29.03.2021, 07:44
Hallo Axel,
die Frage ist eigentlich so nicht zu beantworten, weil zum einigen einige entscheidende Angaben fehlen und zum andern selbst mit den Angaben die Beantwortung eine wissenschaft für sich ist.
zunächst mal zur Theorie: die Angabe X% vom Ventildurchmesser als Kanaldurchmesser ist als Schätz- bzw. Erfahrungswert vielleicht brauchbar, für eine halbwegs exakte Auslegung aber nicht. Zum einen wird nicht berücksichtigt, dass der Durchmesser (bzw. Radius) quadratisch in die Fläche eingeht, zum anderen ist nicht nur der Ventildurchmesser sondern vor allem auch der Hub des Ventils entscheidend für die Fläche. Also alleine aus mathematischer Sicht ist das ne ziemlich grobe Vereinfachung. Eine Nocke mit 0.500" Hub erzeugt einen maximalen Öffnungsquerschnitt von ca. 2000qmm, während eine Nocke mit 0.600" HUb schon etwa 2400qmm erzeugt. Dein Kanal mit 43mm hat aber nur einen Querschnitt von 1450qmm ... also noch viel weniger als 83%. Womit wir bei der nächsten Frage wären: auf welchen Ventilhub legt man den Kanal aus, denn der maximale Hub wird ja nur sehr kurz erreicht. D.h. wiederum, dass nicht nur der Hub sondern auch das Profil der Nocke relevant ist (als Dauer und Rampe).
Diese Betrachtung deckt aber auch nur einen ganz kelinen Teil der Überlegung ab, denn der maximale Volumenstrom soll ja bei maximaler Drehzahl bzw. kurz davor erreicht werden, denn dort braucht der Motor das große Volumen. Für niedrige Drehzahlen ist das Volumen zu groß, was wiederum bedeutet, das die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt. Da der Motor nicht nur saugt, sondern auch Resonanzen im Volumenstrom und die Trägheit des Gemisches für die Füllung entscheidend sind, verschlechtert sich die Füllung und damit die Leistung im unteren Bereich, wenn der Kopf auf hohe Drehzahlen ausgelegt ist. Dynamische Phänomene am Ventil und die Beschleunigung des Gemisches durch die Querschnittsänderung oder Aspekte wie Verwirbelungen lassen wir mal ganz aussen vor!
Damit sind wir auch schon bei den allgemeinen Ausssagen, die man zu den Köpfen machen kann, und die von Deinen Wünschen abhängig sind: Wenn Du einen Dragster bauen willst, der immer über 4500 U/min gedreht wird, dann ignorierst Du die reduzierte Strömungsgeschwindikeit im unteren Drehzahl oder Ventillhub Bereich und legts alles auf maximalen Durchsatz aus, d.h. möglichst große Kanäle. Willst Du aber einen maximalen Durchzug beim Überholen auf der Landstrasse, solltest Du den Kopf eher auf den mittleren Bereich auslegen, d.h. Kanäle nicht zu groß und wirst mit weniger Topleistung "bestraft", hast aber dafür eine harmonisch hohe Drehmomentkurve.
In Deinem Fall müsstest Du genau sagen, welche Fahrweise Du bevorzugst, welche Nocke Du einbaust, welchen Vergaser etc. -- dann müsstest Du noch das Glück haben, dass es einen Experten gibt, der soclhe Motoren regelmäßig aufbaut und seine (teuer erarbeiteten) Geheimnisse hier preisgibt. Die andere Option ist, davon auszugehen, dass Du als "home-porter" ohne Renn-Ambitionen eher Drehmoment bzw. ein gutes Fahrgefühl auf der Landstrasse suchst und Deine Tuner Laufbahn vermutlich noch eine mehrjährige Lernkurve hat (wenn die Ambitionen überhaupt da sind) -- in dem Falle solltest Du auf die vielen Hinweise im Netz und auch auf die vielen, sauer gemachten Erfahrungen Deiner "home-porting" Vorgänger zurückgreifen: Beschränke Dich auf das glätten der Kanäle (poliert im Auslass und 120er Schmirgel im Einlass) und die Übergänge, die Du immer in einem möglichst großen Radius ausführst -- Dein Gemisch mag keine aprupten Änderungen des Kanaldurchschnitts. Versuche die Kanäle in der "Mitte" so wenig wie möglich aufzuweiten. Kleine Kanäle erzeugen Strömungsgeschwindigkeit, was eine gute Füllung im unteren Bereich Drehzahlbereich bewirkt und damit Drehmoment. Wenn die Kanäle erst mal zu groß sind, hast Du zwar Leistung "oben", aber ein Drehmoment-Loch irgendwo zwischen 2000 und 4000 U/min -- nicht schön auf der Landstrasse. Wenn Du dann auf den Leistungsprüfstand gehst, kannst Du anhand der Kurve überlegen, ob DU die Kanäle doch noch etwas aufweitest, was dann nicht so problematisch ist, weil die Übergänge zum Manifold und Ventilsitz ja bereits gemacht sind.
Dazu vielleicht noch was "historisch-fertigungstechnisches" -- wenn die Hersteller früher "high-end" Leistungsoptionen zu horrenden Preisen angeboten haben, die letztlich die gleichen Gusskomponenten genutzt haben, war das ein fertigungstechnisches Problem (ws es heute so nicht mehr gibt). Die Zylinderköpfe müssen immer mit mehreren Kernen gegossen werden, weil man die Kerne sonst nicht mehr entfernen kann (Einlasskanal zu Brennraum) -- da Gussteile Großserienteile sind, sind die Toleranzen da nicht so dolle, zudem kommt Verschleiss hinzu. An den Stossstellen entstehen so Grate oder Stufen, die den Volumenstrom erheblich beeinflussen. Entfernen konnte man sie aber nur von Hand und das wiederum nur speziell ausgebildetet Arbeiter, was bedeutet, dass ein so überarbeiteter Kopf ein Vielfaches gekostet hat. Das hat der normale Kunde aber nicht bezahlt, daher der hohe Aufschlag für solche Leistungsoptionen. Diese Arbeit wurde aber nicht mit Schablonen oder gar NC/CNC MAschinen gemacht, d.h. der belesene "home-porter" macht exakt dass, was seinerzeit im Werk gemacht wurde.
In dem Sinne: Viel Erfolg (auch wenn ich Deine Frage nicht direkt beantworten konnte
)
Ralf
die Frage ist eigentlich so nicht zu beantworten, weil zum einigen einige entscheidende Angaben fehlen und zum andern selbst mit den Angaben die Beantwortung eine wissenschaft für sich ist.
zunächst mal zur Theorie: die Angabe X% vom Ventildurchmesser als Kanaldurchmesser ist als Schätz- bzw. Erfahrungswert vielleicht brauchbar, für eine halbwegs exakte Auslegung aber nicht. Zum einen wird nicht berücksichtigt, dass der Durchmesser (bzw. Radius) quadratisch in die Fläche eingeht, zum anderen ist nicht nur der Ventildurchmesser sondern vor allem auch der Hub des Ventils entscheidend für die Fläche. Also alleine aus mathematischer Sicht ist das ne ziemlich grobe Vereinfachung. Eine Nocke mit 0.500" Hub erzeugt einen maximalen Öffnungsquerschnitt von ca. 2000qmm, während eine Nocke mit 0.600" HUb schon etwa 2400qmm erzeugt. Dein Kanal mit 43mm hat aber nur einen Querschnitt von 1450qmm ... also noch viel weniger als 83%. Womit wir bei der nächsten Frage wären: auf welchen Ventilhub legt man den Kanal aus, denn der maximale Hub wird ja nur sehr kurz erreicht. D.h. wiederum, dass nicht nur der Hub sondern auch das Profil der Nocke relevant ist (als Dauer und Rampe).
Diese Betrachtung deckt aber auch nur einen ganz kelinen Teil der Überlegung ab, denn der maximale Volumenstrom soll ja bei maximaler Drehzahl bzw. kurz davor erreicht werden, denn dort braucht der Motor das große Volumen. Für niedrige Drehzahlen ist das Volumen zu groß, was wiederum bedeutet, das die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt. Da der Motor nicht nur saugt, sondern auch Resonanzen im Volumenstrom und die Trägheit des Gemisches für die Füllung entscheidend sind, verschlechtert sich die Füllung und damit die Leistung im unteren Bereich, wenn der Kopf auf hohe Drehzahlen ausgelegt ist. Dynamische Phänomene am Ventil und die Beschleunigung des Gemisches durch die Querschnittsänderung oder Aspekte wie Verwirbelungen lassen wir mal ganz aussen vor!
Damit sind wir auch schon bei den allgemeinen Ausssagen, die man zu den Köpfen machen kann, und die von Deinen Wünschen abhängig sind: Wenn Du einen Dragster bauen willst, der immer über 4500 U/min gedreht wird, dann ignorierst Du die reduzierte Strömungsgeschwindikeit im unteren Drehzahl oder Ventillhub Bereich und legts alles auf maximalen Durchsatz aus, d.h. möglichst große Kanäle. Willst Du aber einen maximalen Durchzug beim Überholen auf der Landstrasse, solltest Du den Kopf eher auf den mittleren Bereich auslegen, d.h. Kanäle nicht zu groß und wirst mit weniger Topleistung "bestraft", hast aber dafür eine harmonisch hohe Drehmomentkurve.
In Deinem Fall müsstest Du genau sagen, welche Fahrweise Du bevorzugst, welche Nocke Du einbaust, welchen Vergaser etc. -- dann müsstest Du noch das Glück haben, dass es einen Experten gibt, der soclhe Motoren regelmäßig aufbaut und seine (teuer erarbeiteten) Geheimnisse hier preisgibt. Die andere Option ist, davon auszugehen, dass Du als "home-porter" ohne Renn-Ambitionen eher Drehmoment bzw. ein gutes Fahrgefühl auf der Landstrasse suchst und Deine Tuner Laufbahn vermutlich noch eine mehrjährige Lernkurve hat (wenn die Ambitionen überhaupt da sind) -- in dem Falle solltest Du auf die vielen Hinweise im Netz und auch auf die vielen, sauer gemachten Erfahrungen Deiner "home-porting" Vorgänger zurückgreifen: Beschränke Dich auf das glätten der Kanäle (poliert im Auslass und 120er Schmirgel im Einlass) und die Übergänge, die Du immer in einem möglichst großen Radius ausführst -- Dein Gemisch mag keine aprupten Änderungen des Kanaldurchschnitts. Versuche die Kanäle in der "Mitte" so wenig wie möglich aufzuweiten. Kleine Kanäle erzeugen Strömungsgeschwindigkeit, was eine gute Füllung im unteren Bereich Drehzahlbereich bewirkt und damit Drehmoment. Wenn die Kanäle erst mal zu groß sind, hast Du zwar Leistung "oben", aber ein Drehmoment-Loch irgendwo zwischen 2000 und 4000 U/min -- nicht schön auf der Landstrasse. Wenn Du dann auf den Leistungsprüfstand gehst, kannst Du anhand der Kurve überlegen, ob DU die Kanäle doch noch etwas aufweitest, was dann nicht so problematisch ist, weil die Übergänge zum Manifold und Ventilsitz ja bereits gemacht sind.
Dazu vielleicht noch was "historisch-fertigungstechnisches" -- wenn die Hersteller früher "high-end" Leistungsoptionen zu horrenden Preisen angeboten haben, die letztlich die gleichen Gusskomponenten genutzt haben, war das ein fertigungstechnisches Problem (ws es heute so nicht mehr gibt). Die Zylinderköpfe müssen immer mit mehreren Kernen gegossen werden, weil man die Kerne sonst nicht mehr entfernen kann (Einlasskanal zu Brennraum) -- da Gussteile Großserienteile sind, sind die Toleranzen da nicht so dolle, zudem kommt Verschleiss hinzu. An den Stossstellen entstehen so Grate oder Stufen, die den Volumenstrom erheblich beeinflussen. Entfernen konnte man sie aber nur von Hand und das wiederum nur speziell ausgebildetet Arbeiter, was bedeutet, dass ein so überarbeiteter Kopf ein Vielfaches gekostet hat. Das hat der normale Kunde aber nicht bezahlt, daher der hohe Aufschlag für solche Leistungsoptionen. Diese Arbeit wurde aber nicht mit Schablonen oder gar NC/CNC MAschinen gemacht, d.h. der belesene "home-porter" macht exakt dass, was seinerzeit im Werk gemacht wurde.
In dem Sinne: Viel Erfolg (auch wenn ich Deine Frage nicht direkt beantworten konnte
)Ralf