Hallo an alle Motorenexperten!
Ich hätte da mal ne Frage: Für was gibt es einen
Drehzahlbegrenzer bei Motoren?
Um den Motor vor der Zerstörung zu schützen.
Mal abgesehen vom
Materialverschleiss, was bewirkt ein, wie auch immer
geartetes, Umgehen/Überschreiten dieser Grenze?
So ziemlich jedes Bauteil, welches sich im Motor bewegt, kann reißen, brechen, fressen.
Abgebrochene oder verbrannte Ventile, aus dem Block ragende Pleuel, zerbröselte Kolben, gebrochen Kurbel- und Nockenwellen, … hab’ schon viel lustiges gesehen.
Ist das
überhaupt möglich?
Durch Verschalten grundsätzlich, bei altmodischen Motoren ohne Begrenzer auch durch zuviel Gas bei zuwenig Last.
Benziner werden i.d.R. durch die Zündung begrenzt, Diesel durch Zurücknahme der Einspritzmenge.
Wodurch, wieder abgesehen vom
Materialverschleiss,
Vom langsamen Verschleiss kann man eventuell absehen, aber nicht vom schlagartig einsetzenden, wenn z.B. der Schmierfilm abreißt, und ein Kolben auf einen Schlag festgeht.
wird diese Drehzahlgrenze gesetzt?
Motoren werden so gebaut, dass sie in dem Drehzahlbereich, in welchem Sie beim optimalen Verhältnis von mitlerem Kolbendruck und Drehzahl die maximale Leistung bringen, problemlos ‚überleben‘, und auch ein wenig darüber.
Aber oberhalb dieser sog. ‚Nenndrehzahl‘ fällt die Leistung sowieso ab, bedingt durch die baulich bedingten Strömungsverhältnisse.
Drehzahlen darüber bringen nichts, deswegen werden die Bauteile in Hinsicht auf die Produktionskosten auch nicht so ausgelegt, dass sie weit über Maximaldrehzahl vertragen.
Daher langt Drehzahlerhöhung zum Leistungs-Tuning auch nicht, die Gemischaufbereitung und das Gaswechselverhalten, oder auch die Zündung müssen modifiziert werden. (Veränderung der Nockenwellengeometrie, Größere Ventile, Kanäle, Verdichtung, Ladedruck, etc…)
Bauart
der Zylinger (Lang-/Kurzhuber)
Um so länger der Hub, umso größer sind natürlich die Beschleunigungs-Kräfte, und die Kolbengeschwindigkeit(Schmierung wird zunehmend schwieriger).
oder Anordnung derselben
(Reihen-/V-/VR- oder W-Motor)?
Weniger. Die Größe der Einzelhubräume reduziert physikalisch die Grenze des machbaren, und bei weniger als 4 Zylindern sind zudem die Vibrationen schwerer in den Griff zu bekommen.
Wesentlich sind vor allem Material, Form, Dimensionierung, und Verarbeitung.
Aber wer mag Formel-1 Titanpleuel in seinem Kleinwagen, die soviel Kosten wie das ganze Auto?
Was passiert genau beim „Überdrehen“ des Motors, hängt das
überhaupt mit dem Umgehen der Drehzahlsperre zusammen?
Beim Überdrehen mutest du den Bauteilen Beschleunigungen, Kräfte, Schwingungen, Reibung, etc. zu, für die sie nicht ausgelegt sind. Was zuerst den Geist aufgibt, ist Glückssache.
Außerdem kommen Einspritz- und Zündanlagen irgendwann nicht mehr mit, wenn sie nicht ab Werk entsprechend schnell arbeiten können.
D.h. Zündaussetzer, wodurch die Drehzahl wieder begrenzt ist, schlimmer aber ist zu mageres Gemisch, wodurch die Verbrennungstemperaturen zunehmend ungesund werden.
Mir
gehts primär um 4-Takt-Hubkolbenmotoren
(Otto-/Diesel-Motoren).
Dieselmotoren kommen ziemlich früh nicht mit der Verbrennung nach, d.h. ohne den Motor von außen anzutreiben, dreht der Diesel ohnehin kaum schneller, als der Begrenzer zulässt.
(M.W. liegt die Grenze beim Diesel unter 6000 U/min, lass’ mich aber gerne verbessern)
Benziner können wegen der explosionsartigeren Verbrennung des Benzin/Luft-Gemisches wesentlich höher drehen, bei Seriennmotorrädern z.B. sind Nenndrehzahlen bei > 14 000 U/min keine Seltenheit.
Wär naürlich auch nicht uninteressant,
diesen Effekt an nem 2Takter oder Wankel-Motor erklärt zu
bekommen.
2-Takter haben ohnehin einen engeren Drehzahlbereich, in dem Sie Leistung bringen, d.h. je nach Auslegung des Überströmverhaltens und der Einlasssteuerung drehen sie irgendwann nicht mehr von alleine höher.(Sind aber dafür gefährdeter beim Verschalten, weil sie weniger bremsen)
Wankelmotoren drehen zwar recht schnell, haben weniger oszillierende Massen, aber dafür sind die Geschwindigkeiten der Dichtflächen vom Kreiskolben in dessen Laufbahn so abartig hoch, dass der Verschleiß mangels wirkungsvoller Schmiermöglichkeiten ein fast unlösbares Problem ist. Und jetzt lassen wir die ohnehin anfälligen Kreiskolbenflanken noch schneller über die Laufbahn schrappeln … ?
Gespannt auf Antwort wartet
Mutschy
Gruß,
Peter
PS: Wie hoch drehn’ sie denn heutzutage in der Formel-1?
