Überschneidung der Ventilöffnungszeiten bei der SC59

Hallo Gemeinde,

gibt es hier jemanden, der mir etwas über die Überschneidungszeiten- bzw. Überschneidungswinkel der Ein- und Auslassventile bei der SC59 mit Seriennockenwelle sagen kann?

Ich grüble gerade über das Verhältnis von Abgasgegendruck im Auslasssystem zu Drehmoment und Spitzenleistung bei 4-Taktmotoren im Allgemeinen und beim Motor der SC59 im Besonderen. Dafür wäre es nützlich, die Steuerzeiten von Ein- und Auslassventilen zu kennen. In den technischen Daten auf der FB-Home Seite finde ich nichts dazu und die SuFu gibt auch nichts verwertbares her.

Bedankt!

Gruß Burkhard

Zitat von PeteRR

Also nach offiziellem WHB sind bei allen SC59 die Steuerzeiten identisch,

wie folgt bei 1,0 mm (0,04 inch) Prüfhub gemessen:

Einlass öffnet bei 21° BTDC und schließt bei 43° ABDC

Auslass öffnet bei 41° BBDC und schließt bei 14° ATDC

Erstmal danke für die Daten. Das hätte ich Dussel dann auch selber finden könne, da ich stolzer Besitzer eines WHB bin. Es sind also 2° Überschneidung der Ventilöffnungszeiten. Wenn ich das richtig sehe, bezieht sich der Steuerwinkel immer auf die Drehung der Kurbelwelle.

Damit kann iich dann zu einer gegebenen U/min Zahl die Überschneidungszeit der Ein- und Auslassventile errechnen. Dank übrigens auch an den Badenser für die Formel-Links. Macht also z.B. bei 6000 U/min Kurbelwelle und 2° Überschneidung 0,06 ms gemeinsame Öffnungszeit von Ein- und Auslassventil. Das sollte dann genau die Zeit sein, in der der Verdichtungsstoß bei Öffnung des Auslassventils einmal bis zur berechneten Unstetigkeitsstelle hin- und zurück gewandert ist und als reflektierte Unterdruckwelle am Auslassventil während der Ventilüberschneidung für eine verbesserte Frischgaszufuhr sorgt.

Nun muss ich also nur noch rausfinden, wie hoch die Schallgeschwindigkeit im Abgas zu einer gegebenen Temperatur ist und wo im Abgasstrang eine Öffnung des Rohrquerschnittes als "Unstetigkeitsstelle" wirkt. Alles klar?

Gruß Buk

Zitat von Dr.Fireblade

Das würd ich aber nochmal nachrechnen eh du dir Gedanken über die temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit machst....

Gedanken kann ich mir zu jeder Zeit über alles machen. Hab ja nicht vor, irgendwas davon in eine Schrauberpraxis einfliessen zu lassen. Ich will nur beurteilen können, ob die Verwendung eines Zubehörpottes in JEDEM FALL sinnvoll ist - oder nicht. Mich interessiert auch die Theorie zur Aussage "je offener der Abgasweg, je besser". Bei beiden Fragen habe ich so meine Zweifel. Da ich absolut nicht vom Fach bin - und auch nicht gedenke es irgendwann zu sein - besteht auch nicht die Gefahr, ein weiteres quasireligiöses Bekenntnis zur Tuningfrage abzulegen. Es geht mir nur ums Verständnis.

Helf mir auf die Sprünge, falls ich da eine Denkblokade habe. Erst mal rausfinden, welche Positionen mit BTDC ABDC BBDC ATDC gemeint sind.

BTDC – Before Top Center (piston rising) = vor dem oberen Totpunkt, Kolben rauf
ATDC – After Top Center (piston lowering) = nach dem oberen Totpunkt, Kolben runter
BBDC – Before Bottom Center (piston lowering) = vor dem unteren Totpunkt, Kolben runter
ABDC – After Bottom Center (piston risinng) = nach dem unteren Totpunkt, Kolben rauf

Einlass öffnet bei 21° vor OT (Ende vom Ausstoßtakt) und schließt bei 43° nach UT (Beginn des Verdichtungstakt). D.h. 21°bis OT im Ausstosstakt, halbe Kurbelwellendrehung - Kolben runter Ansaugtakt bis UT 180° und nochmal 43° nach UT Kolben rauf Verdichtungstakt. Also 21°+ 180°+ 43°. Macht 244° Einlass offen.
Dann kommt der Arbeitstakt, Kolben von OT nach UT (Frühzündung vor OT etc. mal nicht berücksichtigt), macht eine halbe Kurbelwellendrehung, also 180°.
Auslass öffnet bei 41° vor UT (Ende des Arbeitstakt) und schließt bei 14° nach OT (Beginn des Ansaugtakt). D.h. 41° bis UT im Arbeitstakt- Kolben runter, halbe Kurbelwellendrehung - Kolben rauf Ausstosstakt bis OT 180° und nochmal 14° nach OT Kolben runter im Ansaugtakt. 41°+ 180°+ 14°. Macht 235° Auslass offen.

Die Ventilüberschneidung ist jetzt zwischen 21° vor dem Ende des Ausstosstakt und 14° nach dem Beginn des Ansaugtakt. Macht eine Ventilüberschneidung von 35° (oder bei 6000 U/min eine Überschneidungszeit von 0,00097 s). Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Gruß Buk

Zitat von gsxr-750r

Hallo Buk

in meinem ersten post der 2te link ist links neben dem text genau das was du suchst im vergleich zu sc28.

ist dir bestimmt entgangen

Jo, ist mir entgangen. Hab hier No-Script mit dem Firefox laufen. Da funktionieren nicht alle Bedienelemente von Webseiten. Dachte, diese Technik-Vergleich Tabelle wäre statisch. Naja, soll Leute geben, die wissen was eine Lupe bedeutet.

So bin ich wenigstens auf die richtigen Ventilöffnungszeiten gekommen und hab den Ablauf besser verstanden.

Disclaimer: Achtung langer Beitrag! Viel Text, viel Theorie. Wer sich nicht für Theoriekram interessiert und lieber in der Praxis zu Hause ist, kann sich diesen Beitrag getrost sparen.

Zitat von PeteRR

zu dem Schluß bin ich auch gekommen - 35° Überschneidung bei 1,00 mm Prüfventilhub - also de facto noch einige Winkelgrade mehr bei normalem Ventilspiel.

Na, da kann ich ja jetzt mal über die Schallgeschwindigkeit meditieren.

OK, bleiben wir mal bei 1,00 Prüfventilhub und nehmen 6000 U/min an (die Öffnungszeiten der Ventile sind ja im Gegensatz zu den Öffnungswinkeln drehzahlabhängig).

41° vor Ende des Arbeitstakt (Auslassventil öffnet) bis 21° vor Ende des Außlasstakt (Ventilüberschneidung beginnt) sind es genau 200°. 200° der Kurbelwellenrotation vergehen zwischen dem Öffnen des Auslassventile bis zum Beginn der Ventilüberschneidung. Das macht bei 6000 U/min 0,00556 s oder 5,556 ms. Zum Zeitpunkt der Öffnung der Auslassventile besteht im Zylinder immer noch ein Überdruck von einigen Bar. Bei Öffnung der Auslassventile wird also nicht nur ein reiner Volumentransport der Abgase veranlasst, sondern es tritt sofort beim Öffnungsvorgang eine schallschnelle Stoßwelle in der Gassäule auf. Die Schallgeschwindigkeit im Gas ist vom Medium und der Temperatur abhängig. Nehmen wir also einfach die Schallgeschwindigkeit von Luft bei 20° C an = 330 m/s. Innerhalb der errechneten Öffnungszeit von 5,56 ms bis Ventilüberschneidung muß die Stoßwelle mit 330 m/s eine Strecke von 1,8348 m zurücklegen, bis sie nach der Reflexion an einer "Unstetigkeitsstelle" zur richtigen Zeit (Beginn der Ventilüberschneidung) wieder am Auslassventil eintrifft. Da im Moment der Öffnung der Auslassventile die größte Strömungsgeschwindigkeit im Gas herrscht und es sich beim Übergang von Ventil zum Auspuffkrümmer um eine Rohrerweiterung handelt, sollte sich eine Unterdruckwelle im Auspuffsystem bilden.

Kleiner Exkurs in die Gasdynamik: Strömungsgeschwindigkeit und Druck verhalten sich umgekehrt proportional. Hohe Strömungsgeschwindigkeit, niedriger Druck (und umgekehrt). In einem kompressiblen Medium... werden an den jeweiligen Rohrenden oder anderweitigen sogenannten Unstetigkeitsstellen (Rohrerweiterungen, Rohreinschnürungen etc.) die Wellen reflektiert und laufen in den Rohren zum Zylinder zurück. Dabei stellt sich folgender, grundsätzlicher Mechanismus für die Reflexion ein:

Am offenen Rohrende wird die Welle mit umgekehrtem Vorzeichen reflektiert. Eine Druckwelle läuft als Unterdruckwelle im Rohr zurück und umgekehrt.
Am geschlossenen Rohrende wird die Welle mit gleichem Vorzeichen reflektiert. Eine Druckwelle läuft als Druckwelle im Rohr zurück, eine Unterdruckwelle als Unterdruckwelle.

--- J. Stoffregen, Motorradtechnik ---

Es gilt also dafür zu sorgen, daß bei Eintritt der Ventilüberschneidung von 21° vor OT Außlasstakt die Unterdruckwelle (in diesem Fall Reflexion an einer Rohreinschnürung) die Auslassventile erreicht und zu einem besseren Gasaustausch im Zylinder beiträgt. In der Zeit zwischen Auslassventil Öffnung und Beginn Ventilüberschneidung kann (und wird) die Stoßwelle die Rohre des Auspufftrakt mehrmals hin- und zurück passiert haben. Bei Zweitaktern ist dieser Mechanismus ganz entscheidend für die Motorleistung. Deshalb die Zweitakt-Auspuffbirne. Bei Viertaktern darf dieser Mechanismus aber AUCH NICHT vernachlässigt werden.

Daraus schliesse ich mal, daß die Anbringung eines Zubehörauspuff, bei dem die Rohrlängen und "Unstetigkeitsstellen" willkürlich ausgeführt sind (also nicht penibel errechnet wurden), in keinem Falle einen Leistungsvorteil mit sich bringt. Da dieser gasdynamische Effekt mit zunehmender Drehzal vor dem reinen Gastransport (Strömungswiderstand) zurücktritt, ist zumindest anzunehmen, daß man sich mit der Nutzung eines nicht angepassten Zubehörpott das Drehmoment in den unteren und mittleren Drehzahlen ruiniert. Das bei hohen Drehzahlen wirklich ein Leistungszuwachs zu erzielen ist, wage ich mal zu bezweifeln.

Fazit: Die Verwendung von Sportauspuffanlagen und Sportluftfiltern macht nur nach penibler Abstimmung Sinn. Da ist, wie Dr. Fireblade schon schrieb, ein goldenes Händchen und viel Mühe beim Rechnen und Austesten auf dem Leistungsprüfstand gefragt. Original Auspuff ab und Brüllrohr dran macht vielleicht laut, aber niemals stärker und schneller.

2¢ Buk