Verdichtung


Damit ein Verbrennungsmotor gute Arbeit verrichtet
muss das Gemisch im verdichteten Zustand zur Zündung gebracht werden.

Mit der Zündung + Verbrennung erfolgt Expansion die Arbeit verrichtet.
Diese Arbeit bedeutet das im Zündtakt kurzzeitig einige Tonnen Gewicht
auf den Kolben wirken.
Weil dieses "Gewicht" aus Gas besteht und der Kolben über die KW abrollt
erfolgt das "Gewicht auflegen" sowie der nachfolgende Abbau relativ sanft.
Je höher das Verdichtungsverhältnis, um so stärkere Expansion erfolgt.
Bedeutet höhere Ausnutzung der ansonsten gleichen zugeführten Energie
Deshalb strebt man für hohe Leistung hohe Verdichtung an.

Solche Werte liegen durchweg deutlich oberhalb Verdichtung 10:1
Das Ganze stößt an mechanische und thermische Grenzen
welche zum großen Teil von der gewählten Kanalsteuerpaarung ausgehen
Einlass / Spülen / Auslass
Diese liefern den Füllgrad zu Drehzahl X
Sind die Kanäle auf Durchzug von unten heraus getrimmt 
kann keine höhere Verdichtung dazu kombiniert werden.
Es würde sonst sofort in starke Überhitzung führen
Deshalb bewegen sich Verdichtungsverhältnisse solcher Motoren

nahezu immer unterhalb 10:1
Eine Begleiterscheinung bei zu hoher Verdichtung
zeigt sich in trommelnde Geräusche beim Beschleunigen
In dem Zustand wird das "Gewicht" nicht sanft aufgelegt sondern hart
Wenns Übertrieben ist gibts Loch im Kolben
Das lässt sich mit zurück setzen des Zündzeitpunktes etwas Abmildern

Ebenso auch mit geringerer Verdichtung

Mancher nutzt auch höhere Oktanzahl zum Gegensteuern
In winzigen Maß gelingt es. Jedoch nicht bei der Mehrzahl
Zylinder Konzepte welche als Tuning verkauft werden
Hierzu reicht die Maßnahme mehr Oktan alleine nicht aus

Weitere Tricks wie Fächerkopf sind hinzu gekommen
Alles Folgen aus blinder Prüfstandsuche nach Leistung
Dabei Vergessen das Steuerdaten + Verdichtung + Zündpunkt
ein gemeinsames Zusammenspiel haben

 
Neben dem geometrischen Verdichtungsverhältnis gibt es auch das Effektive. 
Das geometrische Verdichtungsverhältnis ergibt sich aus
Hubraumvolumen : Brennraumvolumen + 1
 
In Serie wird meißt um 10:1 genutzt
In heutiger Zeit mit guten Kraftstoffen lässt es sich leicht erhöhen
ohne gleich gefährliche Zustände zu erreichen
 

Um eine passende geometrische Verdichtung anzusteuern
sollte vorab die effektive Verdichtung beachtet werden.
An dem Punkt scheitern auch gestandene Tuner.
Immer wenn Vollkonzentration auf Prüfstand, Verkaufen und Werbung liegt.
Am 2 Takter beginnt effektive Verdichtung mit schließen des Auslasskanals
plus Füllwirkung der Spülkanäle aus dem KW Raum
Es ist also ein dynamischer Vorgang der eine bestimmte Drehzahl
bedient und leider auch entfernte Drehzahlen Benachteiligt
Schon deshalb kann es immer nur ein Nutzband von bis geben.
Niemals über die volle Drehzahlspanne.
Bei Tuning Motoren liegt der Auslass Steuerwinkel bei runde 180°
Damit steht nur der halbe Hub für effektive Verdichtung bereit
Serien Motoren haben auch kleinere Steuerwinkel und somit flachere Kanäle
Damit liegt die effektive Verdichtung etwas höher

Geht man vom Effektivverhältnis aus lässt sich die geometrische Verdichtung
soweit Anpassen das sie ohne Überhitzung zum Motor passt
Um diese Kunst zu Beherrschen müssen Fahrtests erfolgen
die dann oft anderes Ergebnis bringen als
am Prüfstand Ausgedacht wurde.
D
er Unterschied liegt in der Methode und eben auch im Aufwand.
Am Prüfstand ist nach 1 min Messung alles vorbei.
Im praktischen Fahralltag gehts erst nach 10 min los.

Der Hitzeaufbau der am Prüfstand unbemerkt blieb

bringt im Fahralltag ordentlich Probleme.
Und zwar für den Fahrer

 

In die Verdichtung greift noch der Effekt der Nachladung ein
Was zB. der Auspuff zusätzlich an Aufladung bringt
Er hebt die effektive Verdichtung mit an
Auch das ist ein dynamischer Vorgang der bestimmte Drehzahl unterstützt
und entfernt liegende Drehzahlen Benachteiligt
Damit wird ebenfalls das Nutzband Begrenzt
Die Verdichtung startet mit Auslass schließen bereits Vorverdichtet
Die Vorverdichtung wird nur im Leistungsbereich erzeugt

Der Auspuff Intensiviert die Füllung durch Nachladung

ebenfalls nur in seinem Leistungsbereich
Bei guter Ausnutzung gibt das für sich runde 40% Motorleistung
Bei Tuning ist der Effekt der Nachladung meißt höher als bei Serie

Entsprechend sind Tuning Auspuff Anlagen Dicker mit mehr Volumen

 

Am 2 Takter per Kompression die Verdichtung messen ist so eine Sache
Wie eben erwähnt steuert die Nachladung einen Teil mit bei
Das aber nur im Reso Drehzahlbereich und mit laufender Verbrennung
Kerze raus und Messuhr rein geht also nicht 1:1
Dazu kommt die Eigenheit von Kolbenringen, besonders bei nur einem
Der Ringspalt lässt bei geringen Drehzahlen mehr Druck entweichen 
als bei hohen Drehzahlen. Was also misst man ?
Ein weiterer Effekt ist die Arbeitswärme durch die sich Kolben dehnen

Die Konizität des Kolbens hebt sich also damit auf
Im kalten 2 Takt Motor ist der Auslass wann geschlossen ?
Wenn die Kolbenkante den Auslass schließt oder der Kolbenring ?
Entsprechend verschiebt sich die gesamte Messung
Beim 4 Takter befindet sich kein Auslasskanal in der Lauffläche
Dort stellt sich die Überlegung nicht.

 

Ob an die Verdichtung effektiv oder geometrisch heran gegangen wird, 
in beiden Fällen ist Austesten der beste Weg
um an gute Leistung ohne Anfälligkeiten zu gelangen
Dazu gehören dann auch Kraftstoffarten, Brennraumformen und weiteres
Keine Anfälligkeiten erzeugen ist quasi die Begrenzung der Verdichtung
Also keine Glühzündungen, Löcher im Kolben oder ähnliches
Das erfolgt am besten unter Dauerlast Bedingungen
Es nützt ja nichts mit zB. Verdichtung 14:1 ans Werk zu gehen
um es nur 1 Minute auf dem Prüfstand zu testen
Länger dauert so ein Test meißtens nicht

Natürlich kommt damit fantastisch hohe Leistung 
Werbewirksame Verkäufer Präsentieren es so der ganzen Welt 
Aber nach 5 und erst recht 10 Minuten Fahrdauer 

ist eben diese Leistung weg
Ganz simple Physik. Mehr Hitze = geringere Füllung

Die immer höher steigende Hitze bei Dauerlast lässt die Leistung abfallen
Gleichzeitig steigt mit ihr das Defekt Risiko
Statt Risiko passt das Wort Garantie treffender
Garantiert typische Kolbenausfälle sobald nur ein paar Sekunden
zu lange Vollgas gegeben wird
Abstimmung vom Prüfstand ist nicht realen Fahrbedingungen Gewachsen

Wie gut es im Fahrbetrieb getrimmt ist, das ist die eigentliche Tuning Kunst

 

So nebenbei ist mit Erklärt warum mehrere Prüfstand Messungen
hinter einander jede immer weniger Leistung anzeigt.
Wie sieht aber der Werbealltag aus ?
Man schaut sich ein Video an und Registriert die angezeigte Leistung
Die 1 x Messung ist in aller Regel ohne natürlichen Hitzeabfall
Mehrfach Messreihen zeigen Videos von Anbieter nicht
Erst beim Fahren auf der Straße merkt man 

da fehlt doch was. Je länger man fährt um so Deutlicher

Videos werden zum Werben und Präsentieren verwendet
und bauen dabei auf Unwissenheit von Käufer
Der natürliche Leistungsabfall macht sich in Videos nicht so gut 

und wird nicht gezeigt

So landet die ganze Präsentation in Werten

die man im Alltag nicht zur Verfügung hat

Bei Km/h Werten ist es ähnlich

Vom Prüfstand abgelesen sind sie dann im Fahrbetrieb

mit den Fahr Gegenkräften niedriger

Weiß eigentlich jeder Tuner.
Wer sich wundert warum angepriesene 120 Km/h

beim realen Fahren an 97 km/h enden ?

Frage den Motorbauer wie er auf die 120 kam
Immerhin hat er die Angabe gemacht
und das nicht zuletzt
aus Werbegründen
Da reicht oft das Ablesen vom Prüfstand.
Dabei "Erwischt" hat Mancher Formulierungen geändert wie 100 +
Keine 120 mehr sondern ein + für Spielraum Fantasie
Leider ist dabei fast Vergessen das mit geringeren Km/h Werten
auch
geringere Leistung anliegt
15 - 20 Km/h weniger sind auch entsprechend Leistung weniger