Motorrechner für Verdichtungsverhältnis, Hubraum und Aufladung

Für Zylinderbohrung $B$, Kolbenhub $S$, Zylinderzahl $N$, Dichtungsbohrung $B_g$, gepresste Dichtungsdicke $t_g$, vorzeichenbehafteten Kolbenunterstand $h_d$ und vorzeichenbehaftetes Kolbenbodenvolumen $V_p$ gilt:

Die Volumina werden vor der Addition ausdrücklich in Kubikzentimeter umgerechnet. Die Dichtungsdicke null steht für einen Motor ohne Zylinderkopfdichtung und ergibt ein Dichtungsvolumen von null; ein positives Verdichtungsraumvolumen im OT und ein positiver nomineller Planflächenabstand bleiben erforderlich. Das Muldenvolumen ist positiv und das Kolbendomvolumen negativ; der Kolbenunterstand ist unterhalb der Blockoberfläche positiv. Das statische Verdichtungsverhältnis beträgt $CR_s=1+V_s/V_c$. Diese Methode der Volumensummierung und der Dichtungsvergleich werden anhand von Mr. Gasket 8703, beigefügte Quelle s1, PDF-Seiten 52–53 (Druckseiten 50–51), überprüft.

Die Beziehung für das zentrische Schubkurbelgetriebe wird hier aus dem rechtwinkligen Dreieck am Pleuel hergeleitet. Mit Kurbelradius $r=S/2$, Pleuellänge $L$ und Kurbelwinkel $theta$ ab OT gilt:

Beim Einlassschluss gilt $theta=180^circ+IVC$, somit sind $s_{eff}=x(theta)$ und $CR_d=1+As_{eff}/V_c$. Die beiden von Eaton Balancing dargestellten Beispiele zum 312 Y-block liefern unabhängige, gerundete Prüfwerte. Verwenden Sie den nominellen Einlassschluss oder den Schließzeitpunkt am Ventilsitz für die eingestellte Nockenwellenlage; dieses Werkzeug nimmt keine pauschale Korrektur für den Prüfhub vor.

Der absolute Saugrohrdruck ist $p_m=p_a+p_b$. Der gebräuchliche Aufladungsindex lautet $CR_{boost}=CR_s(p_m/p_a)$ und entspricht dem Vergleich von Weiand in Quelle s2, PDF-Seite 4. Er verwendet das Druckverhältnis als Multiplikator und stellt weder ein thermodynamisches Verdichtungsverhältnis noch eine Druckprognose dar.

Bei der Variante wird die Dichtungsdicke ersetzt und die gemessene Verringerung des Brennraumvolumens im Zylinderkopf abgezogen. Die übrige Geometrie bleibt unverändert. Berechnen Sie $V_c$, statisches Verdichtungsverhältnis, dynamisches Verdichtungsverhältnis und Aufladungsindex neu. Der nominelle kalte Planflächenabstand beträgt $h_d+t_g$. Die Zeichnung verwendet die tatsächliche Zylinderbohrung und den Kolbenhub sowie einen äquivalenten Verdichtungsraum mit ebenen Begrenzungsflächen und der Höhe $V_c/A$; die Dicke des Kolbenkörpers dient nur der Darstellung. Die Animation und die statischen Parametervariationen verwenden getrennte Berechnungsschritte.

• Identische, kreisrunde Zylinder; kreisrunde Dichtungsbohrungen; alle Volumina gelten je Zylinder, sofern sie nicht als Gesamtvolumina gekennzeichnet sind.
• Das Brennraumvolumen im Zylinderkopf und das Nettovolumen des Kolbenbodens sind gemessen oder für die tatsächlichen Bauteile angegeben. Kleine Volumenanteile von Spalten, Zündkerzen und Ringstegen werden vernachlässigt, sofern sie nicht bereits in den Messwerten enthalten sind; vermeiden Sie Doppelzählungen.
• Keine Schränkung und kein Kolbenbolzenversatz, starres Pleuel; Wärmeausdehnung, Kolbenkippen, Pleueldehnung und Betriebsspiel werden nicht berechnet. Die Bezugsebene des Kolbenbodens bestimmt den Kolbenunterstand.
• Das dynamische Verdichtungsverhältnis ist rein geometrisch vom Ventilschluss bis zum OT definiert. Kanalströmung, Druckwellen, Leckage, Restgas und drehzahlabhängige Zylinderfüllung bleiben unberücksichtigt.
• Der Ladedruck wird im Saugrohr als Überdruck gegenüber dem eingegebenen örtlichen Atmosphärendruck gemessen. Der Index berücksichtigt weder Verdichterwirkungsgrad noch Ladungstemperatur oder Ladeluftkühlung.
• Für das Planfräsen wird die gemessene Verringerung des Brennraumvolumens eingegeben, keine Frästiefe. In der Variante bleiben Dichtungsbohrung, Nockenwellensteuerzeiten, Kolben, Kolbenhub und Kolbenunterstand unverändert; die tatsächliche Zylinderkopfbearbeitung kann Ventilfreigang, Nockenwellensteuerzeiten und die Passung des Saugrohrs beeinflussen.

Für vorläufige Geometrievergleiche konventioneller Kolbenmotoren, einschließlich Viertakt-Ottomotoren. Der Einlassschluss muss 0–180° nach UT liegen, und die Pleuellänge muss größer als der Kurbelradius sein. Ein positives Verdichtungsraumvolumen und eine positive Summe aus Kolbenunterstand und Dichtungsdicke sind notwendig, belegen aber keinen ausreichenden mechanischen Freigang.

Typische Bereiche dienen der Einordnung und sind keine Klopfgrenzen. Ältere Weiand-Beispiele für Straßenmotoren mit Roots-Gebläse nennen statische Verdichtungsverhältnisse von etwa 8–9:1. JE Pistons beschreibt etwa 12,5–13,5:1 bei modernen Geländemotorrädern mit Superbenzin. Eatons Planungswerte für das dynamische Verdichtungsverhältnis von etwa 8,0–8,2 beziehen sich auf Ford Y-block-Kombinationen mit Aluminiumzylinderköpfen und der dort angegebenen Konvention für Ventilsteuerzeiten. Diese Werte lassen sich nicht als austauschbare Kraftstoffgrenzwerte verwenden. Oktanzahlverfahren, Brennraumform, Zylinderkopfwerkstoff, Ladungstemperatur, Gemisch, Zündzeitpunkt, Last und Kühlung spielen jeweils eine Rolle.

Legen Sie Kraftstoff, Zündzeitpunkt oder maximalen Ladedruck nicht anhand dieses Werkzeugs fest. Es berechnet weder Zylinderdruck noch Motorleistung und bietet keine Klopfgrenze zur Einstufung als sicher oder unsicher. Prüfen Sie am montierten Motor die Freigänge zwischen Kolben und Zylinderkopf, Kolben und Ventilen sowie Kolbendom und Brennraum und gleichen Sie Dichtungsanforderungen und Bearbeitungsgrenzen mit den motorspezifischen Vorgaben ab. Der Schnitt ist eine schematische Darstellung mit äquivalentem Volumen; er kann den tatsächlichen Freigang von Kolbendom oder Ventilen nicht nachweisen.