Kurbelwelle erleichtern und feinwuchten

[EwaldS]

Danke für die Antwort.

Aber warum wird dann zB. so etwas angeboten?

https://www.bikeside.de/4-Zylinder-glei ... einwuchten

[Rennsemme-Fahra]

Auch Motorräder sind ein Markt den es zu Bedienen gibt.
Ob was sinnvoll ist oder nicht kann nur jmd mit Fachwissen beurteilen, dass das gro einfach nicht hat. Ansonsten macht man Marketing und verkaufts einfach

[R6-Pille]

Danke für die Antwort.

Aber warum wird dann zB. so etwas angeboten?

https://www.bikeside.de/4-Zylinder-glei ... einwuchten

Bei einem 4 Zylinder Motor mit üblichen 180 grad Kurbelversatz kann man das z.b. aus folgenden Gründen machen:

Rotierende Massenkräfte:
Entstehen je Zylinder aus ca. 1/3 Pleuelgewicht + Masse Kurbelzapfen + Massenanteil Kurbelwange

Die dadurch umlaufend entstehende Massenkraft gleicht sich jedoch über alle 4 Zylinder aufgrund des Kubelversatzes zu 100% aus.

Durch den Zylinderversatz entstehen jedoch Massenmomente von Zylinder zu Zylinder die versuchen die Kurbelwelle zu verbiegen und dadurch die Kurbelwellenlager belasten.

Aus diesem Grund sind bei jedem Zylinder an der Kurbelwelle Gegengewichte.
Mit diesen Gegengewichten wird diese unerwünschte Belastung je nach Auslegung um rund 65 bis 70% ausgeglichen.

Weniger Ausgleichsmasse erleichtert die Kurbelwelle und damit das rotierende Trägheitsmoment des Motors. Der Motor dreht schneller hoch. Diese Auswirkung wirkt grundsätzlich auch bei leichteren Rädern.

Man darf das aber nicht mit einer Leistungssteigerung verwechseln.
Diese ist „Null“. Der Motor reagiert nur „aggressiver“ auf den Gasgriff.

[EwaldS]

Ok soweit ist das für mich verständlich.

Man verringert rotierende Masse.

Somit sollte man mit einer Erleichterung und einer Feinwuchtung unter Umständen die Haupt- und Pleuellager schonen.

Jedoch sollte nicht der gleiche Effekt mit der Leistungssteigerung wie bei eine Kit Lima eintreten?

[R6-Pille]

Je kleiner die Gegengewichte desto größer die Belastung der Kurbelwelle durch rotierende Massenmomente.

Eine Kit Lichtmaschine entnimmt dem Motor weniger Energie da sie eine kleinere elektrische Leistung erzeugt.
Die kleinere rotierende Masse bringt keine Mehrleistung sondern nur, wie schon gesagt, ein theoretisch schnelleres Hochdrehen des Motors genauso wie leichtere Räder oder das Erleichtern der Kurbelwelle.

[EwaldS]

Perfekt erklärt danke.

den geringsten Verschleiß erreicht man somit wenn die Kurbelwelle exakt mit dem Gewicht der Kolben Pleuel usw. ausbalanciert wird.

[Sordo]

Perfekt erklärt danke.

den geringsten Verschleiß erreicht man somit wenn die Kurbelwelle exakt mit dem Gewicht der Kolben Pleuel usw. ausbalanciert wird.

Genau so!
Weniger Verschleiß und weniger Vibrationen.

[scm]

den geringsten Verschleiß erreicht man somit wenn die Kurbelwelle exakt mit dem Gewicht der Kolben Pleuel usw. ausbalanciert wird.

Hallo Ewald!

Ja, das stimmt, für einen gegebenen sagen wir 4 Zylinder Reihenmotor gibt es theoretisch eine
Kurbelwelle mit optimal dimensionierten Gegengewichten, die ein Minimum an Massenkräften
und damit Verschleiß produziert. Jetzt kommen leider zwei große "aber":

Erstens erzeugt diese optimale Kurbelwelle, selbst wenn sie sozusagen "auf's Atom" genau ge-
wuchtet ist, im Betrieb immer noch sehr heftige Massenkräfte (Größenordnung über 10kN, also
mehr als eine Tonne). Das ist prinzipbedingt, daran kann keine noch so gute Wuchtung etwas
ändern. In der Praxis bedeutet das: egal wie gut die Wuchtung ist, der Motor vibriert immer!

Zweitens kann man auf Wuchtmaschinen nur die Gesamtunwucht der Welle ermitteln, also in
unserem Fall die Summe der Wirkungen der Gegengewichte. Leider hat das zur Folge, daß
selbst total falsch dimensionierte Gegengewichte, die eine enorme innere Belastung der Kurbel-
welle erzeugen, eine Gesamtunwucht = 0 ergeben können. Die Welle wird dann fälschlicherweise
als "perfekt" eingestuft (im Prinzip ist das mit dem Wuchten so ähnlich, als würdest du alle vier
Kolben gemeinsam wiegen, wenn die zusammen genau 1,2kg haben folgt daraus ja nicht, daß
jeder einzelne genau 300g wiegt).

So, jetzt fragst du dich womöglich, ob denn diese Feinwuchterei überhaupt was bringt, und da muß
man klar sagen: ja, nämlich im Wesentlichen einen Komfortgewinn. Wenn die Welle gut gewuchtet
ist und die übrigen Bauteile (Kolben, Pleuel) vereinfacht gesagt auf gleiches Gewicht gebracht worden
sind, dann wird der Motor unabhängig von den im Inneren wirkenden Kräften nach außen hin weniger
vibrieren. Und das ist ja schonmal was. An der Belastung der Lager hat sich aber nichts Wesentliches
geändert. Ich versuch's nochmal mit einem Beispiel zu veranschaulichen: zwei fette Sumoringer setzen
sich auf eine windige Kinderwippe. Die bricht fast zusammen unter dem Gewicht. Einer der beiden ist
etwas schwerer, und darum neigt sich die Wippe auf seiner Seite nach unten (ungewuchtet). Jetzt
rutscht der andere ein bißchen weiter nach außen, und durch seinen jetzt längeren Hebelarm stellt sich
die Wippe in's Gleichgewicht (gewuchtet). Ist dadurch jetzt die Belastung der Wippe in irgendeiner Weise
geringer geworden als vorher? Nein, natürlich nicht, und ganz ähnlich verhält sich das auch mit der
feingewuchteten Kurbelwelle.

Viele Grüße
Sven

[Knubbler]

Auf genau die Antwort habe ich gewartet!
Tolles Beispiel mit dem Sumo Krippen Vergleich.
Was vielleicht unklar ist, wie kann die Kurbelwelle noch vibrieren, wenn sie bis aufs Atom genau feingewuchtet ist?
Das liegt an der zweiten Ordnung, also mit doppelter Kurbelwellen Drehzahl müsste sich dafür eine Ausgleichswelle drehen. Das kann man sich vorstellen mit dem Winkel vom Pleuel bei der Auf- und Abwärtsbewegung. Im OT schwenkt das Pleuel ziemlich schnell von einer Seite zur anderen und im UT geht das ganze deutlich langsamer vor sich, daher kommt diese Unförmigkeit. Hängt also mit dem Hub/Pleuellänge Verhältnis Lambda zusammen. Ein unendlich langes Pleuel würde immer gerade nach oben stehen, ein kurzes macht extreme Schwenkbewegungen. Ideal ausgeglichen wäre es mit einem Pleuel, was genau entgegen schenkt, so wie bei der F800 zum Beispiel. Ich glaube der Grundgedanke dazu kommt ursprünglich aus Italien .

[R6-Pille]

Um bei einem 4 Zylinder Reihe mit 180 grad Kurbelwinkel die Massenkräfte zweiter Ordnung vollständig auszugleichen sind zwei mit doppelter Drehzahl gegenläufig drehende Ausgleichswellen notwendig.

Wird jedoch, soweit ich weiß, aufgrund des Aufwandes beim Motorrad nicht gemacht.
Wenn überhaupt, dann wird mit einer Welle eine halbherzige Lösung ausgeführt.

Ausgleichswellen bedeuteten beim oben genannten Motortyp neben dem Mehraufwand auch immer Mehrgewicht und etwas Leistungsverlust.

BMW ist ein typischer Hersteller der keinerlei Ausgleichswelle bei seiner 1000R einbaut.

Bei den Massenkräften zweiter Ordnung handelt es sich um oszillierende Kräfte die in Zylinderrichtung wirken. Sie ändern während des Arbeitsspiels bei konstanter Drehzahl sowohl Betrag als auch Richtung.