Erleichterte Kurbelwelle?! MKB: HH

    Alsoooo,
    da sich gerade mein gesamtes Motorenkonzept geändert hat,
    hab ich da mal eine Frage an die richtigen Saugerspezis unter euch.


    Wie und wie stark wirkt sich eine gewichtsoptimierte Kurbelwelle auf einen 1300er Saugermotor aus?


    Ich weiss, dass es bei Hochdrehzahlmotoren gemacht wird aber warum im Detail?


    Mein Setup sieht im Moment so aus, dass ich eine erleichterte Schwungscheibe, sehr leichte längere H-Schaftpleuel, kürzere leichtere Kolben und im Kopf erleichterte Schlepphebel ect. habe.


    Ist in diesem Zusammenhang die KW zu vernachlässigen oder ein unbedingtes muss? Das Setup vom Kopf hat bei ca. 10.000u/min 140PS geleistet, dort waren halt erleichterte Serienteile im Block verbaut. Dies wollen wir aber ändern, da nicht der Block abfräsen werdem soll um die Verdichtung zu erhöhen sondern wir den Weg über längere Pleuel mit kürzeren Kolben gehen, um gleichzeitig die Kippwinkel zu minimieren.
    Dazu halt, soweit der Plan von meinem Mechaniker eine feingewuchtete G40 Serienwelle.


    Gruß

    Hi,
    Es gilt was leicht ist dreht schnell hoch. Da weniger Gewicht in Bewegung gesetzt werden muss.
    Dadurch verliert man aber auch Drehmoment bzw. das verschiebt sich auch nach oben!
    Deswegen muss es nicht immer gut sein eine KW bist aufs letzte zu erleichtern....
    Bei hohen Drehzahlen und schwerer KW steigt die Belastung auf die Lager.


    Ich bin mir nicht ganz sicher, Aber ich glaube es gibt auch eine Formel, in der das Gewicht der Kolben mit Pleuel in zusammenhang mit der KW berechnet wird.
    Bei Verwenung von Serien Kolben bleibt die KW etwas schwerer......
    Solch eine HH KW hab ich noch hier liegen.


    mfg Bernd


    Quatsch! Das Drehmoment ist das Produkt aus Verbrennungsdruck auf die Kolbenfläche wirkend multipliziert mit dem sich ständig ändernden Hebelarm der Hubzapfen.


    Die Belastung auf die Lager steigt dann, wenn die KW nicht sauber gewuchtet ist. In Serie sind die Dinger aber schon ziemlich gut gewuchtet. Wenn ich da jetzt an den Gegengewichten rumflexe, ändere ich nicht nur die Wuchtung im Rundlauf, sondern bringe auch noch zusätzliche Biegemomente mit ein.


    Ergo: Nur im reinen Motorsport wirklich empfehlenswert.

    Zitat

    Original von Leinad78


    Wenn ich da jetzt an den Gegengewichten rumflexe, ändere ich nicht nur die Wuchtung im Rundlauf, sondern bringe auch noch zusätzliche Biegemomente mit ein.


    Ergo: Nur im reinen Motorsport wirklich empfehlenswert.


    Es wird ein reiner Sportmotor. Soll aber insgesamt relativ wartungsarm und standfest werden. Die Argumentation des höheren Biegemoments und der daraus resultierenden höheren Belastung der Lager waren auch die Hauptgründe zur einplanung einer feingewuchteten Serien-Schmiedewelle vom G40.


    Da hier zur Zeit aber kein Motor mehr ohne eine extrem erleichterte Welle aufgebaut wird, wollte ich einfach nochmal nachfragen, ob der Nutzen nicht evtl. die negativen Folgen übersteigt. :idee:

    Hi,


    Die sache mit dem Drehmoment ist ansich richtig.... Aber ich hab irgendetwas im Kopf, das sich eine zu leichte KW irgendwo auf das Drehmoment auswirken kann......


    Wenn es ein reiner Rennsportmotor werden soll, dann willst du doch auch richtig Leistung haben. Und die kommt bei unseren kurzhubigen Polo Motoren über die Drehzahl.
    Und da ist meinermeinung nach eine leichte KW ein muß!!
    Ich habe bei mir eine gut aber nicht max. bearbeitete PY Kurbelwelle drin.
    Und der hängt sehr willig am Gas und dreht frei hoch.
    Und genau das möchte man doch haben wenn man beschleunight oder?


    mfg Bernd

    Der Grund für eine erleichterte Kurbelwelle ist einfach der, daß man damit die drehenden Massen reduziert. Und somit verkleinert man den Kraft- und Leistungsverlust, der entsteht um die Kurbelwelle beim Hochdrehen zu beschleunigen. Diese "eingesparte" Kraft kann dann für den Vortrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Aus dem Grund halte ich es für einen Sport- oder Rennmotor durchaus für sinnvoll die Kurbelwelle zu erleichtern. Natürlich darf dabei die Stabilität nicht negativ beeinflußt werden.
    Und jeder, der sich mit diesem Thema mal beschäftigt hat, weiß daß sich drehende Massen viel stärker als eine statische Masse auswirken, da das zu bewältigende Gewicht durch die Drehung potenziert wird.
    Ich halte es für rennzwecke durchaus lohnenswert. Bei einem Straßenauto würde ich dagegen etwas vorsichtiger sein.

    Ich fahre ein Auto für die Umwelt


    2 Mal editiert, zuletzt von Inter ()

    Hi.
    Hier mal die Formel dazu:

    [Quelle: Wikipedia.de]
    E(Rot) ist dabei die Rotationsenergie, Omega die Winkelgeschwindigkeit, I(x) das Trfägheitsmoment des rotierenden Körpers.
    Da sieht mans ganz gut denke ich: Die Rotationsenergie nimmt mit dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit (und damit der Drehzahl) zu. Zwar ist die Rotationsenergie rein physikalisch nicht "verloren", aber in dem Moment, wo sie wieder freigesetzt wird kann man sie nicht nutzen: Nämlich beim Abtouren wenn man hochschaltet.
    Insofern denke ich mal Inter hat's prinzipiell gut auf den Punkt gebracht: Solange Du mit seriennahen Drehzahlen hantierst, dürfte ein erleichtertes Schwungrad ausreichen.
    Wenn Du dagegen in den 5-stelligen Drehzahlbereich vorstößt, dann kann es Sinn machen, daran herumzuraspeln. Immerhin "schluckt" die rotierende Masse bei doppelter Drehzahl das 4-Fache an Energie.
    Allerdings würde ich mich da an jemanden wenden der sowas schon öfters beim Polo gemacht hat.
    Zwar ist die Kurbelwelle allein für sich gewuchtet, aber die Gegengewichte haben den Sinn, die rotierenenden Masseanteile der Pleuel(füße) auszugleichen, also das ganze auch bei hohen Drehzahlen einigermaßen dynamisch ausgewuchtet zu halten. Wenn Du (Extremfall, aber mal angenommen) die Gegengewichte entfernst bleibt das System "Kurbelwelle mit rotierendem Anteil der Pleuel" zwar statisch gesehen ausgewuchtet (vorausgesetzt die Pleuel sind auch alle ausgewogen), aber die dynamische Unwucht wird voll auf die Kurbelwelle und damit auch auf die Hauptlager übertragen. Das ist dann auch nicht im Sinne des Erfinders und führt wenn's schlecht läuft zu Hauptlagerschaden oder (theoretisch zumindest) irgendwann zum Bruch der Kurbelwelle.
    Jetzt bin ich alles andere als ein begnadeter Physiger, aber In den Büchern von Karl-Heinz Müller ist das recht gut beschrieben. Laut dem was dort steht ist in jedem Falle das strömungsgünstige "Anspritzen" der Gegengewichte sinnvoll.
    Lange Rede kurzer Sinn: Falls Du da keinen Schiffbruch erleiden möchtest wende Dich am besten an jemanden der das schonmal gemacht hat.

    Klar, wenn sowas gemacht wird, dann nur vom Profi.


    Ich denke mal, dass die Serienkurbelwellen mehr oder weniger genau auf die Masse der Serien Pleuel angepasst waren. Also jetzt einfach drauf los Material entfernen stell ich mir auch heikel vor.


    Gibt es da eine Möglichkeit aus dem Gewicht der neuen H-Schaftpleuel ein ungefair angepasstes Gewicht der Kurbelwellengewichte zu errechnen?


    Oder ganz simpel mal den Unterschied der Serienpleuel zu den jetzigen wiegen und den selben Prozentwert an den Gegengewichten entfernen?! Stell ich mir aber auch schwer vor, da man die Gewichte der Welle ja nicht wirklich einzeln wiegen kann.

    ....Deswegen haben einige Leute auch unterschiedliche ansichten vom erleichtern einer Kurbelwelle beim Polo. Wir erleichtern da eben nicht so viel... Es gibt aber Leute die meinen "Viel hilft viel"... Also mal mehrere Meinungen einholen bei verschiedenen Tunern.


    Gruß

    Zitat

    Original von General-GTGibt es da eine Möglichkeit aus dem Gewicht der neuen H-Schaftpleuel ein ungefair angepasstes Gewicht der Kurbelwellengewichte zu errechnen?


    Klar: Alte und neue Pleuel wiegen. Dann frisch ans Werk und an der KW Gegengewichte abfräsen/-drehen. Die Späne nachher zusammenfegen und wiegen. Aufhören zu raspeln wenn die Späne soviel wiegen die die Gewichtdifferenz zwischen alten und neuen Pleueln :D
    Nee Ernst beiseite: Ich denke mal auch im Zweifelsfall ist weniger mehr.

    Ich hab, nachdem ich die schon erwähnten Tuning-Tipps gelesen hab, mich auch an die KW und Pleuel gemacht... :D


    An den Pleueln fehlen pro Stk. 80Gramm...



    Dann an der KW abgedreht...




    Nebenbei bemerkt.... Meine PY-KW wog unbearbeitet 12,5kg, die aus dem NZ 11,5kg... nach meiner Bearbeitung wiegt die PY jetzt 11,2kg...


    Die bearbeitete KW läuft jetzt in nem Spaß-G40, wenn der nach 10000km platt ist dann ists auch nicht schlimm ;)


    In dem Buch vom Apfelbeck "Wege zum Hochleistungs-Viertaktmotor" steht auch viel zu den Gegengewichten. .... z. B. sollten eigentlich die Gegengewichte 50% des Kolben/Pleuelgewichts betragen... Bei Mehrzylindern wird aber oft weniger Gegengewicht (z.B. 30%) verwendet, um das Gesamtgewicht der KW geringer zu halten...


    Edit: um den Faden hier weiterzuspinnen... wenn man das Gewicht exakt auf leichtere Pleuel/Kolben anpassen will, sollte man noch den Abstand der Kröpfung zur Drehachse der KW(also 72mm Hub : 2 = Radius 36mm) mit dem Abstand des zu entfernenden Materials am Gegengewicht von der Drehachse verrechnen... Oder irre ich mich da? ... Aber so genau wird das warscheinlich sowieso nie jemand machen, oder? :rolleyes:


    Gruß Tobi

    Der moderne Personenwagen ist leider eine Kreuzung zwischen Maschine, Fußball und Lippenstift,
    wobei die Maschine vielfach zu kurz gekommen ist. (Prof. P. Kössler, 1896 - 1987)

    Einmal editiert, zuletzt von PoloundT3Bus Tobbe ()

    Hallo.


    Wie Tobi schon richtig erkannt hat spielt der richtigen Auswuchtung das Umfangsgewicht eine sehr wichtige Rolle!
    Gerade bei Hubkolbenmotoren müssen wir natürlich immer die Kräfte (in diesem Fall die Unwuchten) in,
    die 1.Dimension Auf und Nieder von Kolben Kolbenbolzen und ein Teil des Pleuels, sowie
    der 2. Dimension beachten, die Drehbewegung der Kurbelwelle (das Schwungrad können wir hier außen vor lassen) und der andere Teil des Pleuls.


    Die 2. Dimension kann man mit den Gegengewichten optimal auswuchten, hierzu muss man das Gewicht des Pleuels was in der 2. Dimension wirkt ausgewogen werden.
    Bei der Kurbelwelle wird des wegen der Unzerlegbarkeit schwieriger.
    Entweder man muss es errechnen oder man muss eine Kurbelwelle zum Wiegen und erleichtern zerlegen um einen Zylinder einzeln bearbeiten zu können.
    Nach erfolgter Erleichterung muss man dann halt die Gewichte an der kompletten Kurbelwelle 1:1 nacharbeiten.


    Ob und wieviel Mehrgewicht die Gegengewichte der Kurbelwelle haben sollten um einen Teil der Schwingungen/Belastungen der 1, Dimension entgegen zu wirken, entzieht sich meinem Kenntnisstand,
    da sich hierzu ein rotierendes Gewicht eher wenig eignet!


    Als Anmerkung meinerseits sind gleiche in genau entgegen Richtung wirkende Massen(Gewichte) das optimale um Belastunge/Schwingungen auszugleichen.
    Optimal im Inline-Boxermotor, im Standart Boxermotor nur fast optimal, da die gegenüberliegenden Zylinder einen Versatz haben.


    Gruß Frank

    @leinad
    steiner sagte mir bis jetzt noch nix, bin ja nur n dummer mechaniker :P ...aber es gibt ja wikipedia ;) .... so aufwendig würde ich das jetzt nicht betrachten :)


    Ich meinte eig. das man die Hebellänge miteinfließen lassen muss, da die Erleichterungen am Pleuelfuß und an den Gegengewichten ja auf verschiedenen Radien liegen.


    @Roadrunner
    Genau so sehe ich das auch.


    Das theoretisch ideale Gegengewicht liegt bei dem Gewicht der 2. Dimension + 50% der 1. Dimension.


    Somit wird in UT und OT das das halbe Gewicht der 1. Dimension ausgeglichen und auf halbem Hub wirkt das halbe Gewicht ohne das Gegengewicht von Kolben und Pleueloberteil.... was bedeutet das immer 50% der 1. Dimension als freie Kraft vorhanden ist.


    Gruß Tobi

    Der moderne Personenwagen ist leider eine Kreuzung zwischen Maschine, Fußball und Lippenstift,
    wobei die Maschine vielfach zu kurz gekommen ist. (Prof. P. Kössler, 1896 - 1987)

    Wenn man jetzt die original Planzeichnungen hätte oder man auf der Arbeit die KW maschienell vermessen könnte, wäre es ja recht simpel zu errechnen, wie viel % des Gesamtgewichts der Welle die Gegengewichte ausmachen. Somit hätte man dann ja zumindest ein relativ genaues Verhältnis zwischen den Serienkolben/Pleuel und der Serienwelle. Dann die neuen Gewichte der Pleuel/Kolben nehmen und den gesamten Kram Rückwärts auf das Gesamtgewicht der Gegengewichte umrechnen.


    Hätte man dann nicht einen groben Anhaltswert, wie viel man an den Stellen wegnehmen sollte? Ist halt nur die Frage, wie viel % der Gesamtfläche die Ausgleichsgewichte ausmachen. Gibt es Firmen die so ein Bauteil "mal gerade" vermessen können?

    Wenn du schon soweit gehst, kannste auch direkt nen komplett neuen Motor bauen. Der Block ist ja nur mehr oder weniger ein Gehäuse um den ganzen Kram. ...


    Das wird ja hier wissenschaftlicher als bei der NASA. Und ich befürchte dann schon fast wieder das dann der Rennmotor wieder mit Oller Polo Elektrik versorgt wird.... (was das ganze mit KW, Schwung erleichtern wieder hinfällig macht)

    Zitat

    Original von skibby
    Wenn du schon soweit gehst, kannste auch direkt nen komplett neuen Motor bauen. Der Block ist ja nur mehr oder weniger ein Gehäuse um den ganzen Kram. ...


    Das wird ja hier wissenschaftlicher als bei der NASA. Und ich befürchte dann schon fast wieder das dann der Rennmotor wieder mit Oller Polo Elektrik versorgt wird.... (was das ganze mit KW, Schwung erleichtern wieder hinfällig macht)


    Nö, der Motor hat eine frei programmierbare KMS-Zündung.
    Und, dass sich das Erleichtern von Motorkomponenten mit einer original Zündung oder mit einer Zauberzündung nicht bemerkbar macht, halte ich jetzt auch mal für ein Gerücht!