CP4enginecrack hat geschrieben:
Deine Rechnung mit 2,5% mehr Drehzahl verstehe ich nicht ganz. Die musst du mir genauer erklären.
Ja, das war ein bißchen aus der Hüfte geschossen und auch nicht ganz richtig,
weil zu pessimistisch. Also nochmal von vorn:
wenn man an einem Motor schwerere Kolben oder Pleuel verbaut, dann erhöhen
sich dadurch die (bei vorgegebener Drehzahl) wirkenden Massenkräfte, also
die Kräfte, die über's Pleuellager am Hubzapfen wirken. Der Zusammenhang
"je mehr Masse, desto mehr Kraft" ist linear, wenn die Masse um 5% erhöht
wird, vergrößert sich die Kraft ebenfalls um 5%.
In unserem Fall wird das Pleuel um 5% schwerer. Insgesamt erhöhen sich
die bewegten Massen jedoch weniger, der Kolben, der eine ähnliche Masse
hat wie das Pleuel, bleibt ja unverändert (das hatte ich oben nicht berück-
sichtigt). Also gehen wir mal davon aus, daß durch den Einbau der Carillos
die bewegte Masse um 2,5% wächst. Jetzt kann man fragen: "Ist das viel
oder wenig?", und um das zu beantworten, bin ich auf die Drehzahl überge-
gangen. Mehr Drehzahl erzeugt ebenfalls höhere Massenkräfte, aber dies-
mal ist der Zusammenhang nicht linear, sondern quadratisch (doppelte Drehzahl
verursacht 4fache Kraft). Die oben erwähnte 2,5% höhere Massenkraft ent-
steht beim Serienmotor trotz der geringeren bewegten Massen also dann, wenn
er 1,25% höher dreht. Im Endeffekt bedeutet das: der Motor mit den Carillos
erzeugt bei 12.000/min dieselben Massenkräfte, wie es der Serienmotor erst
bei 12.150/min tut. Oder anders gesagt: wenn es dir gelingt, das Drehzahl-
niveau nur
minimal niedriger zu halten als normal, ist dieser Nachteil der
schwereren Pleuel ausgeglichen.
Die Schwächung durch die Bearbeitung am Smallend des Pleuel ist ziemlich hoch, da hast recht. Jedoch ist der Schaft des Pleuel in der Berechnung noch wesentlich kritischer. In der Berechnung war zu sehen, dass die Lebensdauer am Smallend noch 33% höher ist als am Schaft, deshalb konnte die Buchse ohne bedenken unter Berücksichtigung von Temperatureinfluss und Vorspannkräfte durch Verpressung eingebaut werden.
Ah, du hast das simuliert!? Das ist natürlich profimäßig!
(gefällt mir eh gut was du da machst!)
Hast du dir den Massen-Momentenausgelich der R1 CP4 mal genauer angesehen?
Ja. Ich will hier kurz beschreiben, was sich durch den Einbau der schwereren Pleuel
ändern würde. Gehen wir mal davon aus, der Kurbeltrieb des Serienmotors wäre perfekt,
also alle Kolben und Pleuel gleich schwer und mit identischer Gewichtsverteilung, alle
Gegengewichte an den Hubwangen gleich und mit genau der theoretisch benötigten
Unwucht. Dann ist der Motor, wenn die Ausgleichswelle genauso perfekt ist, kräfte-
und momentenfrei bis zur 2. Ordnung (darüber hinaus müßte ich es mir noch überlegen,
aber diese höheren Ordnungen sind so schwach, daß sie in der Praxis eh keine Rolle
spielen).Wenn wir jetzt die Pleuel durch 4 identische, aber schwerere Carillos ersetzen,
passiert Folgendes:
Kräfte 1. Ordnung: unverändert ausgeglichen
Momente 1. Ordnung: erhöhen sich
Kräfte 2. Ordnung: unverändert ausgeglichen
Momente 2. Ordnung: unverändert ausgeglichen
Ein Vorteil der crossplane-Kurbelwelle, der völlige Ausgleich der 2. Ordnung, bleibt dir
also auch mit den Carillos erhalten, kümmern mußt du dich wenn überhaupt nur um
die Momente 1. Ordnung. Dazu müßte die Kurbelwelle neu gewuchtet werden, die
Firma GW bietet das an (im Gegensatz zu einer herkömmlichen flatplane-Kurbelwelle
müssen dazu Meistergewichte angebracht werden, was die ganze Sache etwas
aufwendiger/teurer macht). Im Prinzip wird dazu dann an nur zwei Stellen Material
aufgebracht (oder gegenüber entfernt). Eigentlich müßte das an jedem einzelnen
Gegengewicht geschehen, aber die
Verteilung der Unwucht auf der Welle kann man
mit einer Wuchtmaaschine nicht kontrollieren, sondern nur, wie sich die Welle
ins-
gesamt verhält, leider. Und wenn du's ganz genau haben wolltest, müßte eigentlich
auch die Unwucht der Ausgleichswelle vergrößert werden, aber das ist schwierig
und vor allem das Ergebnis mit vertretbarem Aufwand nicht zu kontrollieren.
Zum Schluß noch ein Hinweis: der crossplane R1 Motor mit der Ausgleichswelle hat
von allen 4Zylindern den besten Massenausgleich. Wenn du da minimal was änderst,
ist er in dieser Hinsicht immer noch besser als ein konventioneller flatplane Motor
ohne AGW.
Viele Grüße
Sven
