sich gegeben:

Warum so kompliziert?

Eine Kopfdichtung die 0.2mm schief ist bekommt man doch mit nem schief eingespannten, planen material in der drehbank hin. Einfach ne 1.2mm aludichtung draufkleben, auf 0.9 bis 1.1 abdrehen und gegen eine 1mm dichtung tauschen.

 

 

vor 17 Stunden hat gravedigger folgendes von sich gegeben:

eine mit 0.1;0.2 und 0.3 bitte.

 

Motoren stehen zur Verfügung und das ganze  ist ja auch schnell mal abgerollt auf dem Beschleuniger 

 

[gravedigger]

vor 3 Stunden hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Um dem TE @Pholgixgerecht zu werden, und die Antwort (en) die ich ihm noch schulde, noch eine evtl. Erkenntnis die Licht ins Dunkel bringen könnte?

Beim archivieren der Ø der Kalotten, ganz gut an der scharfen Kante messbar,

hat die Kalotte im Ø keine runde Form.

 

Bei konventionell nach vorne drehendem Motor, entsteht auf der Einlassseite in etwa die Form eines Eiunterteiles, die Spitze der Eiform ist im Auslassbereich sichtbar.

Quer zur Längsachse gemessen ca. 1mm Unterschied. (bei 54er Bohrung)

Beim abzeichnen einer Abwicklung auf Papier sichtbar.

 

D.h., im Übergang zur Kalotte nicht gleichmässig.

Versuche, wo die Kalotte im gewollten Planschlag gefertigt wurde,

da entsteht dann ein runder Übergang, brachte keine Verbesserung.

 

pr

0,2 verkippen und das ding wird 1mm oval?

 

vor 3 Stunden hat bork folgendes von sich gegeben:

 

 

 

Motoren stehen zur Verfügung und das ganze  ist ja auch schnell mal abgerollt auf dem Beschleuniger 

 

der beschleuniger wird das nicht messen können....

 

bei deinem nächsten besuch von helmut machst mal bitte heimlich bilder von dem kopfzeugs, dann können wir das nachbauen.

[powerracer]

vor 3 Stunden hat gravedigger folgendes von sich gegeben:

der beschleuniger wird das nicht messen können....

 

bei deinem nächsten besuch von helmut machst mal bitte heimlich bilder von dem kopfzeugs, dann können wir das nachbauen.

Warum, stösst der Beschleuniger an seine "objektiven" Grenzen???

Ich schreib doch schon immer, im Endeffekt zählt doch nur die Stoppuhr!

Warum Fotos,

wenn der Polinizei den Rotax- Polini Kopf von Bremen nicht nachgesetzt hat,

liegt doch dieser gekippte Kopf im Regal

 

Den Hinweis von @Tim Eyauf die "nicht" parallele Kodi ist doch wirklich genial,

so etwas setz ich in ner Stunde um!

 

Wir setzen solche Kodis bei gewissen Kart Klassen ein, wo Kodis in bestimmten Stärken erlaubt sind.

Da am Brennraum selbst 5/100 gekippte Köpfe mit der Schablone erkannt werden!

 

Hier ist die Zylihöhe eng toleriert, QK und Verdichtung sind auch eingeengt.

Grössere QK und weniger Verdichtung kann gefahren werden, bringt aber nur Nachteile.

 

Also, lest Euch Tim's Vorschlag gut durch.

 

pr

[bork]

vor 37 Minuten hat gravedigger folgendes von sich gegeben:

der beschleuniger wird das nicht messen können....

 

bei deinem nächsten besuch von helmut machst mal bitte heimlich bilder von dem kopfzeugs, dann können wir das nachbauen.

 

die Gegenprobe auf der Bremse ist eh selbstverständlich.

Und nachbauen machen nur die anderen ...

[gertax]

vor 32 Minuten hat powerracer folgendes von sich gegeben:

Ich schreib doch schon immer, im Endeffekt zählt doch nur die Stoppuhr!

 

Für den Fahrer schon, für den Motorenbauer nicht unbedingt! Wenn der Fahrer mit dem Motor nicht klar kommt weil der viel zu viel Leistung hat ist der Motor deswegen ja nicht ungeeignet sondern man müsste eben im nächsten Schritt den Fahrer nachrüsten  

 

Für die meisten Motorsportanwendungen kommt man gut hin wenn die Beschleunigung auf dem Prüfstand ungefähr der auf der Straße entspricht und der Motor vorher betriebswarm gefahren wird. Schließlich wird im Rennen ja auch nicht minutenlang eine Drehzahl gehalten, sondern nahezu immer beschleunigt und abgebremst. 

[T5Rainer]

vor 3 Stunden hat gertax folgendes von sich gegeben:

@T5Rainer, sind das Fahrenheit oder Celsius in deiner Quelle?

Angaben aus amerikanischer Quelle über WISECO. Ich gehe daher von ° Farenheit aus.

 

[gertax]

vor 3 Stunden hat T5Rainer folgendes von sich gegeben:

Angaben aus amerikanischer Quelle über WISECO. Ich gehe daher von ° Farenheit aus.

 

 

ich habe das mal übersetzt

 

 

kommt hin würde ich sagen

[wos]

vor 22 Stunden hat wos folgendes von sich gegeben:

Gerade mal das Excel auf die schnelle  gefüttert 

 

Angemommen wir produzieren in einem kopf x ohne kolbenkippen mit qk 1mm eine gleichmäßige msv von 22,7 m/s bei 8000 rpm

 

Mit kippen von jeweils 1/10mm werden daraus in etwa

auslasseitig 21 m/s

Einlass       24,6 m/s

 

Diese Differenz nimmt mit entsprechenden höheren drehzahlen massiv zu

 

Bei 12 000 rpm sollten wir annehmen dürfen dass diese asymmetrie effekte zur folge haben kann...grübel 

 

Bei "niedrigen" umdrehungen werden diese aber wohl kaum am prüfstand nachvollziehbar sein

 

Spannende sache trotzdem !

 

 

Gestrige aussage war eine Fehleinschätzung von mir

 

Die Differenz nimmt nicht so massiv zu

 

Erhöht sich bei 12 000 nur auf 5,3 m/s