Öhm, hab ich schon erwähnt, daß diese Themen meine Leidenschaft sind?
Das Gesagte ist grundsätzlich richtig, nur werden da ein Wenig die Zusammenhänge durcheinander gewürfelt.
Nur mal so am Rande, wie ich es noch aus meinen Vorlesungen in Erinnerung hab:
Die Luft sollte möglichst geradlinig in den Zylinder strömen. Stellt man sich den Brennraum als Halbkugel vor also auf das Zentrum des Kolbenbodens gerichtet. Da das Hauptkriterium dabei ein möglichst geringer Strömungswiederstand ist, sind große Ventile erwünscht und landet dabei in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Kolbens zwangsläufig in einem Bereich von 45° bis 60°. Wie in welchem Winkel dies dabei in Bezug auf die Umgebung geschieht, ist vollkommen egal! Da der Umgebungsdruck an jeder Stelle und unter jedem Betrachtungswinkel gleich ist, hat die Garvitationskraft überhauptkeinen Einfluß darauf. Abgesehen davon, daß Saugmotoren Saugmotoren heißen, weil sie saugen und nicht, weil sie sich den einfallenden Gasströmen öffnen.
Ein Motor läuft für sich betrachtet immer gleich, egal ob er auf dem Kopf steht, auf der Seite oder sonstwie liegt. Sonst würde ja bei V2-Motoren jeder Zylinder eine andere Leistung abgeben und die Hälfte aller Flugzeug-(Kolben)-Motoren auf Grund ihrer sternförmigen Bauweise bzw. ihrer hängenden Kolben (Kurbelwelle oben) zu den peinlichsten Irrtümern der Motorentechnik gehören.
Dennoch ist das Argument dahingehend richtig, daß die Strömung so direkt, ungestört (laminar) und mit so geringen Strömungswiederständen wie möglich Luftfilter, Gaser und Zylinderkopf durchströmen soll, um optimale Leistung zu erreichen. Idealfall: Man kann bei geöffneten Lufi-Kasten durch die Ansaugöffnung bei offener Drosselklappe aufs Ventil kucken.
Da Vergaser häufigst mit Schwimmerkammern ausgerüstet sind, ist eine horizontale Anordnung vorgegeben und damit (zum Teil) auch die Neigung der Zylinderbank als Ausgleich.
Sicher ist dies nur bei den wenigsten Motoren so umgesetzt. Aber das sind eben die Kompromisse an Bauraum und Package (= wie bringe ich alles am besten raumsparend unter). Das Manko mit den Gasern hat man bei Einspritzern nicht mehr. Aber auch hier gilt bei Hochleistungsmotoren die Regel, die Ansaugwege so linear wie möglich zu konstruieren. Beim Turbo ist alles latte - aber da wird ja nicht gesaugt, sondern nur das Maul geöffnet.
Durch RAM-Air wird einfach der aus der Geschwindigkeit resultierende Staudruck ausgenutzt. Das heißt man ändert die (sorry!) Potentialdifferenz der Drücke im Ansaugtrakt und dem zuvor entlehrten Brennraum. Man erreicht also ab Geschwindigkeiten von 120 km/h einen geringen Aufladungseffekt.
Allerdings wird die Auswirkung dieser Maßnahme bedeutend euphorischer gehandelt, als sie ist! Mit 2 bis 5 kw (bei einem 150 PS-Renner) liegt dies in einem Bereich, der von schlecht bis perfekt eingestellten Vergasern bedeutend an Auswirkung überstiegen wird. Aber der Effekt ist meßbar und hat daher sicherlich seine Daseinsberechtigung. Abseits der Rennstrecke fällt diese Sache aber Meineserachtens in einen irrelevanten Bereich!
Das mit den Drosselklappen ist vollkommen korrekt, da diese zwar die einzige Möglichkeit sind den Gasstrom zu dosieren, aber unsere laminare Strömung vollkommen versauen!
Das ist einer der Hauptgründe, wieso der Diesel einen deutlich erhöhten Wirkungsgrad im Vergleich zum Benziner hat: Er hat keine Drosselklappe und daher keine Drosselverluste da hier die Leistung über die Menge des zugegebenen Karftstoffs dosiert wird und nicht, wie beim Benziner, über die Menge der zugegebenen Gasmenge! (zum Googeln: Qualitative und quantitative Verbrennung)
Mit der Ausführung der Ansaugwege - dick, dünn, kurz, lang - kommt man in den Bereich der Eigenakustik eines Motors.
Im Ansaugtrakt kommt es durch die regelmäßigen Ansaugtakte zu Druck/Unterdruck-Stößen. Aufgrund von Länge und Durchmesser kann man in einem Drehzahlbereich von einer Schwingung reden. Aber nur in einem einzigen Punkt von Resonanz! Dann kommt es sogar zu einer Verstärkung, weil die dann vorliegende Amplitude der in der Gassäule vorliegenden (Google) Longitudinal-Welle wieder einen Aufladungseffekt bewirkt, indem sie vereinfacht genau im Moment des sich öffnenden Venzils in den Brennraum drückt.
(Is scheinbar doch ne ganze Menge von meinen Vorlesungen hängen geblieben!
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Das Thema is genau mein Ding!)
Daher die wirresten Ausführungen von Schaltsaugrohren.
Und genau dann gilt:
Das säh folgenderweise aus: geringe Leistung/Drehzahl/Lerrlauf-> langer Kanal, sehr kleiner Durchmesser; für Maximalleistung-> kurzer Kanal, sehr großer Durchmesser.
Dazu braucht man keinen Gummischlauch, sondern einen "Helmholtz-Resonator".
Wenn Ihr danach googelt, wundert Euch nicht! Denn die verbreitetste Anwendung ist der Bass-Reflex-Lautsprecher (neudeutsch: Sub-Woofer), bei dem genau dieser Effekt ausgenutzt wird, um mit wenig Leistung mit dem Bass die biergefüllte Wampe in der Disse zum Erbeben zu bringen. Der Effekt ist der gleiche. Nur sind diese Kästen ziemlich groß!
Im Prinzip sitzen im Lufi-Kasten dann ein kurzes, dickes und ein dünnes, langes Rohr, daß (bedauerlicher Weise) wieder über eine Drosselklappe, in Abhängigkeit der Drehzahl geöffnet und geschlossen wird. (Je ein Rohr für je einen Resonanzbereich)
Das Ding ist also ein Mörder-Aufwand, für das es unter keiner normalen Motorhaube und schon garnicht im Package eines Motorrades Platz gibt.
Was gezielte und gewollte Verwirbelungen und Drall angeht: Das betrifft DIREKTEINSPRITZER!!! Nur daß diese unter Vollast genauso homogen (Lambda=1) betrieben werden, wie ein normaler Motor!
Der ganze Aufwand (Zusatz-Steuerklappen, Drosselklappen, Mulden-/Stufen-/Nasenkolbenböden) wird/wurde betrieben, um im TEILLASTBEREICH ein Wölkchen brennfähiges Gemisch um die Zündkerze zu sammeln, das von reiner Luft (brennt nicht) umgeben ist. Da dann auch nur die Verbrennung in diesem Bereich um die ZK stattfindet und die Luft isolierend wirkt, hält man damit den Wärmeübergang in die Zylinderwand in Zaum und erhöht den Wirkungsgrad. (Wärmeverluste sind der Hauptgrund für schlechte Wirkungsgrade)
Am Rande der Kraftstoffwolke herrscht Sauerstoffüberschuß und bewirkt dadurch eine heißere Verbrennung, was sich äußerst negativ auf die Bildung von Stickoxiden auswirkt, was wiederum die Entwicklung von neuen Katalysatoren... bla...bla...bla...
Bis auf die Zündkerze gilt das auch für den Diesel. Da dieser aber immer mit Luftüberschuß läuft, machen hier diese Maßnahmen auch Sinn!
Die FSI-Motoren von VW waren ja bekanntlich in Hinsicht auf ihren Wirkungsgrad-Vorteil und ihre Umweltfreundlichkeit ein Flopp! Und der ganze Aufwand ging in ihrer generellen Sparsamkeit im Teillastbereich unter. Jede Zylinderabschaltung bringt da (gemessen am augenblicklichen Entwicklungsstand) mehr!
Alles was ich jetzt gesagt habe, bezieht sich auf die Leistungsoptimierung der Ansauganlage und des Brennraums in Abhängigkeit der Art der Kraftstoffanreicherung. Die Abgasanlage ist nicht weniger interessant und unterliegt den gleichen Gesetzen.
Daher schmunzel ich immer, wenn Fragen oder Behauptungen auftauchen: "Der Auspufftopf is scheiße, mit dem hab ich Leistungsverlust!"
Was meint Ihr, was die Hersteller für einen Aufwandbetreiben, um Ansaug- Brennraum- und Abgassystem zu optimieren???
Und Ihr meint tatsächlich, daß lediglich ein Auspufftopf Leistung bringt? Akustisch in den meisten Fällen immer!
Tatsächlich siehts aber meistens ganz anders aus!
Wenn jeder Topf eine Verbesserung bringen würde, könnte sich keiner von uns ne Tüte leisten, die wirklich was bringt.
So, Fragen?
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