Steuerzeit umrechnen - mm in Grad Kurbelwinkel

Formel, Beispielrechnung und Praxis-Bandbreiten

Steuerzeit umrechnen - von Millimetern zu Grad und zurueck

Die Umrechnung zwischen Kanalhoehen in Millimetern und Steuerzeiten in Grad Kurbelwellenwinkel gehoert zu den fundamentalen Rechenoperationen im Zweitakttuning. Wer einen Zylinder bearbeitet, einen Auslass anhebt oder Ueberstroemer verbreitert, muss die Auswirkungen quantifizieren koennen - und das geschieht ueber den Kurbelwellenwinkel.

Was sind Steuerzeiten?

Als Steuerzeit bezeichnet man den Kurbelwellenwinkel, ueber den ein Schlitz im Zylinder geoeffnet ist. Da ein Zweitakter keine Ventile besitzt, uebernimmt der Kolben selbst die Steuerung: Sobald seine Oberkante eine Kanaloeffnung freigibt, beginnt die Steuerzeit; sobald er sie wieder verschliesst, endet sie. Gemessen wird in Grad Kurbelwellenwinkel (KW).

Notation in der Praxis:

• Auslass-Steuerzeit - symmetrisch um UT, in Grad KW


• Ueberstroem-Steuerzeit - symmetrisch um UT, in Grad KW


• Einlass-Steuerzeit - symmetrisch um OT (bei Kolbensteuerung), in Grad KW

Umrechnung Kanalhoehe (mm) zu Steuerzeit (Grad)

Der mathematische Zusammenhang ergibt sich aus der Kinematik des Kurbeltriebs. Bei einem Hubradius r (halber Hub) und einer Pleuellaenge L gilt fuer die Kolbenposition s in Abhaengigkeit vom Kurbelwinkel alpha (gemessen ab OT):

s(alpha) = r * (1 - cos alpha) + L * (1 - sqrt(1 - (r/L * sin alpha) hoch 2))

Fuer typische Verhaeltnisse r/L kleiner 0,3 - also bei den meisten Serienmotoren - laesst sich der hintere Wurzelterm vernachlaessigen, und man erhaelt die vereinfachte Naeherung:

s(alpha) approx r * (1 - cos alpha)

Loest man diese Beziehung nach alpha auf, ergibt sich aus einer gemessenen Kanalhoehe h direkt der halbe Oeffnungswinkel:

alpha = arccos(1 - h/r)

Die vollstaendige Steuerzeit ist dann das Doppelte dieses Wertes, weil sich der Kolben vor und nach Totpunkt symmetrisch bewegt.

Beispielrechnung

Ein Zylinder hat einen Hub von 44 mm, also r = 22 mm. Die Auslass-Oberkante liegt 15 mm unterhalb der Zylinderoberkante:

• alpha = arccos(1 - 15/22) = arccos(0,318) approx 71,5 Grad


• Steuerzeit = 2 mal 71,5 = 143 Grad KW

Dieser Wert gilt unter der vereinfachten Annahme - fuer eine exakte Berechnung muss die Pleuellaenge in die vollstaendige Formel eingesetzt werden.

Asymmetrische Steuerung

Die obige Rechnung setzt voraus, dass die Steuerzeit symmetrisch um Totpunkt liegt - was bei kolbengesteuerten Auslass- und Ueberstroemkanaelen prinzipbedingt der Fall ist. Bei Drehschieber-Einlassen ist diese Symmetrie aufgehoben: Oeffnungs- und Schliesswinkel sind unabhaengig voneinander durch die Geometrie der Scheibe definiert (z.B. "120 Grad vor OT bis 70 Grad nach OT").

Werkstatt-Praxis

• Gradscheibe: Direkt an der Kurbelwelle montiert, ermoeglicht das Ablesen der tatsaechlichen Oeffnungs- und Schliesswinkel (siehe link).


• Tiefenmessstab: Die Kanalhoehe wird vom Zylinderkopf-Dichtflaeche aus gemessen und anschliessend in Steuerzeiten umgerechnet.


• Software-Tools: Programme wie 2-Stroke-Wizard oder RaceMaker nehmen die vollstaendige Kinematik inklusive Pleuellaenge auf und liefern direkt die Steuerzeiten.

Typische Bandbreiten

Der Vorauslass beschreibt die Winkeldifferenz zwischen Auslass- und Ueberstroemoeffnung. Er ist entscheidend fuer den Druckabbau im Brennraum, bevor die Spuelung beginnt.

Auswirkung auf den Motorcharakter

Als Faustregel gilt: laengere Steuerzeiten verschieben das nutzbare Drehzahlband nach oben. Ein lange offener Auslass laesst bei hohen Drehzahlen ausreichend Zeit fuer den Gaswechsel, sorgt im unteren Drehzahlbereich aber fuer einen schwachen Antritt. Umgekehrt liefert ein kurz steuernder Motor saubere Drehmomentwerte bei niedrigen Drehzahlen, riegelt oben aber frueh ab. Jede Veraenderung der Steuerzeit ist deshalb immer eine Verschiebung des Drehzahlbandes - und muss zur uebrigen Auslegung (Auspuff, Vergaser, Uebersetzung) passen.

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