inhaltsverzeichniss:

1. Fachbegriffe

2. Zwischenwort

3. Zylindervermessung

4. Daten die zuvor klar sein sollten

5. Erklärung "Portmap" ; Beispiel "Auslasstiming" und "Einlasstiming"

6. Beispiel eines 50ccm Minarellimotors

7. Auslassformen

8. Zylinderfuß-bearbeitung

9. Stichwort "Brennraum"

10. Kolbenbearbeitung

11. Info über das Material




1.
wenn ich jetzt einen langen text schreib mit ein paar unbekannten fachbegriffen,
nützt das alles ja nichts demnach hier erst ein paar fachbegriffe:

zyli - Zylinder aus graugusseisen oder einer aluminiumlegierung mit nikasilbeschichtung (im detail siehe unten)

OT - oberer Totpunkt (kolben hat die höchste stellung erreicht)

UT - unterer totpunkt (kolben hat die unterste stellung erreicht)

auslass - Zylinderauslass

auslasszeit - "auspuffzeit" die in grad (°) angegeben wird

auslassfenster - auslasskanalfenster (w-port, t-port, oval, trapez, rechteckig oder mehrkanalige auslassfenster)

einlass - zylinderfußseitige gemischeinlassfenster (überströmer)

einlasszeit - einlasszeit bei der das gemisch vom kw-gehäuse, durch die einlasskanalfenster in den zylinder stömt

einlassfenster - auf der laufbahn befindliche aussparungen welche an die überströmer anknüpfen

boostport - einlassfenster gegenüber des auslassfensters; hauptsächlich für die kühlung verantwortlich. er dient auch als stützkanal der überströmer und bündelt den gasstrom gegenüber dem auslass.

blowdown - gewisser "vorauslass" / auslasszeit bevor die einlassfenster öffnen

squish - geläufig auch "quetschkante" genannt; abstand von brennraumdichtfläche zu kolbenboden bei OT

brennraum - meist kalottenförmig; (ergibt gute gemischumspülung der zündkerze und gute wärmeableitung) kugelförmige brennräume

stege - kanalunterteilungen / "zwischenwände"

zylinderfuß - dies ist der teil vom zylinder, der in den motorblock hineinragt.



auf manche bezeichnungen wird später genauer darauf eingegangen.


2.
nun da wir uns etwas mit den fachbegriffen auskennen, können wir uns an die arbeit machen.

man muss meistens ein kompromiss zwischen leistung und haltbarkeit eingehen beim zylinderüberarbeiten, da die mechanische belastung beim tunen etwas höher wird.
da wir unseren zylinder auf die "maximale" leistung trimmen wollen, müssen wir auch einen teil der laufzeit in kauf nehmen.




3.
nun fangen wir erstmal damit an den neuen zylinder zu vermessen.

was vermessen werden muss:

- auslassfenster (höhe und breite)

- auslasslänge

- auslasshöhe von der oberen dichtfläche aus gemessen

- auslassquerschnitt


- einlassfenster (höhe und breite)

- einlasshöhe von der oberen dichtfläche aus gemessen

- einlassquerschnitt


- brennraumvolumen inkl. zündkerze

- quetschflächenanteil des brennraums

- öffnungswinkel der quetschfläche




4.
bevor wir uns an die arbeit machen, sollte klar sein:

auf welcher drehzahl der motor laufen wird,
welches gemisch gefahren wird,
auf welchen einsatzzweck wir den motor trimmen,
welcher kraftstoff getankt wird
und welche quetschspalte gefahren wird.

die leistung, welche der zylinder später abgeben wird, wird stark von den anderen motorkomponenten beeinflusst.
eine optimale abstimmung und fachgerechte arbeit ist voraussetzung für einen sauber laufenden und langlebigen motor.




5.
also legen wir los..

zuerst stellen wir eine "portmap" her. dies macht man indem man in die zylinderlaufbahn ein blatt papier
bis zur oberen dichtfläche legt und mit einem weichen graphitstift die kanten der kanalfenster nachfährt.
nun haben wir die postion, anzahl und form der kanalfenster auf einem blatt papier.

nun können wir in 2 richtungen gehen, einmal in richtung drehzahl, zum anderen in richtung drehmoment.

da wir beides wollen, bearbeiten wir nicht nur spezielle teile des zylinders, sondern den kompletten zylinder.

mittels portmap kann man schätzen auf welche leistung der zylinder ausgelegt war und kann ihn nun so gestalten das er für eine
höhere leistung ausgelegt wird.


auslasszeit:

155° - 173° = original bis sportzylinder = recht niedrige leistungsdrehzahl 6000 - 9000 upm
173° - 187° = heftige sport bis heftige midracezylinder = leistungsdrehzahlen von 9000 - 12000 upm
185° - 200° = highendbereich, weiter als 200° sollte man nicht gehen da die leistungsdrehzahl sonst zu spitz wird. leistungsdrehzahlen
bis zu 15000 upm werden erreicht, wobei die zylinder bis zu 17000 upm ausdrehen können.


einlasszeit:

hängt von der jeweiligen auslasshöhe ab. die blowdownzeit sollte ~30° nicht übersteigen,
also zieht den auslass nicht zu hoch.
den blowdown errechten man in dem man einlassteuerzeit von der auslasssteuerzeit subtrahiert und den wert durch 2 dividiert.


ein kleines wort zum boostport sollte auchnicht fehlen, wobei er zu einer leistung beiträgt, welche man schon fast ignorieren kann,
da unsere motoren nach dem "schnürle" umkehrspül-prinzip arbeiten. (alte mofazylinder haben oftmals keinen boostport.)
hauptsächlich spielt er eine rolle als inneres "kühlmittel" für den motor und das der totraum, im hubraum, welcher von den überströmern nicht umspült wird, auch gefüllt wird. es ist eine art stützkanal der den gasfluss innerhalb des brennraums, gegenüber des auslasses, bündelt und ihm die richtige richtung zuweißt.



6.
beispiel:

ein minarelli motor mit 39,2mm hub; 80,0mm pleullänge;

graugußzylinder XY hat eine auslasshöhe von 27,00mm (155°);
eine einlasshöhe von 35,00mm (95°);
bohrung 40mm quetschkante von ca. 0,8mm;
brennraumvolumen von 7ccm.
LDZ lag bei ~6500 upm und hatte eine geometrische verdichtung von 8,1429 zu 1 (8,1:1)



nun wollen wir die leistungsdrehzahl in einen etwas höheren bereich schieben.

dies erreichen wir, indem wir die steuerzeiten den zylinders anheben.

vorher:

155° ausl./ 95° einl./ 30° blowdown 0,8 QK

später soll er haben:

176° ausl. (23,4mm)/ 116,3° einl. (32,4mm)/ 29,85° blowdown 0,7 QK

26,85°

24,4mm

entweder habt ihr kontakt zu leuten, welche eine fräßmaschiene besitzen
oder ihr besorgt euch feines nassschleifpapier und eine 30x30cm glasplatte und jede menge zeit.

nun könnt ihr den zylinder auf der zylinderkopf-seite ca. 2,6mm planen lassen.
es müsste euch auffallen das die einlasszeit auf 116,3° kommt, aber die auslasszeit etwas zu wenig ist (170°).
nun kann man den auslass ca. um einen mm mit einem guten hartmetallfräser (dremel, proxxon micromot usw.) nach oben erweitern um den blowdown bei 30°
zu halten. bitte höchst genau arbeiten, da sonst die steuerzeiten vom berechneten abweichen können.
nachdem wir den zylinder 2,6mm abgefräßt haben, müssen wir den zylinder um 2,7mm "höhersetzen". das geht mit einem zylinderfuß-spacer, welchen ihr selbst machen müsst.
oder ihr legt so viele aluminiumdichtungen unter den zylinder, bis die 2,7mm ausgeglichen sind.
die quetschspalte haben wir auch um 0,1mm verkleinert um den verdichtungsdruck zu erhöhen. (deshalb 2,7mm und nicht 2,6mm)

wenn ihr den auslass bearbeitet, achtet bitte darauf den kompletten kanal mit zu bearbeiten, der den auslass sonst wie eine art konus wirkt.
außerdem könnt ihr dem auslass auchnoch ein anderes design verpassen. von oval zu trapez zb.


7.
es gibt gewisse vor und nachteile der auslassformen.
diese will ich kurz erläutern:

oval:
hohe übergangsradien, sehr gute haltbarkeit, geringer 2 takt-kick bei resonanzdrehzahl. max querschnitt (breite des auslasses): 70% des bohrungsdurchmessers.

trapez:
hohe bis mittlere übergangsradien, gute haltbarkeit, spürbarer 2 takt-kick bei resonanzdrehzahl. max. querschnitt 70%

rechteckig:
recht kleine übergangsradien, schlechte haltbarkeit aber sehr viel druck bei resonanzdrehzahl. max. querschnitt 70%

T-port:
geteilter auslass, hohe bis mittlere übergangsradien, gute haltbarkeit dank mittelsteg, viel druck bei resodrehzahl. je nach krümmerinnendurchmesser.

W-port:
verzahnter auslass, wird selten verwendet, sehr gute haltbarkeit und spürbarer 2 takt-kick bei resodrehzahl. je nach krümmerinnendurchmesser.

3 oder mehrkanal auslass:
hauptkanal oft rechteckig, nebenauslässe 3-eckig, gute haltbarkeit und viel druck bei resodrehzahl. hauptauslass sollte gut 1,5mm wandstärke zu den nebenauslässen haben.

je nachdem wie euer zylinder aufgebaut ist, könnt ihr die beste variante herstellen oder bearbeiten.

bei rennzylindern wird oft ein t-port oder 3-teiliger auslass verwendet,
da somit höhere auslassquerschnitte ermöglicht werden.

nunja weiter im text...


8.
als nächstes machen wir uns an den zylinderfuß.
dieser wird möglichst stömungsgünstig gestaltet, so dass, das vorbei stömende frischgas nicht von ihm blockiert wird.
bei dieser bearbeitung kommt es allein auf den motorblock an (je nach dem was zuerst bearbeitet wurde; zylinder oder block).
ich gebe hier ein paar daten für einen unbearbeiteten liegenden minarelli motorblock frei:




zylinderfuß darf 22,5mm lang sein
boostport-aussparung darf 26,2mm breit sein
zylinderfuß-oberkante sollte einen winkel von 11° haben (an der höchsten stelle 22,5mm und an der niedrigsten 19,6mm)
zylinderfuß-überströmeraussparung, sollte dem durchlassquerschnitt des membranventils entsprechen.


9.
da wir nun akzeptable steuerzeiten haben, welche schon an einen midracezylinder heranreichen,
einen wohlgeformten auslass besitzen und einen schönen zylinderfuß haben, sollte nun auch der brennraum angepasst werden.

als faustregel kann ich sagen:
je mehr der zylinder auf drehzahl ausgelegt wird,
desto weniger quetschflächenanteil sollte der brennraum haben.

zudem gibt es auch verschiedene brennraumformen. standart und auch manche sportzylinder haben einen kugeligen brennraum,
da somit die wärme zum kühlwasser, besser übertragen werden kann.
rennzylinder bevorzugen meist eine kalottenform, da somit die zündkerze optimal vom gemisch umspült werden kann
und auch hohe verdichtungsdrücke möglich sind, da das brennraumvolumen recht klein ist.

mit "bi-motion" kann man sich eine akzeptable brennraumform errechnen (herzlichen dank nochmal an "barkeeper84")




10.
zu guter letzt, der kolben.
da jeder kolben bei seiner fertigung speziell gewogen wurde, halte ich nicht sehr viel von kolbenbearbeitungen.
es sei denn ihr habt 2 briefwagen zuhause und könnt das kolbengewicht auf allen seiten auswiegen
und somit auch ausgleichen durch fräsungen auf der gegenüberliegenden seite.

achtet bitte darauf das ihr den kolben nicht zerkratzt oder an der falschen stelle das material wegnehmt. es hätte einen
kapitalen motorschaden zur folge.




11.
noch etwas zur substanz, was wir bearbeiten:

zylinder:

- hergestellt durch schwerkraftfusion in speziellen stahlformen.

- material: primäre aluminiumlegierung mit hohem siliziumanteil, vergütet und stabilisiert.

- bearbeitung auf rechnergesteuerten präzisionsmaschinen.

- büchse mit einsatz aus siliziumkarbit in einer matrize aus galvanisiertem und kreuzgeschliffenem nickel mit diamantschliff mit engen toleranzen.

- neu berechneten wärmeaustauschflächen.

- abgas- und abfülleitungen für eine maximale thermodynamische leistung entworfen und getestet.

- dimensionskontrolle der form und rauheit.

- kolben-zylinderanpassung in abschnitten von 0,010-0,005 mm.

- hydraulischer dichtigkeitstest bei 100%.






kolben:

- material: speziallegierung aus aluminium mit hohem siliziumanteil, mit geringer wärmeausdehnung

- bearbeitung: auf rechnergesteuerten präzisionsmaschinen.

- erleichtert und verstärkt.

- wärmeaustauschflächen vergrößert.