Formel Einlass Berechnung

Wie können Einlasssteuerzeit, Resonanzdrehzahl und Resonanzlänge für Tuning berechnet werden?

Allgemeines:
Von der Einlassseite her wird der Motor mit Frischgas versorgt. Der erste Teil ist einfach zu verstehen: Der Kolben beginnt am unteren Totpunkt (UT) sich in Richtung oder Totpunkt (OT) zu bewegen. Diese Bewegung erzeugt im Kurbelgehäuse einen Unterdruck, der, wenn der Einlassschlitz durch den Kolben freigegeben wird, das Frischgas in das Kurbelgehäuse saugt. Nach dem der Kolben bei OT angelangt ist, kehrt er seine Bewegungsrichtung um in Richtung UT. Dadurch verkleinert er das Volumen des Kurbelgehäuses wieder und erzeugt einen Überdruck. Man erwartet, dass das Frischgas wieder hinaus gepresst werden würde, denn der Einlassschlitz ist nach wie vor geöffnet. Des Rätsels Lösung sind Gasschwingungen und deren Verhalten. (Diese Aussage gilt primär für schlitzgesteuerte Zweitakter, bei membrangesteuerten Motoren wird dem Hinauspressen des Frischgases durch den Einlassschlitz (also zurück in den Vergaser) durch die Membran entgegengewirkt. Die Membrane arbeiten dort wie ein Ventil.

Was hat es mit diesen Gasschwingungen jetzt auf sich? Gassäulen, wie sie im Ansaugstutzen vorhanden sind, haben verschiedene Eigenschaften. Zuerst unterliegen sie einer gewissen Trägheit. Das bedeutet: einmal in Bewegung versuchen sie sich weiter in diese Richtung zu bewegen. Wenn der Kolben also einen Unterdruck erzeugt vergeht zuerst eine gewisse Zeit, bis sich die Gassäule in Richtung Kurbelgehäuse in Bewegung gesetzt hat. Wenn der Kolben bei OT seine Bewegungsrichtung umkehrt, hat die Gassäule bereits eine recht hohe Geschwindigkeit erreicht. Diese Geschwindigkeit möchte sie auf Grund Ihrer Trägheit natürlich beibehalten und schiebt weiter in das Kurbelgehäuse. Natürlich bremst der Kolben die Gassäule ab, aber es vergeht eine gewisse Zeit, bis die Gassäule ihre Bewegungsrichtung umkehrt. Bevor die Gassäule ihre Bewegungsrichtung jedoch umkehrt, wird der Einlassschlitz bereits geschlossen.

Für eine erfolgreiche Abstimmung des Einlasses muss also folgendes gelten: Die Zeit, die der Kolben für seinen Weg benötigt stimmt mit der Zeit überein, die die Gassäule benötigt um beschleunigt und wieder abgebremst zu werden.

Allgemeine Formel:



Resonanzlänge:
Diese Länge entspricht der Entfernung vom Einlassschlitz bis zum offenen Ende des Ansaugrohres. Gemessen wird also entweder bis zum Luftfilter oder bis zum Anfang des Ansaugtrichters

Öffnungswinkel:
Wird die Formel nach dem Winkel aufgelöst, so müssen stets 30 Grad addiert werden, da die Gassäule diese Zeit benötigt, um sich in Bewegung zu setzen. Das Bedeutet: werden am Motor 130 Grad messen, so sind nur 100 Grad in die Formel einzusetzen (nur diese 100 wirken sich auch aus). Wird mit der Formel ein bestimmter Gradwert berechnet z.B.: 105 Grad, so müssen am Motor 135 Grad realisiert werden.

Kurbelhausvolumen:
Für unsere Berechnungen mit obiger Formel bezieht sich das Kurbelhausvolumen auf das Volumen, das vorherrscht, wenn der Kolben den Einlassschlitz gerade öffnet. Generell kann man bei Serienmotoren (mit Serienkurbelwelle) davon ausgehen, dass das gesuchte Volumen das 2,5 bis 3 fache des Hubraums (Zylinderhubvolumen) beträgt. Genaue Ergebnisse kann man jedoch durch auslitern erzielen.(Hohlraum vollständig mit Öl füllen und die verbrauchte Menge in Kubikzentimetern ergibt das gesuchte Volumen).

Querschnittsfläche Ansaugleitung:
Da sich das Ansaugrohr zum Einlassschlitz hin etwas verbreitert, kann man vom 1,1 fachen der Vergaserfläche ausgehen. Dies setzt allerdings voraus, dass ein passender Ansaugstuzen mit einem dem Vergaser entsprechenden Durchmesser benutzt wird (also nicht kleiner als der Vergaserdurchmesser selbst oder gar mit einer Drossel oder ähnlichem).