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Die Nockenwelle

Was die Nockenwelle macht wird jedem Cinque-Schrauber bekannt sein…..möchte man es schneller haben muss einfach eine schärfere Nocke mit viel Öffnungswinkel rein…..?!

Ein paar Grundbegriffe kurz beschrieben:

Öffnungswinkel: Er sagt aus wie lange das Ventil geöffnet ist (in KW-Winkel). Viel hilft nicht viel!

Ventilhub: Sagt aus wie weit das Ventil geöffnet wird.

Spreizung: Die Spreizung ist der Winkel zwischen Kolben-OT bis zum maximalen Ventilhub. Somit gibt es eine Auslass-, und Einlassspreizung.  Anhand der Spreizungs-Winkel kann man schon grob abschätzen wohin es mit der Nockenwelle geht. Spitzenleistung, oder eher Midrange.

Überschneidung: Die Überschneidung beschreibt den Winkel in der beide Ventile gleichzeitig geöffnet sind. Auch hier ist viel nicht immer gut!

Wenn man sich nun ein Nockendiagramm anschaut, kann man evtl. schon Zusammenhänge der Begriffe sehen;)

kleine Spreizung (108°) jeweils Einlass-,und Auslassseitig—-> ergibt eine grosse Überschneidung (der Bereich mittig unten).

Bildlich gesehen wandern die Nocken näher zusammen, was dann eine längere Überschneidung ergibt.

Für den Fire-Motor taugen die Nockenwellen mit mit bis knapp 280° allemal. Wobei es ab 270° und relativ viel Hub(+9,5mm) dann schon etwas „gröber“ im Leerlaufverhalten werden kann. Für den Alltag würde ich eher etwas mit max.260° fahren.

Alles über 280° und mit über 2mm Hub in OT einlassseitig funktioniert erst mit einer Ansaugung per Einzeldrosselklappen venünftig.  Oft ist Verlust um Drehzahlbereich bis 4-5000U/min größer, als der Gewinn ab 5000U/min.

300° aufwärts wird auf einem SPI/MPI überhaupt nichts bringen…..zu sehr beeinflussen sich die Zylinder gegenseitig, daher ist hier eine EDKA Pflicht!

Auch muss man sich bei Ventilhüben über 10,5mm um die Freigängigkeit der Ventilfedern und Schaftabdichtungen Gedanken machen. Die Feder muss bei maximalem Hub noch 1mm Reserve haben, darf also niemals auf Block gehen. Ebenso sollte man den Kopf zerlegen, und prüfen dass der Federteller nicht die Schaftdichtung berührt, auch hier sollten 1mm Reserve sein.

Sollten andere Ventilfedern erforderlich sein, müsste dies der Nockenwellenhersteller angeben!

Anzumerken ist, dass die Öffnungswinkel unter den Herstellern NICHT direkt vergleichbar sind, denn jeder Hersteller gibt die Öffnungswinkel bei unterschiedlichem Spiel bzw. Prüfhub an.

z.B. Fiat bei 0,8mm Hub, da hat die MPI Nocke 228°  Bei 0,1mm Hub wie es Catcams misst, sind es sicherlich um die 240-250°.

An den Catcams Werten bei 1mm und 0,1mm erkennt man schön wieviel Grad dies ausmachen kann!  die 277° bei 0,1mm sind dann bei 1mm nurnoch 238°.

Viele Hersteller geben es bei wenig Spiel an, denn die meisten Käufer denken „mehr ist mehr“ Ein seriöser Hersteller gibt jedoch meist an bei wieviel Spiel die Werte gelten.

Hier ein Musterbeispiel! Auch wird sauber angegeben wie die Nockenwelle per einstellbarem Nockenwellenrad eingestellt werden muss!

In diesem Fall Ventilhub 2mm Ventilhub bei Kolben-OT,(lift at TDC)  zu beachten ist das „cl=0“, das heisst dass man per Fühlerblattlehre das Ventilspiel auf Null bringen muss. Tut man dies nicht, wird man mit der Einstellung sicherlich 5-10° daneben liegen.

Übersicht:

Mit aufgeführt in der Tabelle sind auch die Ventilhübe in OT.  D.h. wie weit das Ventil geöffnet ist wenn der Kolben in OT steht.

Als Faustformel gilt: alles über 280° Öffnungswinkel und 2mm Hub in OT ist dann langsam immer weniger Alltags-/Strassentauglich.

und für den 16V:  (Beitrag wird noch vervollständigt:)

die Steuerzeiten und Ventilhübe darf man nicht 1zu1 mit einem 8V Motor vergleichen.  z.B. sind bei einem kleinen 16V Motor Ventilhübe von 1mm in OT schon relativ viel;)

alles etwas verwirrend;)

Der Abgaskrümmer (wieso weshalb warum)

Was ein Abgaskrümmer ist und macht, wird jedem Cinque-Schrauber geläufig sein.  Und wie er beim Turbomotor aussehen sollte, bzw. nicht, seht ihr hier:

http://crashgalerie.bubu-power.com/2017/02/27/original-abgaskruemmer-eher-schlecht-als-recht/

Ein schöner Krümmer mit getrennten Rohrführungen bis zum Sammler muss her…..

 

Weshalb benötigt man eine Flutentrennung bei einem Turbomotor?

Aufgrund des 4-Zylindermotors haben wir einen Zündabstand von 180°.  Das bedeutet das je nach Auslasssteuerzeiten die Abgasdruckwelle ein Teil des Abgases in ein benachbartes noch offenes Auslassventil schieben kann.  Das ergibt mehr Restgas im Zylinder was wiederum das Klopfen fördert…..dies ist natürlich auch von den Werten der gefahrenen Nockenwelle abhängig:

Hier ein paar Infos zu Nockenwellen:

http://crashgalerie.bubu-power.com/2018/11/14/die-nockenwelle/

 

Mit einer Flutentrennung in Form von länger gewählten Krümmerrohren lässt sich das „Übersprechen“ zu den benachbarten Zylindern vermeiden.  Der Motor läuft deutlich sicherer, bringt in der Regel einen früheren Ladedruckaufbau trotz größerem Krümmervolumen, und läuft auch obenrum spürbar besser.

Das Problem mit dem Übersprechen ist auch ein Mitgrund weshalb die Hersteller derzeit gerne 3-Zylinder aufladen…….–>240° Zündabstand;)

 

Weshalb kommen viele Serienfahrzeuge ohne Flutentrennung aus?

Serienmotoren haben sehr kurze Ausslasssteuerzeiten, was die Gefahr der gegenseitigen Beeinflussung minimiert, bzw. verhindert.  Oder es werden bei variablen Ventiltrieben je nach Lastzustand und Drehzahl entsprechend kurze Steuerzeiten gefahren.

Auch lässt sich mit variablen Ventiltrieben „Scavenging“-Strategien ausführen…..d.h. man spült den Brennraum bewusst, um alles Restgas rauszubekommen, behilflich ist dabei das entstandene „Spülgefälle“ d.h. man hat nach dem Auslassventil ein kurzes Zeitfenster mit Unterdruck was das schädliche Restgas aus dem Brennraum zieht:)  Dies machen sehr viele moderen Turbomotoren im unteren Drehzahlbereich, um den Ladedruckaufbau früher beginnen zu lassen. Leider treibt dies aber auch die NOx-Werte nach oben.  D.h. in den nächsten Jahren müssen die Hersteller wieder davon abkommen, denn die neuen Fahrzyklen wie WLTC+RDE sind im Kommen:/

 

Da wir aber zum Glück nicht von diversen Regelungen betroffen sind, wieder zurück……so schaut das gute Stück eingebaut aus:

Die Kupplung: groß-größer-200mm (Teil 1)

Auch bei der Kupplung gilt wieder:

„Die Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied“…………..viele tolle, teure hochwertige Sachen verbaut aber die Kupplung noch Serie?!?!….das ist meistens so, denn die sieht oder hört keiner;) erst wenn sie zu schwächeln beginnt bekommt sie Beachtung.

Die Turbofahrer werden es kennen….ein paar schnelle Starts, etwas mehr Drehmoment als üblich, und schon stösst die serienmässige 180er Kupplung an ihre Grenzen…..es stinkt ab und an mal, bis irgendwann die Kupplung komplett runter ist, oder direkt die Beläge von sich wirft:

http://cinquecento-turbo.de/2016/10/15/the-dark-side-of-highboost/

Ein Sport- bzw. Rennkupplung muss her werden sich die meisten denken…aber wie lässt sich nun mehr Drehmoment übertragen?!

  • Mehr Anpresskraft der Druckplatte
  • Höherer Reibwert der Reibscheibe
  • ?!?!?…..

Ein wenig Abhilfe schafft somit z.B. eine härtere Druckplatte/Druckautomat. Die gab es mal für 100€ im Netz. Leider nicht mehr lieferbar.

Dann gab es als Alternative eine von OMP, die lag aber schon bei über 150€.

Ebenso kann man bei der Reibscheibe/Kupplung Hand anlegen…

Kombiniert man eine härtere Druckplatte mit einer Sintermetall-Reibscheibe (immer mit Torsionsfedern nutzen!!) konnte die Kombination schon etwas mehr Drehmoment übertragen, allerdings leidet das Anfahren mit einer Sintermetallkupplung, zudem mag diese kein Stop-and-Go, und sie kann recht schnell das Schwungrad ruinieren. Somit nicht wirklich dauerhaltbar.

Auch ist der Preis mit aktuell über 200€ nur für die Kupplungsscheibe von OMP abschreckend, und man fährt nach wie vor nur 180mm Reibfläche.  Zudem sollte die Schwungscheibe für eine neue Sinterkupplung sauber plangeschliffen/abgedreht werden,(wenn diese mehr als 0,2mm Unebenheit aufweisst, da sonst die Reibflächen nur lokal aufliegen und somit Hotspots entstehen und somit die Beläge verglasen. Leider muss nach dem Planen/Abdrehen zudem die Schwungscheibe gewuchtet werden, somit wäre man für eine korrekt eingebaute 180er Sinterkupplung schon bei ca.500€, diese Kombination wird aber früher oder später auch an ihre Grenzen stoßen.

Auch kam es bei einer Sintermetallkupplung schon vor, das die Schwungscheibe nachgearbeitet werden musste, damit die Membranfeder des Kupplungsautomaten im korrekten Winkel stehen, sehr nervig, wenn man darauf nicht geachtet hat und das Getriebe usw. nochmal ausgebaut werden muss.

Und wieso eine Kupplungsscheibe unbedingt mit einer Torsionsfederung nutzen? Diese fängt die Drehschwingungen des Motors ab, ein Verbrennungsmotor liefert nicht ein konstantes Drehmoment wie z.B. ein Elektromotor, sondern es steht ein stark schwankendes Drehmoment an. Gut zu sehen an einer Motorradkette eines 1-2-Zylindermotorades, bei niedrigen Drehzahlen hackt der Motor gefühlt nur auf der Kette rum. Umso mehr Zylinder, desto ruhiger die Kraftabgabe, aber bei einem 4-Zylinder sind es auch nur 2 Zündungen pro Cycle(720°)

Druckplatte 150€, Kupplungscheibe 200€, Planen + Wuchten min. 150€…..–> 500€

 

 

Hier geht es weiter mit Teil 2:

Die Kupplung: groß-größer-200mm (TEIL 2)

 

Original-Abgaskrümmer – eher schlecht als recht

Der Originale Gusskrümmer ist im wahrsten Sinne des Wortes eher schlecht als recht.

Gerade bei einem Turbomotor ist er eine sehr gefährliche Fehlerquelle die schon manchem den Spass verdorben hat wenn die Kopfdichtung defekt wurde.

Warum ?

Darauf wollen wir hier näher eingehen.

Und erstmal: „Bilder sprechen mehr als Worte…

Hier auf dem Bild sieht man die Ausgang von zwei Saugerkrümmern, 1108ccm  – ganz normale Cinquecento Sporting Motoren waren das.

Die Saugerkrümmer der ersten Generation sind sehr kontraproduktiv, da sie an der Innentrennwand schmelzen, und dadurch einfalle. Das erzeugt engere Abgaswege und dadurch auf zwei Zylindern höheren Abgasgegendruck.

Bei einem Sauger erzeugt das Leistungsverlust und kann auch mal zu Klingeln, klopfen und dadurch zu einer zerstörten Kopfdichtung führen.

Aber für einen Turbo ist sowas tödlich – da ein Turbomotor einen viel höheren Druck und damit auch über 300°Grad höhere Abgastemperaturen hat, und zusätzlich weil der Turbolader erst nach dem Abgaskrümmer kommt.

Die beste Abhilfe kann hier ein teurer Fächerkrümmer schaffen. Da wird es dann keine Verengung mehr geben, und für Mehrleistung ist man auch gleich versorgt.

Ein Fächerkrümmer ist das Non-Plus-Ultra ->>Aber es geht auch günstiger,

Und das zeigen wir euch hier: Man muss nur schweissen und flexen können..

Man besorgt sich einfach einen kompletten 4 zu 2 zu 1 Krümmer, zB von einem Punto 73PS, und schon hat man einen Gusskrümmer der nicht mehr einschmelzen wird.

Hat man nun einen Sauger, so ist es auch einfach zu flexen und anzupassen bis zum Kat. Denn der Punto-Krümmer ist nur 2-3cm Tiefer als der Cinquecento/Seicento Krümmer.

Hat man einen Turbo, so muss man weiter vorne mit der Flex ansetzen, zwei 9oGrad Edelstahlbögen und einen GT25 Abgasflansch besorgen und anpassen.

Nach dem schweissen sollte es dann so aussehen: