Dies ist keine Tuningseite. Hier wird ausgehend von der Leistungsformel
des Motors erläutert, wie man mehr Leistung erreichen kann.
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Die
Motorleistungsformel:
Wie kommt es eigentlich zu dieser Formel?
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Aus der Formel ergibt sich:
Will man die Motorleistung erhöhen, muss mindestens
einer der Faktoren
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Hubraum
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Mittlerer Druck
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Drehzahl
erhöht werden.
Dies soll nun im Einzelnen an Beispielen erläutert
werden.
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Hubraum vergrößern
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Die Formel drückt mathematisch aus, was viele als
Spruch kennen:
Hubraum ist durch nichts zu ersetzen als durch
noch mehr Hubraum.
Technisch ist dieser Zusammenhang folgendermaßen zu
verstehen: Der Durchsatz des Gasgemisches pro Zeiteinheit wird größer. Mit
jedem Ansaugtakt wird eben mehr Gemisch angesaugt. Damit steht an der
Kurbelwelle mehr Drehmoment an.
Möglichkeiten:
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Aufbohren der Zylinder.
Dann werden Kolben mit größerem Durchmesser verbaut. Wichtig ist, dass
die Zylinder nicht zu dicht zusammenrücken. Die Zylinderwand sollte an
der engsten Stelle mindestens 5 mm breit sein.
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Kurbelwelle mit größerem Hub.
Die Einspritzanlage muss an den erhöhten Gemischbedarf angepasst werden.
Bei einer Hubraumerhöhung durch eine Kurbelwelle mit größerem Hub sollte
man sich aufgrund erhöhter Kolbengeschwindigkeit und stärkerer
Zylinderwandreibung auf 10 % mehr Hub beschränken.
- mehr
Zylinder
(ist aber keine Tuningmaßnahme)
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Mittleren Druck
erhöhen
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Der Mitteldruck
ist der für die Leistung ausschlaggebende Wert. Nicht nur der
maximale Wert, sondern auch der Verlauf ist wichtig für eine hohe
Leistung. Der drehzahlabhängige Verlauf des Mitteldrucks entspricht dem des
Drehmoments. Man kann sagen, dass ein bestimmtes Drehmoment bei hohen
Drehzahlen auch mehr Leistung einbringt. Eine Erhöhung des Mitteldruckes und
die Verlagerung des Maximalwerts in höhere Drehzahlregionen ist deshalb das
Ziel eines Motortunings. Für einen hohen Mitteldruck ist eine
ausreichende Zylinderfüllung
und eine hohe Verdichtung
ausschlaggebend. Um zu erfahren, ob die Füllung noch verbessert werden kann,
muss der
Liefergrad
des Motors betrachtet werden.
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Sportliche Motoren erreichen Werte von um 0.9 (90%).
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Aufgeladene Motoren haben einen Liefergrad zwischen 1,2 und 1,6
Diagramm Porsche 986, getunt |
Wie kann der mittlere indizierte Druck erhöht werden?
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Saugrohrgestaltung
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Von entscheidender Bedeutung ist die
Länge und Beschaffenheit
des Saugrohres.
Die sogenannte
Schwingrohrlänge beeinflusst in
großem Maße die Höhe und den Verlauf des Drehmoments. Die Schwingrohrlänge
wird vom Luftsammler bis zum Einlassventilteller gemessen. Der Grund für
die Bedeutsamkeit liegt in der Gasdynamik des Gemisches. Der Gasstrom wird
entsprechend der Arbeitstakte des Motors ständig unterbrochen.
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Kurze Saugrohre
verlagern das maximale Drehmoment nach oben und erhöhen damit die
Leistung etwas.
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Motoren mit langen Saugrohren verlagern
das Drehmoment nach unten und beschneiden die Leistung im oberen Bereich
(siehe hierzu Ansaugsystem).
Schaltsaugrohr - Quelle Audi
Ein
variabel gestaltetes
Ansaugsystem bietet Abhilfe. Optimal ist beispielsweise die
Umschaltung
zwischen verschieden Saugrohrkanälen (Honda, Audi). Auch im BMW befindet
sich ein ähnliches System, dass zu einer Drehmomentüberhöhung durch
Resonanzaufladung
führt. Interessant ist auch das
Twinport-System
von Opel.
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Luftansaugwege
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Umfangreiche Luftfilter und ungünstige Ansaugwege
können eine optimale Füllung verhindern.
Vorteilhaft sind
große Querschnitte und wenige Ecken und Kanten.
Eine
gekühlte Ansaugluft sorgt
für ein größeres Temperaturgefälle und verbessert damit den Wirkungsgrad
des Motors. Problematisch ist oft, dass Luftfilter die angesaugte Luft dem
warmen Motorraum entnehmen. Durch entsprechende Luftführungen ist eine
ausreichende Kühlung der angesaugten Luft zu erreichen.
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Ventilsteuerzeiten
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Die
Ventilsteuerzeiten
beeinflussen natürlich auch die optimale Füllung (siehe
Variable Ventilsteuerung).
Öffnen sich die Ventile schneller, gelangt mehr Gemisch in die Zylinder.
Mit dem Einbau von speziellen Nockenwellen lassen sich nötige Anpassungen
der Steuerzeiten vornehmen, die durch andere Tuning-Maßnahmen notwendig
geworden sind. Nachträglich eingebaute Sportnockenwellen in ansonsten
unveränderten Motoren sorgen meist neben schlechterer Laufkultur und
Geräuschentwicklung auch für einen Mehrverbrauch an Benzin. Ein spürbarer
Leistungsgewinn ist meist erst über 3000 U/min erkennbar, unten herum wird
der Schub eher geringer.
Camtronic - Bild Daimler |
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Auspuffanlage
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Die
Gestaltung des Auslasskanals
beeinflusst in geringerem Maße eine ausreichende Füllung der Zylinder.
Fächerkrümmer, Metallkatalysatoren, doppelte
Rohrführung und auf guten Durchlass abgestimmte Schalldämpfer tragen zu
einer Verringerung des Abgasgegendruckes bei. Wichtig ist dass die
Maßnahmen schon am Krümmer beginnen. Der Einfluss von angeschweißten
größeren Endrohren ist gleich null. Um das Maximum an Leistungssteigerung
über den Auslasskanal zu erreichen, ist eine optimale Abstimmung der
einzelnen Komponenten der Auspuffanlage notwendig. |
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Verdichtung erhöhen
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Um den Mitteldruck zu
erhöhen, kann auch das Verdichtungsverhältnis
erhöht werden.
Ein stärker komprimiertes Gasgemisch gibt auch mehr
mechanische Energie bei seiner Expansion ab. Moderne Serienmotoren
besitzen Verdichtungen bis 10:1. Die Verdichtung und die Klopffestigkeit
des Kraftstoffs hängen zusammen. Normalbenzin ist weniger klopffest und
kann bei höheren Verdichtungen selbst entzünden. Hier ist also mit
einfachen Mitteln einiges zu an Mehrleistung zu erreichen. Durch Abfräsen
des Zylinderkopfes kann eine Erhöhung der Verdichtung auf 10:1 realisiert
werden. Dadurch verkürzt sich der Abstand zwischen Kurbelwelle und
Nockenwelle und der Zahnriemen muss entsprechend nachgespannt werden. Die
Ventilsteuerzeiten ändern sich durch diese Maßnahme auch und müssen
angepasst werden.
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Drehzahl erhöhen
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Die Drehzahl kann hauptsächlich durch Maßnahmen
und Werkstoffe, die die Reibung vermindern, erhöht werden. Leichtbauweise
erhöht ebenso die Drehzahl. Die Steifigkeit und Lebensdauer muss natürlich
gewährleistet bleiben. Als Drehzahlwunder ist der Honda S 2000 bekannt. Der
2l Motor des S 2000 schöpfte mit knapp 10000 Umdrehungen stolze 88 kW aus
jedem Liter Hubraum. Formel 1 Motoren laufen mit ca. 18000 - 19000 1/min
Höchstdrehzahl.
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Chip-Tuning
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