Formel Vergaser - Venturi, Duesengroessen, Lambda

Vergaser-Bezogene Berechnungen und Faustregeln

Formel Vergaser - Berechnung von Vergasergroesse, Duesen und Gemisch beim Zweitakter

Der Vergaser ist beim Zweitakter mehr als ein Spritzapparat. Er steuert ueber Querschnitt, Hauptduese, Nadel und Leerlaufduese, wieviel Luft und wieviel Sprit dem Motor in jedem Lastpunkt zur Verfuegung stehen. Wer am Motor schraubt, einen anderen Vergaser montiert oder ein neues Auspuffrohr aufsteckt, kommt um eine grobe Nachrechnung nicht herum. Die folgenden Formeln liefern Faustwerte fuer Vergaserdurchmesser, Duesenwahl, Lambda und Spritverbrauch - genug, um beim Abstimmen am Vergaser einstellen nicht voellig im Dunkeln zu stochern.

1. Venturi-Effekt - warum der Vergaser ueberhaupt funktioniert

Im Vergaser wird die Ansaugluft durch eine Engstelle (Venturi) gepresst. Dort steigt die Stroemungsgeschwindigkeit und damit faellt der statische Druck. Genau dieser Unterdruck saugt den Sprit aus der Schwimmerkammer durch die Hauptduese ins Luftstrom. Beschrieben wird das durch die Bernoulli-Gleichung in vereinfachter Form:

?p = ? × v² / 2

Dabei bedeuten:

?p = Druckabfall im Venturi gegenueber Aussendruck (Pa)

? = Dichte der Luft, rund 1,2 kg/m³ bei Normalbedingungen

v = Stroemungsgeschwindigkeit im Venturi (m/s)

Verdoppelt sich die Luftgeschwindigkeit, vervierfacht sich der Unterdruck - und damit die abgesaugte Spritmenge. Das ist der Grund, warum ein zu grosser Vergaser bei wenig Drehzahl matschig laeuft: Die Luftgeschwindigkeit reicht nicht aus, um genuegend Unterdruck und damit ausreichend Sprit aufzubauen.

2. Vergasergroesse bestimmen

Fuer die Wahl des Vergaserdurchmessers gibt es eine bekannte Faustformel:

D_Vergaser ? ?(V_Hub × n_max / 500)

Dabei bedeuten:

D_Vergaser = Innendurchmesser am Venturi (mm)

V_Hub = Hubraum (ccm)

n_max = maximal vorgesehene Drehzahl (1/min)

Beispiel: 50 ccm bei 9000 U/min ergeben 50 × 9000 = 450.000. Die Wurzel aus 450.000 / 500 = 900 ist 30 mm. Dieser Wert ist klar zu gross - die Formel beschreibt das physikalische Maximum, nicht den praxistauglichen Wert. Fuer den Strasseneinsatz teilt man das Ergebnis durch rund 1,5 und landet damit bei realistischen Vergasergroessen.

Praxistaugliche Empfehlungen aus dem Vergaser Tuning:

50 ccm Serie: 12 bis 14 mm

50 ccm Sport: 19 bis 21 mm

80 ccm Sport: 22 bis 24 mm

125 ccm Sport: 28 bis 32 mm

250 ccm Rennsport: 36 bis 40 mm

Wer einen 50er-Sportmotor auf 24 mm aufruestet, hat zwar Spitzenleistung obenraus, aber unten und mittendrin gehen Drehmoment und Fahrbarkeit verloren.

3. Hauptduese berechnen

Die Hauptduese steuert die Spritmenge im oberen Drittel der Schieberoeffnung - also genau dort, wo der Motor seine Leistung bringt. Eine exakte Berechnung aus dem Datenblatt heraus ist nicht moeglich, weil zu viele Faktoren reinspielen (Auspuff-Resonanz, Luftfilter-Widerstand, Aussentemperatur, Spritqualitaet). Bewaehrt hat sich diese Faustregel beim Tuning:

Duese_neu ? Duese_alt × (1 + 0,05 bis 0,10) pro Tuningstufe

Pro Auspuff-Upgrade, scharferer Steuerzeit oder offener Filter steigt der Bedarf um 5 bis 10 Prozent. Beispiel: Original-Hauptduese 80er, plus 15 Prozent fuer Sportauspuff und offenen Filter ergibt 92er. Die naechste verfuegbare Standardduese ist 92 oder 95 - im Zweifel die groessere nehmen und mit Probefahrt nach unten arbeiten, denn ein zu fettes Gemisch laeuft, ein zu mageres frisst den Kolben.

Duesen gibt es im Handel ueblicherweise in 5er-Schritten (80, 85, 90, 95, 100, ...). Fuer feinere Abstufungen bei der Schlussabstimmung gibt es bei Dellorto und Mikuni auch 2er- und 3er-Stufungen.

4. Duesen-Masseinheiten je Hersteller

Wer mit verschiedenen Vergasern arbeitet, muss die Skalen kennen:

Dellorto und Bing: Bohrung der Duese in Hundertstel Millimeter. Eine 100er-Duese hat 1,00 mm Bohrung, eine 92er hat 0,92 mm.

Mikuni: Durchfluss in ccm/min bei genormtem Pruefdruck. Eine 200er-Mikuni laesst rund 200 ccm/min durch.

Keihin: aehnlich Mikuni, eigene Skala - vor dem Tausch immer im Datenblatt nachschlagen.

Eine Dellorto-100er ist also nicht direkt mit einer Mikuni-100er vergleichbar. Wer Vergaser tauscht, muss die Duesenwerte umrechnen oder durch Probefahrt neu einstellen.

5. Lambda-Wert beim Zweitakter

Lambda (?) beschreibt das Verhaeltnis aus tatsaechlicher Luftmenge zur stoechiometrisch noetigen Luftmenge bei vollstaendiger Verbrennung. Definition:

? = m_Luft_real / m_Luft_stoech

? = 1: stoechiometrisch (theoretisch ideale Verbrennung, beim Benziner 14,7 kg Luft auf 1 kg Sprit)

? > 1: mager (zu viel Luft, zu wenig Sprit, hoehere Brennraumtemperatur)

? < 1: fett (zu viel Sprit, niedrigere Temperatur)

Beim Viertakter mit Kat liegt der Sollwert bei ? = 1. Beim Zweitakter ist die Welt eine andere: Der Sprit traegt auch die Schmierung des Kurbeltriebs mit, deshalb wird bewusst fett gefahren. Praxiswerte:

Vollast Strasse: ? = 0,88 bis 0,92

Vollast Renneinsatz: ? = 0,80 bis 0,85

Teillast Strasse: ? = 0,92 bis 0,98

Wer beim Zweitakter zu mager faehrt, verbessert kurz die Leistung, kocht aber den Kolben weich. Ein Kolbenklemmer bei Vollgas ist die typische Folge einer zu kleinen Hauptduese.

6. Spritverbrauch grob schaetzen

Aus der Leistung laesst sich der Volllast-Spritverbrauch grob abschaetzen:

V_Sprit

[l/h] ? P [kW] × 0,4

Ein 50er mit 3 kW (rund 4 PS) saugt also bei Vollgas etwa 1,2 l/h. Hochgerechnet auf eine Stunde Renneinsatz mit 80 ccm Tuning und 12 kW Spitzenleistung sind das fast 5 l/h - bei einem 3-Liter-Tank wird das knapp.

Der Faktor 0,4 ist sehr grob und steigt beim fetten Zweitakter im Renneinsatz auf 0,45 bis 0,50. Fuer Auslegung von Tankgroesse und Renndauer ist das aber genau genug.

7. Praxis: Vom Datenblatt zur Abstimmung

Die Formeln liefern den Startpunkt - die endgueltige Abstimmung erfolgt immer auf der Strasse oder am Pruefstand. Vorgehen:

1. Vergasergroesse nach Faustformel waehlen.
2. Hauptduese aus Datenblatt des Motors oder Tuningkits uebernehmen, bei Aenderungen plus 5 bis 10 Prozent pro Stufe.
3. Probefahrt unter Vollast, danach Zuendkerze und Kolbenboden begutachten - das ist der ehrlichste Lambda-Sensor, den es kostenlos gibt.
4. Bei rehbraunem Kerzenbild und sauberem Kolbenboden ist die Abstimmung getroffen. Bei weisser Kerze sofort Duese vergroessern, bei russig-schwarzer eine Stufe kleiner.

Mehr zur konkreten Vorgehensweise unter Vergaser einstellen und Vergaser Tuning. Fuer das Misch-Verhaeltnis von Sprit und 2T-Oel siehe Formel Mischung.

Siehe auch: Vergaser, Vergaser einstellen, Vergaser Tuning, Formel Mischung