Berechnung mittlere Kolbengeschwindigkeit und Maximaldrehzahl

Wie kann ich meine Maximaldrehzahl berechnen? Wie wird diese beeinflusst?

Der Hub eines Motors beeinflusst die maximal erreichbare Drehzahl. Je höher die Drehzahl des Motors ist, desto weniger Zeit hat der Kolben zur Verfügung, um seine Bewegung von OT nach UT und zurück durchzuführen.

Beispiel:
6000 U/min entsprechen 100 Kurbelwellenumdrehungen pro Sekunde. Damit läuft der Kolben 100 mal pro Sekunde die Strecke vom Oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt und zurück. Die Gesamtstrecke entspricht damit dem doppelten Hub.
Beträgt der Hub zum Beispiel 50mm so wird pro Sekunde 2x50mm x 100 = 10000mm = 10m zurückgelegt.

Als Messgröße wird wie oben berechnet die mittlere Kolbengeschwindigkeit als Vergleichswert verwendet.
Der Kolben bewegt sich nicht mit konstanter Geschwindigkeit sondern wird in den beiden Totpunkten auf 0 abgebremst, führt einen Richtungswechsel durch und wird wieder beschleunigt.

Achtung:
Die maximale Kolbengeschwindigkeit liegt nicht 90° vor und nach OT an sondern hängt vom Verhältnis der Pleullänge zum Hub ab. Der Kolben bewegt sich stets über der Kurbelwellenmitte und wandert nicht mit dem Hubzapfen.

Die Spitzenwerte der absoluten Kolbengeschwindigkeit liegen höher als die mittlere Kolbengeschwindigkeit.


Übliche maximale mittlere Kolbengeschwindigkeiten getragen 10 bis 15m/s. Eine maximale Kolbengeschwindigkeit von etwa 20m/sek sollte prinzipiell nicht überschritten werden. Selbst Rennmotoren kommen selten über 23m/s. Die mittlere Kolbengeschwindigkeit berechnet sich folgendermaßen:




Die maximale Drehzahl bei einer mittleren Kolbengeschwindigkeit von 20 m/sek läßt sich also so berechnen:



Ausnahmen gelten für Rennmotoren, die teilweise auch mit 23 m/sek und noch höherer mittlerer Kolbengeschwindigkeit betrieben werden können.