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Im nachfolgenden möchten wir Sie über die wesendlichen  Hintergründe und Wirkungsweise einer Optimierung informieren und dazu beitragen, eine bessere Vorstellung von dem zu bekommen,was von wenigen unbedarften in Foren oftmals aus purer "Unwissenheit kritisiert" und durch Mangel an Informationsbereitschaft angezweifelt wird.

Der Begriff  Motor- Tunig ist leider ein sehr allgemeiner Begriff und kann vieles bedeuten, trifft aber den Kern der Sache welche wir verfolgen und beabsichtigen, nur sehr wenig.

Der Begiff optimieren ist hier weitaus passender als auch angebrachter und bedeutet aus dem Wort Optimum abgeleitet, dass best mögliche.

Es handelt sich beim optimieren eines Modellmotor um physikalische Gesetze aus der Strömungstechnik, bzw. Physik. die angewendet werden um das Optimum an Performace zu erzielen. Die Motoren werden weder bis auf's letzte ausgereizt, noch leidet die Laglebigkeit darunter. (Was leider mit Tuning immer verstanden wird).

Wie es mit  der Luftströmung (Gas) in Wirklichkeit aussieht, lässt sich durch einfache Versuche herausfinden. So gibt es bei einem runden Körper, wie z.B.den Zylinder, keine vom Luftstrom abgewandte Seite an dem ein Temperaturfühler angebracht werden sollte, so wie es in Foren vielfach suggeriert wird.

Einige physikalische Vorgänge wie z.B. in einem Modellmotor, laufen entsprechend entgegengesetzt der darstellungen ab, da hier das Gas nicht eingeblasen, sondern gesaugt wird.

Seit Beginn der Motorentechnik waren und sind es auch heute noch ungünstige Strömungsverhältnisse, die sich oft konstruktiv wie auch fertigungstechnisch nicht so einfach in den Griff bekommen lassen und dazu beitragen, dass Verbrennungsmotoren nur einen Wirkungsgrad  von 10-20% erzielen können.

Ein Zweitakt- Motor stellt aufgrund seiner Konstruktion und Arbeitsweise einen Kompromiss in sich selbst dar, kann aber unter Zurhilfenahme der Stömungsphysik und Bearbeitung wichtiger Bauteile um ein vielfaches effizienter gemacht werden.

Optimieren bedeutet somit nicht, die Leistung eines Modellmotors generell nur über das oft hoch gepriesene, teure, umstrittene Nitromethan zu erzielen, sondern durch gezielte Eingriffe in z.B Steuerzeiten, sowie eine Optimierung der Gasführung vorzunehemen, die den Motor weich und geschmeidig laufen lassen,gleichzeitig aber auch  das Drehmoment ab den unteren Drehzahlbereich durch einen höheren Füllungsgrad des Brennraumes steigert.

Wir bearbeieten gezielt auf mechanischem Weg den Ansaugstrang,vom Vergaser über den Kurbelwellen Ein und Auslass, bis hin zu den Überströmkanälen, und somit die wichtigsten Komponenten  die den Weg des Kraftstoff-Luftgemisches bis zur Gasbildung auf dem Weg zum Brennraum so widerstandsarm  wie möglich gestalten.

Dabei ist es wichtig, dass zunächst alle Übergänge von bremsenden Verwirbelungen zum Einströmen des Gasstromes elimeniert werden, was zwangsläufig die natürliche Sauerstoffzufuhr und Menge an Gemisch deutlich verbessert.

Lesen Sie unter dem nachfolgenden Link, was Klaus Eiperle am Ende seines Beitrags zu den Optimierungsmaßnahmen schreibt!

www.rc-aerobatics.eu/three-dee-mp-xl-v91

Aktuell:

Hier ein Bericht der Zeitschrift Rotor der Ausgabe 2/2010 (von Benjamin Michels)

 als PDF zum Download.


Motorentuning ROTOR 2/2010





Wie im Bild zu sehen,besteht im Einlassbereich eine Wirbelkante,die den Gasstrom überdurchschnittlich beeintächtigt.


Durch die Überarbeitung der gesamten Kurbelwelle resultiert zum einen eine höhere Ansauggeschwindigkeit, es gelangen mehr Frischgase ins Kurbelgehäuse, die zum anderen durch eine geänderte Anformung des Kurbelwellenauslasses kann das angesaugte Gemisch nicht bis weit in den Kurbelwellenschaft zurückgedrängt werden können. Mit dieser Maßnahme können allein 10-15% Nitromethan entfallen.



Durch einfache physikalische Erklärungen lässt sich nachvollziehen, dass bewusst herbeigeführte Verwirbelungen nach dem Ansaugen des Gasgemisches dazu beitragen, dass Frischgase nicht ungehindert zurück in den Ansaugkanal der Kurbelwelle zurück strömen können.

Nach der Bearbeitung ist die Wirbelkante nicht nur elimeniert,sondern besitzt jetzt eine Anformung die den Gasstrom wie eine Schaufel ins Kurbelgehäuse befördert


Ein weiteres Beispiel:

Durch die flüchtigen heißen Abgase werden bei einer Querstromspülung Frischgase, sofern sie nicht daran gehindert werden, mit in den Schalldämpfer gerissen (Spülverlust), dadurch wird der Füllungsgrad massiv beeinträchtigt und die Leistung reduziert.

Eine Erklärung finden Sie hier:

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph05/versuche/03aerodynamik/krummeluft_l.htm


Die von uns durchgeführte Maßnahme an den Überstömfenstern soll für eine vergrößerte Saugfläche zum Kurbelgehäuse hin sorgen, ebenso für eine höhere Gasgeschwindigkeit und gleichzeitig zu einer verbesserten Gasführung beitragen. Zudem wird das Raumvolumen direkt vor dem Überströmfenster(n) vergrößert, womit mehr vorkomprimiertes Frischgas zum Einströmen in den Verdichtungsraum zur Verfügung steht. (je mehr Gas einstömt, um so höher die Energie die zur Verfügung steht )


Zur Demonstration wurde hier ein Lineal im Bereich eines Einlassfenster angelegt, wie sich erkennen lässt, werden die Gase nicht einfach seitlich, sondern nach oben geleitet. Zudem wird durch eine gezielt ausgerichtete Anformung eine Drehung der Frischgase erreicht, welche zusätzlich verhindert, dass diese mit dem Abgasstrom entweichen können. (Dazu müßten sie zunächst in den "Ruhezustand" gelangen)


Unten:

Im Vergleich dazu eine Laufgarnitur eines 15 ccm OPS Hochleistungs Marine- Motor mit Heckeinlass. Aufgrund der Konstruktion der Überströmöffnungen in der Laufbuchse und Kolben, sind solche Tuningmaßnahmen nur für sehr hoch drehende Motoren geeignet. Im allgemeinen laufen solche Motoren mit sehr hoher Leerlaufdrehzahl, aber ebenso rauh und ruppig.

Eine Öffnung im Kolbenhemd reduziert nach einem Verbrennungsvorgang den Vorverdichtungsdruck,wobei der Kolben bis zum Schließen der Öffnung weiter beschleunigt wird

Eine Tuningmaßnahme muß expliziet auf den Anwendungsfall des Motors abgestimmt sein und kann nicht auf jeden Motor übertragen werden.

Verschiede Tuningstufen, (außer leicht laufende Lager,Resonanzrohr,od.Nitro ) wie sie von so genannten Tunern angeboten werden, sind unnützer Krämpel,da dass eine  ohne dem anderen nicht funktionieren wird. Es kann beim Zeitaktmotor nur eines geben, alles oder nichts.

Bevor solche Eingriffe an Motoren vorgenommen werden, müssen die Steuerzeiten genaustens ermittelt werden.

Zur Ermittlung der genauen Steuerzeiten sollte eine Gradscheibe oder wie im Bild zu sehen,ein Runddrehtisch mit Gradskala zur Verfügung stehen.


Eine weitere Maßnahme erfolgt durch das Vermesssen od.gegebenenfalls bearbeiten der sich drehenden Teile im Bezug auf dessen Leichtgängigkeit,wie auch Rundlauf.

Ebenso können/müssen an einigen Motoren Gewichtsoptimierungen an Kurbelwange und Kolben mit Pleuel vorgenommen werden.


Als letzte mechanische Maßnahme setzen wir Hybrid oder Vollkeramiklager ein, die durch ihren geringen Rollreibwiderstand eine weitere Einsparung an Nitromethan ermöglichen. Das große Plus liegt dabei zweifelsfrei bei Vollkeramiklagern, die zudem gegen agressive Substanzen,wie Nitromethan (Salpetersulfat) resistent sind.

Die Motorleistung wird mit solchen Lagern nahezu verlustfrei auf die Kurbelwelle übertragen




Erst nachdem auf mechanischem Weg alle Leistungssteigernden Möglichkeiten ausgeschöpft sind, wird bis zum Optimum Nitromethan unter Berücksichtigung des Verdichtungsverhältnisses eingesetzt.

Bei unseren überarbeiteten Motoren wird das Dichtmaß zur Reduzierung der Verdichtung bis zu 0,6 mm erhöht, damit werden alle mechanischen Komponenten mehr als geschont und somit auf Langlebigkeit ausgelegt!

Bitte beachten Sie die Hinweise zum Einbau von Vollkeramik Kugelleagern:

http://hl-flugmodelltechnik.de/120101.html

Als zusätzliche, sehr wirkungsvolle Maßnahme können solche Gehäusekühler oder auch Gemischkühler genannt, installiert werden.

Die Wirkungsweise eines solchen Kühlers in Frage zu stellen, wäre das gleiche, als würde man  Zweifel daran hegen, dass die Verrippung eines Zylinderkopfes ebenso einen Sinn macht.

Ein Gehäuse-Gemischkühler trägt zweifelsfrei zur verbesserten Wärmeabfuhr der Gehäusetemperatur bei, wodurch eine höhere Gasdichte erreicht werden kann.

"Das Prinzip ist annähernd vergleichbar mit einem Ladeluftkühler"

Gehäuse-Gemischkühler werden indviduell von uns gefertigt,siehe:

http://hl-flugmodelltechnik.de/145701.html


Im Bild 2 Gemischkühler für den OS 91 SZ,welche als kompletter Deckel gefertigt wurde.




Bei maschinell gearbeiteten Gehäusedeckeln können auch Einsteckkühler verwendet werden.

Im Bild ein Gehäusekühler für einen Webra 55 P5




Wir drehen einen neuen Lagersitz im Lagersitz für Speedmotoren mit Drehzahlen über 30.000 U/min.

wenn höhere Drehzahlen mit konventionellen Stahllagern nicht mehr möglich sind.

Links das Lagergehäuse  eine OS 91 VR mit konwentionellen Stahllager

Fertig eingeschrumpfter Lagersitz des OS 91 VR/DF


Ausgestattet mit einem Hochgeschwindigkeitskager bis 80.000 U/min.

Alternativ fertigen wir für Speedmotoren der Serie VR auch Präzisionshülsen die auf die Kurbelwelle stramm aufgepasst und mit einem 6902 Hybridlager (15 X 28 X 7 mm) ausgestattet werden sollen.








Aus schwarzem Delrin: Kurbelewellenarrettierung mit Knebel zum sicheren befestigen und lösen der Kurbelwellenmutter

Preis: 10,00 €




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Im nachfolgenden möchten wir Ihnen einen kleinen Einblick gewähren,was Ihr Motor im einzelnen zu erwarten hat.

Im Bild ein Kolben mit Ausfräsungen am Kolbenhemd die das Gemisch vor dem Einlasskanal auf die optimale Gastemperatur bringen.

Eine solche von einigen weiteren Maßnahmen kann erforderlich sein, wenn eine extreme Kühlwirkung des Lüfterrades erzielt wird und der Motor nicht die erforderliche Betriebstemperatur erreicht, um eine optimale Gasbildung des Gemisches zu erzielen.


Bei einigen Motoren müssen auch schon mal die Atemwege verändert werden!

Der optimale Winkel des Fräsers sorgt  für eine gradfreie Ausfräsung der Laufbuchse.Die optimale Öffnung des Auslasses gewehrleisten einen optimalen Gaswechsel! 

Ein symetrischer Auslasskanal ist nicht immer ein Idealzustand , durch viele Versuche muß heraus gefunden werden, wo und mit welchem Maß der Öffnung der Idealzustand erreicht werden kann!


Generell hat eine Überarbeitung,Optimierung (Tuning) eines Modellmotors zum Ziel,den Füllungsgrad des Brennraumes, und somit das Drehmoment eines Modellmotors von unten heraus bis zu seiner Höchstdrehzahl zu verbessern, um z.B. mit verschiedenen Übersetzungen, längeren-tieferen Rotorblättern arbeiten/fliegen zu können,oder den stehts wachsenden Leistungsbedarf der 3 D Fraktion Rechnung zu tragen,wobei gleichzeitig die Geräuschentwicklung durch eine niedrige Motordrehzahl reduziert werden kann.

Dabei kann u. sollte nach einer Überarbeitung auf ein "Übermaß" an Nitromethan verzichtet werden, bzw. das Verdichtungsverhältnis ( Zylinderkopfdichtung ) zwingend angepasst werden!

Des weiteren soll durch eine solche, einmal getroffene Maßnahme die Sulfatbildung ("Rost") durch Nitromethan eingedämmt, Lagerschäden weitesgehend vermieden und der finanziell zu betreibende Aufwand durch das Mehr an teuerem, wie umstrittenen Ntromethan und dem entsprechend höheren Ölanteil reduziert werden, ohne auf  Leistung verzichten zu müssen.  

Um den Rollreibwiderstand der Lager im Modellmotor so gering wie möglich zu halten, damit die Wellenleistung nahezu im vollem Umfang genutzt werden kann,verwenden und verbauen wir eine Hybridlager und Vollkeramiklager Kombination,die derzeit als High-Endprodukte zu betrachten und der letzte technische Stand in der Lagertechnologie sind.  

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Was machen wir sonst noch?

Einen kleinen Einblick in unsere Arbeit eines Kundenauftrags.

Wie man sieht, gab es mal eine Serie von OS 91 SX Motoren an denen der Anlagebund für den Innenring für das hintere Lager fehlte,wozu man werkseitig Lager mit dünnerem Außenring verwendete.Bei einem Lagerwechsel traten dann die herstellerseitigen Probleme auf,sofern auf ein original Lager verzichtet wurde.

Statt den Motor zu schrotten,wurde er im Kundeauftrag entsprechend bearbeitet und hergerichtet.

Bei einem Lagerwechsel schleifte der Außenring des Lagers an der Kurbelwange, beim Anziehen des Lüfterrades passte das Schaftmaß nicht mehr zum Lagerabstand und die neuen Lager wurden verspannt.


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Dazu wurde die Kurbelwange um 0,02 mm hinterschliffen um einen ausreichenden Abstand sicher zu stellen.

So etwas kann man selbstverständlich nicht an einem Schleifbock mit 400 mm Schleifscheiben durchführen,eine Dremel oder Proxxon in einer Vorrichtung leisten dazu gute Dienste.

Bei dieser Kurbelwelle brauchte nur der äußere Rand bis auf 6 mm ausgeschliffen werden,da ein Hybridlager mit dünnem Außenring eingesetzt werden sollte.


Bei Vollkeramiklagern muß schon ein wenig mehr bearbeitet werden!

Bedingt durch den dickeren Außening beim Vollkeramiklager musste mehr Material abgeschliffen werden

Zum guten Schluß sieht es dann so aus!

Sauber mit der Dremel od.Proxxon geschliffen und ein Anlagebund für das hintere Lager ist fertig.

Dann passt es, und jedes andere Lager kann ebenfalls verwendet werden.

Nun schleift der Außenring nicht mehr an der Kurbelwange!

Fertig für den Zusammenbau.

Aber Halt! 

Das Kolbengewicht kann sehr unterschiedlich sein und stellt keinen Anhaltswert dar!

So einfach geht es für den Zusammenbau natürlich nicht, dass ganze sollte man vor und nach der Bearbeitung schon mit einer Feinwaage gegeneinander Auswiegen,damit es anschließend auch gut rund läuft!

Ebenso die Kurbelwelle!


Wie bei allen Motoren mit Kolben ohne zusätzliche Schmiernut,wird diese eingedreht,wozu die Drehmaschine einen absoluten Rundlauf haben sollte!

Ein Vierbackenfutter ist für solche Arbeiten unabdingbar,da die Spannkraft auf den Kolben ausreichend,aber sehr gefühlvoll sein sollte!

Nun ist sie fertig die Schmiernut !

Ganz so einfach wie es den Anschein hat ist es leider nicht! Den Drehstahl falsch justiert, der Vorschub ein wenig zu  groß und der Kolben verlässt unfreiwillig das Drehfutter! (Müll


Es sollte die Nut nur eine gewisse Tiefe aufweisen, damit das eingelagerte Öl auch effektiv wirken kann, eine zu tief eingedrehte Nut dagegen ist nutzlos, wie auch schädigend, da das eingelagerte Öl keinen Kontakt zu Zylinderwand aufbauen kann!                                


Poliert sieht er nun wieder wie neu aus!



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Und dann helfen wir gelegendlich auch mal den schmalen Geldbeutel zu schonen,wenn 30% Nitro     des guten zuviel waren und mehr Sachden als Nutzen einbrachten.                                                                                                                                                                  

Um den Kolbenring zu retten,wurde der Kolbenboden im Bereich des Kolbenrings vorsichtig abgedreht.

Bei diesem Kolben wurde durch ein nicht angepasstes Verdichtungsverhältnis die Kolbenkante auf den Kolbering gedrückt und eingeklemmt. 

Schön zu sehen  die Verformung des Kolbenboden ,nachdem dieser leicht plan abgedreht wurde!

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Gewindereparatur:

All zu oft reißen nach mehrmaligem Zerlegen des Motors die Gewinde aus dem Gehäuse.

Die Neuanschaffung eines neuen Gehäuses kostet im allgemeinen 80-100,-€, eine Reparatur socher Gewinde mit Gewindecoils aus Edelstahl gerade mal 35,- €

Die Anschaffung  der notwendigen Werkzeuge und weiteres Equipment steht für den einzelnen oftmals ebenfalls nicht zur Disposition, da sie ebenfalls mit rd. 45,- € ohne Gewindecoils zu Buches schlagen

Wir reparieren fachgerecht und kostengünstig ausgerissene Gewinde!

Unten rechts ein repariertes Gewinde,bei allen anderen Bohrungen sind die Gewinde ausgerissen und müssen noch repariert werden.


Ein spezieller Bohrer zum vorbohren, eine sauber rund laufende Bohrmaschine sind Grundvoraussetzung einer solchen Reparatur 



Mit Gewindecoils aus Edelstahl halten die Gewinde weitaus mehr als ein Original Gewinde.


Außer einem speziellen Gewindebohrer,wird ein Einbauwerkzeug benötigt





Mit freundlichen Grüßen

H.Leuschner







Natürlich freuen wir uns auch über eine e-Mail von Ihnen, die Sie an diese Adresse senden können: HL.Flugmodelltechnik@t-online.de

 

Bis bald

H. Leuschner

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