Das Verdichtungsverhältnis errechnet sich dann wie folgt :
3,14 × Zylinderbohrung² × Kolbenhub (UT-OT) + Vb
Vh + Vb4
P = ––––––––––– = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
VbVb
P = Verdichtungverhältnis
Vh = Hubraumvolumen
Vb = Brennraumvolumen
Beim abnehmen von Material des Zylinderkopfes um Variable X mm verringert sich der Brennraum um X abhängigen Betrag.
Der Platzhalter sei Vx für das zu verringernde Volumen.
3,14 × Zylinderbohrung²
Vx = ––––––––––––––––––––––– × X
4
Das Verdichtungsverhältnis errechnet sich aus der Formel für P. Dabei wird Vb ersetzt durch Vb - Vx.
In der unten stehenden Tabelle sind Beispiele für verschiedene Hubraumgrößen, die zur Kontrolle dienen soll.
Hubraum ccm 125
25 21 18 15,7 14 12,7 11,5
6:1 7:1 8:1 9:1 10:1 11:1 12:1
Verdichtungsverhältnis
Absolut zu beachten ist, dass Verdichtungen von 14:1 bis 16:1 Höchstwerte darstellen und hohe thermische und
mechanische Belastungen für den Motor mit sich bringen.
Auf alle Fälle sollte man darauf achten um massive Motorschäden zu vermeiden einen mm Abstand vom Kolbenboden
Richtung Zylinderkopf, d.h. den Zylinderkopf ausdrehen und/oder die Zündkerze unterlegen. So umgeht man bei
Wärmeausdehnung, dass der Kolbenboden "anklopft" bei maximaler Belastung.
Zylinder
Als erstes nehmen wir uns den Auslasskanal vor. Wir nehmen von der Auslassoberkante ein paar mm ab. Zudem weiten wir
den Auslass auf die Breite und dabei achten wir darauf nie mehr als die Hälfte der Auslassdiagonalbreite zu erweiten.
Zu beachten wäre dabei auch : Die Nut der Kolbenringe sollte keinesfalls über einen erweiterten Kanal laufen.
Auf Einlass-Seite nehmen wir das Kolbenhemd und nehmen von dort ebenfalls ein paar mm ab, um die Steuerzeiten zu ändern.
Um sich eine Vorstellung zu machen nun das folgende Diagramm.
Dies dient nur zur Veranschaung und kann nicht 1:1 übernommen werden.
EinlassAuslass
_______________________________________________________________
Serie110°135°
Renn120°160°
Sollte bei extrem Tuning beim Einlasskanal die nötige Vorverdichtung schwinden, so besteht durch Verlängerung des
Ansaugtraktes die Möglichkeit den Nachladeeffekt wieder zu erhöhen.
Formel für Ansaugtraktlänge :
L = Ansaugtraktlänge
EW = Einlasssteuerwinkel in KW°
Vk = Kurbelwellengehäuse Volumen
N = Motordrehzahl
De = Durchmesser in cm eines Kreises entsprechend des Einlassschlitzes
Qm = Mittlerer Querschnittsdurchmesser des Ansaugtraktes in cm (Auslitern)
3250000 × EW²1
L = ( –––––––––––––––––– – ––––––– ) × Qm
Vk × N²De
1800 × EW
N = –––––––––––––––––––––––
L1
( –––––– + –––––– ) × Vk
QmDe
Man erkennt, dass die Länge des Ansaugtraktes von der Drehzahl als einzige Variable vom System abhängig ist.
Damit ist die Länge des Ansaugtraktes für eine ganz bestimmte Drehzahl, den rechnerischen Idealwert für die höchste
Leistung. Entsprechende Versuche am Rennmotor sind unerlässlich um bei Höchstleistung die entsprechende Länge zu
ermitteln. Nach diesen Schritten ist nun schon eine Leistungsverbesserung zu merken, bei entsprechendem Probelauf.
Nun würde ich sagen ist Standard Tuningstufe erreicht.
Als nächstes widmet man seine Gedanken an die wechselseitige Wirkung der Gassäulen innerhalb des Kurbelgehäuses und den
Spülkanälen, sowie dem Aulasskanal. Man strebt danach die Gasbewegungen dynamisch zu halten um die Zylinderfüllung
zu optimieren. Bei Kurbelwellengehäuse - Motoren ist bauartbedingt meistens ein kurzer Spülkanal verbaut.
Niedrige Drehzahlen und somit lange Spülzeiten unterstützen jede Art der dynamischen Anreicherung. Bei hohen Drehzahlen
ist die dynamische Anreicherung um einiges schwieriger, da die Spülkanallänge erheblich Einfluss nehmen kann auf eine
optimale Leistungssteigerung.Die richtige Dimension von Überstrom und Auspuff kanal ist entscheidend für die bestmögliche
Füllung des Zylinders, d.h. bei Schließung des Auslasses ein Maximum an Frischgase in den Zylinder zu kriegen.
Die richtige Spülkanallänge ist somit eine wichtige Komponente.
In Stufe 2 werden die Überstromkanäle verändert jedoch ohne die Steuerkanten anzuheben. Ein größerer Vergaser mit
entsprechender Anpassung des Ansaugtraktes. Kolbenaussparungen und Kolbenfenster werden den Maßen angepasst.
In Stufe 3 werden die Überstromkanäle angehoben mittels Distanzscheibe zwischen Zylinderfuß und Kurbelgehäuse.
Dabei verändert sich die Kurbelgehäuse totraum, Verdichtung und Steuerzeiten.
Durch die verursachte thermische Belastung des Zylinders und Kolbens empfiehlt es sich ein Sportkolben (z.b. Mahle)
mit einem Kolbenring und gekürztem Hemd zu verbauen. Den Kolben optimal einzufahren ist nötig um den Motor standfester
zu machen. Man geht wie folgt vor. Man fährt langsam an und belastet den Motor allmählich. Im nächsten Schritt wird
der Kolben ausgebaut und es sind leicht fleckig aschfahle stellen zu erkennen. Diese werden mit Feinschleifmittel
geglättet. Diese Vorgang wird mehrmals wiederholt bis der Kolben völlig geglättet und mattiert ist. Durch die
Leistungssteigerung (bis zu 70% Mehrleistung) wird die Drehzahl erhöht, wobei man die Motorcharakteristik untersuchen
sollte. Bei einem Einzylinder mit großem Hubraum wird die Belastung massiv. Auch die bewegenden Teile sind massiver
Belastung ausgesetzt. Zur Drehzahl steigt die Belastung im Quadrat. Ein im Serienzustand stärker ausgelegtes Moped ist
da klar im Vorteil. Auch Oktan Booster für extrem hoch verdichtete Motoren ist eigentlich selbstverständlich.
Der Kolben
Durch Abnahme von Material an den Seiten kann der Kolben an die Spülkanäle angepasst werden. Dabei sollte natürlich
zum Kolbenbolzen hin noch genügend Platz sein um die Stabilität des Kolbens zu gewährleisten. (Bei Rennmotoren
kann diese Aussparungen über 45% der Serienfläche liegen.) Auch sollten die Kanten abgerundet sein um
Spülverwirbelungen zu vermeiden. Auch kann man das dem Einlass gegenüberliegende Kolbenhemd kürzen um (von
Kolbenbolzenachse aus gesehen) ein Gleichgewicht wieder herzustellen und auch die Kolben Kippbewegung zu reduzieren.
Man beachte bei dieser Arbeit das der Kolben in OT Stellung mindestens 2mm überlappend den Auspuffkanal überdeckt,
um nicht eine Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Auslass entstehen zu lassen.
Der Vergaser
Um einen größeren Vergaser montieren zu können, sollte der gesamte Ansaugtrakt dem Vergaser Durchlassquerschnitt
angepasst werden. Dabei sollte am Zylindereinlass die Fläche die Gleiche sein wie beim Ansaugtrakt, d.h. der Einlass
wird verbreitert und/oder die untere Einlasskante wird bearbeitet. Zu beachten wäre noch, dass beim Abrunden der
Kanalkanten am Zylinder mit Chrombeschichtung immer vom Zylinder nach außen gefeilt wird um ein abblättern der
Beschichtung entgegen zu wirken. Diese Arbeiten kann man auch mit einem Dremel und biegsamer Welle durchführen, aber
immer nur vorsichtig. Falls die Beschichtung doch zerstört wird, bleibt nur noch der Weg zu einer Fachwerkstatt.
Welcher Vergaser der Richtige für euren Motor ist, könnt ihr mit einer einfachen Formel bestimmen :
A = K × ( Wurzel aus N × V )
× = Multiplikationzeichen
A = Durchmesser des Vergasrs in mm
N = Nenndrehzahl des Motor in U/min
K = Literfaktor (0,7)
V = Hubraum in l
Die Distanzscheibe am Zylinderfuß
Wenn man die Kanäle im Zylinder anheben möchte, sollte man eine plane Distanzscheibe benutzen. Größenordnung fängt
an bei 0,5 mm und sollte nur ein Stück sein, also nicht mehrere übereinander. Die Scheibe sollte natürlich die gleichen
Aussparungen wie der Zylinder und das Kurbelgehäuse haben, dabei können die Aussparungen leicht größer sein, da bei
Montage ein Verrutschen durchaus möglich ist. Und keine Kante in die Kanäle hinein reicht und die Gase unnötig verwirbelt.
Durch die Änderung sind folgende Arbeiten durchzuführen.
Wiederherstellung der richtigen Kompression, durch Abnahme am Zylinderkopf oder an der Zylinder Stirnseite.
Wiederherstellung der Einlass sowie Auslass Steuerzeiten.
Reduzierung des Kurbelwellentotraums.
Durch Einbau eines größeren Vergasers, sollte eine Vergrößerung der Überströmer erfolgen. Ist dies nicht möglich so sollten
die Kanäle poliert und übergangslos gestaltet werden. Diese Arbeit ist zumeist unnötig wenn die Kanäle am Eingang geweitet
werden können. Die Eingänge sollten 150% des Kanalausganges betragen und sich kontinuierlich zum Kanalausgang verengen.
Nun zur Reduzierung des Kurbelwellentotraumes. Dieser Raum beträgt meistens ein vielfaches des Hubraumes und kann mit
geeigneten Mitteln um bis zu 30% verkleinert werden. Durch das geringere Volumen erhöht sich der Unterduck zum Ansaugen
des Frischgases, was in Folge einen höheren Überdruck beim Spülvorgang bedeutet. Die Anhebung des Vorverdichtungsdruckes
erhöht die Resonanzdrehzahl, in Verbindung eines passenden Auspuffes deutlich nach oben. Die optimale Leistungsspanne
verschiebt sich dementsprechend auch in höhere Drehzahlen. Somit verliert der Motor in unteren und mittleren Drehzahlen an
Leistung. Somit ist klar, dass die Veränderungen massiv in Charakteristik des Motors eingreifen. Durch optimales Abstimmen der
Steuerzeiten, Kanalgrößen sowie angepasste Ansaug- und Auspuff - Trakte kann dem erheblich entgegen gewirkt werden.
Diese Motoroptimierung wird nur durch ständiges Testen und Ausprobieren optimal, da dies alles nur theoretisch erfolgt und
in der Praxis ganz andere Ergebnisse erzielt werden können (positive bzw. negative). Um das Volumen zu reduzieren, muss man
erst einmal die Möglichkeit haben es zu reduzieren. Dabei sind Hohlbohrungen in den Kurbelwangen von Vorteil, ebenso Räume
zwischen Kurbelwelle und Gehäuse sowie zwischen den einzelnen Wangen, diese können mit kleinen Abdeckblechen verschweißt
oder aber mit kleinen Alublättchen verstemmt werden. Auf den Wangen kann nach innen wie auch nach außen Material aufgelegt
werden, welches mit Metallklebern oder Verschweißungen bzw. Verlötungen erzielt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass sich
nichts berührt oder schleift (Pleuel oder Kurbelgehäuse). Man beachte auch, dass das Gewicht der drehenden Teile so gering
wie möglich gehalten wird. Auch durch polieren von Pleuel und Wangen kann man den Gasverwirbelungen entgegen wirken.
Und nach der Arbeit sollte die Welle natürlich fein gewuchtet werden (Fachwerkstatt).
Der Auspuff
Der Auspuff ist das Herzstück. Er wird auf die individuellen Steuerzeiten eines Motors zur Leistungsentfaltung angepasst.
Durch die unterbrochene Abgasführung der Auspuffgase im Auspuff entstehen Gasschwingungen die sich auf den Gaswechsel
im Verbrennungsraum auswirken. Temperatur und Leistung werden beeinflusst. Um optimale Leistungssteigerungen mit einem
Auspuff zu erzielen, muss die bei Ausstoß der Abgase vorhandene Energie möglichst zur Spülung und Ladung genutzt werden,
wobei der Vorauslassdruckstoss (Rückstau) im Auspuff benötigt wird. Die beeinflussenden Konstanten sind der Auspuffschlitz
und der Übergang zum Auspuffrohr. Bei festgelegten Steuerzeiten ist die Füllung im Zylinder abhängig von Drehzahl und
Auspuffabmessungen. Es sollte für ein bestimmtes Drehzahlband ein Aupuff entwickelt werden, der noch am Fahrzeug bei
Einstellungsfahrten variabel verändert werden kann. Nur so kann ein Auspuff für bestimmte Ansprüche entwickelt werden.
Das Auspuffvolumen entspricht dem 9,8 fachen des Kurbelgehäusevolumen. Das Kurbelgehäusevolumen wird ermittelt durch
Auslitern (Kolben in UT).
Da die Länge des Auspuffes von den Spülzeiten abhängig ist, gelten folgende Gleichungen.
Üu = Überströmkanalunterkante
Au = Auslasskanalunterkante
Y = Unbekannte
G = Relative Auspufföffnungsgröße
Dw = Diffusor Öffnungswinkel ( 5 / 7° )
Rw = Resonator Öffnungswinkel ( 9 / 14° )
N = Motordrehzahl
La = Auspuffgesamtlänge
Qk = Krümmerquerschnitt
Qa = Auslasskanalquerschnitt
Qe = Endrohrquerschnitt
Le = Endrohrlänge
D = Diffusor
R = Resonator
× = Multiplikator
1.Üu - Au = Y ( KW° )
Y
2.G = ––––––
360°
Y × 56000
3.La ( cm ) = ––––––––––––Der Drehzahlbereich bestimmt die Länge des
2 × NAuspuffes.
4.Qk = 1,65 × Qa
5 × Qk
5.Qe = ––––––––
12
6.Le = D × R + Qe
7.D : R = 1,4 = 14 : 10
Diffusor und Resonator sind geometrisch gesehen Kreiskegelstümpfe, Krümmer und Endrohr sind gerade Kreiszylinder.
V = Volumen
M = Mantelfäche
O = Gesamtoberfläche
Kreiszylinder :
V = 3,14 × r² × h
O = 6,28 × r × ( r + h )
M = 6,28 × r × h
Kreiskegelstümpfe :
3,14 × h
V = –––––––––– × ( R² + R × r + r² )
3
s² = ( R - r )² + h²
M = ( R + r ) × 3,14 × s
Zündung
Bei steigender Drehzahl emfiehlt es sich von unterbrechergesteuerten Spulenzündungen Abstand zu nehmen.
Da der Unterbrecher bei hohen Drehzahlen keine exakte Unterbrechung des Primärstromes mehr gewährleisten kann
und die Sekundärspannung zu stark abfällt. Der Vorteil einer TSZ (Transistorspulenzündung ca. 75 v / 25 kv) oder
HKZ (Hochspannungs - kondensatorzündung ca. 450 v / 30 kv) ist klar, längere Wartungsintervalle, kein Verschleiß
des Unterbrechers und einen stärkeren Zündfunken bei höheren Drehzahlen.
Zum Schluss noch einige Tipps :
Durch Montage eines längeren Ansaugtrichters am Vergaser kann Hauptdüsenbestückung um einige Werte heruntergesetzt
werden. Chrom Kolbenringe sind eigentlich Pflicht.
Der Wärmewert sollte angepasst werden, d.h. es sollte eine "kältere" Kerze eingebaut werden.
(Bosch silber oder Platin, Denso oder Ngk Racing).
Farbe : Rehbraun = optimal
Farbe : Schwarz = Gemisch zu Fett
Farbe : sehr hell bis weiss = Gemisch zu mager.
Bei Hubraumerweiterungen ist die Hauptdüsenbestückung pro 10 ccm mehr Hubraum auf 10 - 15 % des Normalwertes zu erhöhen.
Steuerzeiten Kw °ÜberströmerEinlassAuslass
_________________________________________________________________________
Serie Tuning Eingang112°110°138°
Renn Tuning Mittel115°130°147°
Renn Tuning Endstufe120°145°155°
So nun viel Spaß beim schrauben und tunen!!!
Mokick Z50K 2ter Gang
3* 13/18 =0,72222222222= Getriebeausgang Ratio 4,153846:3,75 (original 12/45)
Mofa Z50 2ter Gang
4* 17/23 =0,7391 = Getriebeausgang Ratio 5,411764 :3,4615 (original 13/45)
Mofa E50
106/21 = Getriebeausgang Ratio 5,0476 oder 96/19 = Getriebeausgang Ratio 5,0526 (original 12/45)45/12 = Ratio 3,75
42/12 = Ratio 3,5
40/12 = Ratio 3,3333
36/12 = Ratio 3,00
45/13 = Ratio 3,4615
42/13 = Ratio 3,2307
40/13 = Ratio 3,0769
36/13 = Ratio 2,7692
45/14 = Ratio 3,2142
42/14 = Ratio 3,00
40/14 = Ratio 2,8571
36/14 = Ratio 2,5714
45/15 = Ratio 3,00
42/15 = Ratio 2,8
40/15 = Ratio 2,6666
36/15 = Ratio 2,4
45/16 = Ratio 2,8125
42/16 = Ratio 2,625
40/16 = Ratio 2,5
36/16 = Ratio 2,25
45/17 = Ratio 2,647
42/17 = Ratio 2,470
40/17 = Ratio 2,3530
36/17 = Ratio 2,1176
45/18 = Ratio 2,5
42/18 = Ratio 2,3333
40/18 = Ratio 2,2222
36/18 = Ratio 2,006
Rechenbeispiele für die Z50 und E50 Motoren
Längste Übersetzung + hohe Drehzahl Mokick
11690U/min (theo max für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (4,153846) 2gang lang ist 2814.
Nochmal durch die Übersetzung 36/14 ist 1094 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 1094*1,8 ist 1970 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 118198 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 118 Km/h.
Längste Übersetzung Mokick
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (4,153846) 2gang lang ist 2407.
Nochmal durch die Übersetzung 36/14 ist 935 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 935*1,8 ist 1683,5 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 101010 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 101 Km/h.
2Längste Übersetzung Mokick
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (4,153846) 2gang lang ist 2407.
Nochmal durch die Übersetzung 40/14 ist 842,6 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 842,6*1,8 ist 1516,7 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 91001 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 91 Km/h.
Original Mofa 2. Gang Z50
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (5,411764) 2gang kurz ist 1848.
Nochmal durch deine Übersetzung 45/13 ist 534 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 842,6*1,8 ist 961 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 57650 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 57,6 Km/h.
Original Mokick 2.Gang Z50K
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (4,153846) 2gang lang ist 2407.
Nochmal durch die Übersetzung 45/12 ist 642 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 642*1,8 ist 1156 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 69333 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 69,3 Km/h.
Original Mofa 1gang Automatik E50
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (5,0476) ist 1981.
Nochmal durch deine Übersetzung 45/12 ist 528 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 528*1,8 ist 951 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 57056 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 57 Km/h.
Original Moped 1gang Automatik E50
10000U/min (maximum für Unterbrecherzündung) durch Primärübersetzung (5,0476) ist 1981.
Nochmal durch die Übersetzung 45/16 ist 704 Umdrehungen deines Hinterreifens pro Minute.
Hinterreifenabrollumfang ca 1,8m also 704*1,8 ist 1268 Meter pro Minute. Daß mal 60
sind 76070 Meter pro Stunde und noch durch 1000 ist 76 Km/h.