In dieser Reihe sollen ein paar Motoren anhand Ihrer Leistungsmessungen näher analysiert werden.
Es geht hier nicht darum, Fehler anderer an zu prangern, sondern es soll gezeigt werden, wie und was man
aus Leistungskurven lesen kann.
Für diese Kurvendiskussion verwende ich Leistungskurven mit aussagekräftigen Besonderheiten, deren Motorkonfiguration weitestgehend bekannt ist.
Vor ab:
Eine gute Leistungsmessung erfolgt auf einem Prüfstand, der mehrere Werte gleichzeitig ermitteln kann.
Einfache Prüfstände, bei denen ausschließlich die Radleistung innerhalb eines 10 Sekunden Messzyklus per Schleppzeiger aufgemalt werden, sind für solche Auswertungen ungeeignet.
Diese Prüfstände sind Schätzeisen. Aus den Ausdrucken geht wenig hervor. Die meisten kennen diese Aufschriebe.
Ein Schleppzeiger läuft bei beschleinigtem Motor auf dem Papier hoch. Kurz nach dem Maximalwert wird ausgekuppelt und der Zeiger schnellt unterhalb der Nullinie und ermittelt so die Verlustleistung des Antriebsstranges. Beide Werte werden addiert und ggf noch mit einem Lufttemperaturfaktor verrechnet.
Das Ergebnis soll dann die Motorleistung sein. Sicherlich ist sie dies auch näherungsweise.
Man muss jedoch wissen, dass Leistungsprüfstände für verlässliche Messungen mindesten jährlich gewartet und abgeeicht werden müssen. Zu dem sind bei solchen Prüfständen die Fehlertoleranzen selten unterhalb 10%. Das können Abweichungen in Plusrichtung wie auch in Minusrichtung sein.
Wichtig sind also Prüfstände, bei denen gleichzeitig mehrere Daten erhoben werden. Radleistung, Motorleistung, Drehmoment und Drahzahl sind die wichtigsten Kenngrößen.
Aufzeichnungen ohne Drehzahl und nur über Geschwindigkeit sind sehr fehlerbehaftet und schlechter geeignet.
So viel zum Prüfstand.
Nun also zu den Kurven.
Gute gleichmäßige Kurvenverläufe bieten wenig Analysemöglichkeiten. Also nimmt man zum Einstig lieber eine Reihe von Messungen mit signifikanten Besonderheiten.
Das ist augenscheinlicher und somit einfacher verständlich.
Der erste Motor dieser Reihe:
Hier haben wir einen sehr hochwertig gefertigten 2,4L Typ4 Motor eines geschätzten Marktbegleiters.
Die absolutwerte mit 185PS sind beachtlich. Dennoch weist dieser Motor ein paar Besonderheiten auf, die
den alltäglichen Betrieb in besonderer Weise gestalten.
Um es vorweg zu nehmen, es soll hier nicht etwas schlecht gemacht oder angeprangert werden.
Es soll in erster Linie dem Lesen von Leistungskurven dienlich sein.
Eckdaten zu diesem Motor:
Bohrung/Hub 103 x 71
Ventile 44 / 38
Nockenwelle nicht veröffentlicht
Vergaser 44IDF
Abgasanlage großer Schalldämpfer ( Topf kein Fächerkrümmer)
Der Motor ist mit hochwertigen Komponenten sehr fundiert und kundig gefertig worden und bestmöglich auf dem Leistungsprüfstand abgestimmt worden.
- inhomogene Leistungsenfaltung
Der Bereich A
Bei der Leistungsmessung wurde offensichtlich ab 1800U durchbeschleunigt. Der Bereich dadrunter ist bei dieser Art von Motoren unwillig.
Hier zeigt sich zuerst einmal eine Drehmomentdelle. Dies kommt zu stande, wenn z.B. zu gunsten einer hohen Spitzenleistung eine zu scharfe Nockenwelle und zu große Vergaserdimensionen verwendet werden.
Ab ca. 2200U ist die Durststrecke durchstanden und der Motor dreht willig hoch.
Der Bereich B
Ab ca. 3000U ist der Durchzug erst einmal beendet. Hier bildet sich ein Drehmomentplateau aus.
Das Drehmoment gehl leider sogar etwas zurück. Das ist ein eindeutiges Zeichen für eine Nockenwelle mit zu viel Steuerzeit.
Die Vergaser überfetten in diesem Bereich und können nicht besser abgestimmt werden.
Der Bereich C
Hier wird es noch deutlicher.
Bei ca. 4200U ist die Talsole der Drehmomentdelle erreicht.
Ab nun nimmt das Drehmoment wieder zu und die Leistungskurve wird steiler
Der Motor arbeitet im strömungsgünstigen Bereich.
Der Bereich D
Bei ca. 5200U wird das Maximum des Drehmomentes erreicht.
Nun nimmt die Brennraumfüllung so deutlich ab, dass die Drehmomentkurve zurück geht.
Die Leistungskurve wird sehr flach. Nur über die Drehzahl nimmt die Leistung noch zu.
Die Zylinderköpfe sind in ihrem Fließverhalten am Ende angelangt.
Der Bereich E
Der Motor hat sein Leistungsmaximum bei etwas über 6000U erreicht.
Die Brennraumfüllung reicht für mehr Leistung und höhere Drehzahlen nicht mehr aus.
Wie verhält es sich im Alltag?
Der Motor ist ab Standgas etwas ruppig, beschleunigt jedoch dann bissig los.
In dem Bereich wo die meisten Bummel-Fahrer schalten haben wir hier das Fettloch. Das ist bei ca. 3600-4400U
Erst wenn diese Durststrecke durchstanden ist, geht der Motor wieder mit gleicher Vehemenz weiter wie zwischen 2400-3000U
Nun gibt es noch einen kurzen Sprit von 4400-5200U ab hier wird es dann zäh bis zur Maximaldrehzahl von 6000U
Der Fahrer hat sich also auf diese Motorcharakteristik ein zu stellen.
Für einen bummelnden Kabriofahrer ist der Motor etwas zu ruppig.
Für reine Sporteinsätze ist das Fettloch zu ausgeprägt und den Motor im oberen Bereich zu zäh.
Optimierungsmöglichkeiten:
Wenn man mit einer reduzierten Spitzenleistung leben kann, dann ist eine zahmere Nockenwelle ein probates Mittel das Fettloch zu egalisieren.
Die Spitzenleistung würde dann jedoch je nach Auslegung der Nockenwelle um mehrere 100U zurück gehen und somit auch die Spitzenleistung reduzieren.
Wenn man die anfängliche Drehmomentdelle begradigen möchte, dann ist die oben erwähnte Reduzierung der Steuerzeit einhergehend mit einer kleineren Vergaserauslegung ein probates Mittel.
Hier ist natürlich wieder die Spitzenleistung jenseits von 5000U der größte Büsser dieser Maßnahmen. Solche mehr auf Alltagsbetrieb ausgelegten Motoren haben dann Maximalleistungen von ca. 160PS /5400U
Wenn dennoch eine Leistung in dieser Größenordnung gewünscht ist, dann empfiehlt es sich eine Kurbelwelle mit mehr Hub zu wählen.
Ein Umbau auf 2,6-2,7L also 78-80mm Hub drängt sich auf.
Hier kann dann die Steuerzeit der Nockenwelle reduziert werden und man erhält einen Motor mit ähnlichen Maximalgrößen.
Bei oben angegebenen Zylinderköpfen sind nach wie vor 185-190PS möglich.
Dies jedoch ohne das große Drehmomentloch im mittleren Drehzahlbereich.
Soll so ein Motor ausschließlich Rennsportmäßig eingesetzt werden, dann kann unter Beibehaltung der Nockenwelle das Fließverhalten der Köpfe durch größere Ventile deutlich gesteigert werden.
Bei dieser Bohrung und der gewünschten Leistung empfehlen sich z.B. 46 bis 48mm Einlassventile.
Der Ringspalt muss angepasst und bis zur Zylinderwand vergrößert werden. Hier würden die Köpfe dann besser fließen und die Leistungskurve würde dann ab 5000U nicht so träge sein.
Dies erreicht der Motor dann jedoch schon 400-500U eher und hat zu dem ein deutlich höheres Drehmoment.
