Kühlrippen am Krümmer

[starke136]

Hallo Leute,

ein gut gekühlter Motor arbeitet ja am wirtschaftlichsten , so liest man in diversen Quellen.

Mir ging der Gedanke der Abgaskühlung die letzten Tage durch den Kopf.
Je kühler die Abgase bzw der Abgasweg, desto schneller strömen diese aus dem Zylinder/der Auspussanlage aus, folglich wäre eine schneller und besser Füllung des Zylinders beim Ansaugtakt ja theoretisch möglich.

Meine Idee um eine Kühlung der Abgase zu Fördern: Kühlrippen am Krümmer!
Dazu gibt es Beispiele wie an den alten Schüttoff oder ähnlichen Fabrikaten aus dieser Zeit.
Realisieren liese es sich wahrscheinlich relativ simpel, alter Krümmer und passende Metallrippen angeschweißt.

Ich stütze mich bei meinen Ideen auf das Wissen aus dem Buch: "Das Zweirad"

Was denkt ihr dazu? Sinnvoll?

Grüße,
Karsten

[Asgard]

Ich denke die Kühlrippen an den alten Krümmermuttern oder was meinst du, hatten nur die Aufgabe die Oberfläche des Zylinders zu erhöhen also diesen noch besser kühlen. Und ich glaube nur, dass kühle Ansauglauft, da höherer Sauerstoff Anteil, sinnvoll ist. Und so schnell wie es die hinten rausdrückt bekommt die bestimmt nicht gekühlt.

[hiha]

Hei auch,
ich weiß was Du meinst, würde das aber nicht probieren. Wenns was bringt, ists Zufall. Bei Rennzweitaktern wurde gelegentlich der Vorderteil des Resonanzauspuffs sogar isolierend umwickelt. Je nach Motorenauslegung hat das beim betreffenden Moped (oder auch nur einer bestimmten Rennstrecke) was gebracht.
Beim Zweitakter ist ja auch nicht das Ausströmen der Abgase das Problem, sondern die Druckwellen, die im Abgassystem hin und her laufen, und die Spülung unterstützen.
Nicht dass ich es kennen würde, aber lies mal modernere Bücher. Ich glaub, "das Zweirad" ist schon etwas veraltet...

Gruß
Hans

[Globetrotter]

Karsten,da denke ich auch drüber nach.
Du bist auf dem richtigen Weg.
Bei mir (BK) ist allerdings nicht gerade viel Platz,und der Kruemmer kommt auch nur unten raus statt vorne.

asagrd,nicht nur die angesaugte Luft sollte so kalt wie moeglich sein wegen der Dichte/Sauersatoffgehalt,
auch die Abgastemp ist so kalt wie moeglich zu halten,im Interesse der Motorgesamttemperatur/
Zylinder/Brennraumtemperatur (Ulf Penner,Wege zum Hochleistungsviertaktmotor).
Du verwechselst auch die Rippen der Kruemmermuttern wie bei BMW mit den direckt in den Kruemmerrohrradien befindlichen Kuehlrippen einer Schuettoff. Schon der DB 605 in der Messerschmitt BF109 hatte damals zB schon natriumgekuehlte Auslassventile (innen),
um eben die Abgastemperatur und somit die Temperatur der Auslassventile und somit die Brennraumtemperatur niedrig zu halten.

Hiha,die,,Druckwellen` sind auch als Rueckstau oder Gaswechselsaeule bekannt.
Und das ist sowohl beim 2T als auch beim 4T so.
Physikalische Grundprinzipien stehen auch in alten Buechern,da sie sich nicht aendern.

Die Kruemmer einer Schuettoff sind auf jeden Fall eine absolute Augenweide.
Und,ob wir im NiedrigPSbereich von der zusaetzlichen Kuehlleistung ueberhaupt etwas spueren,
wage ich stark zu bezweifeln.

[hiha]

asagrd,nicht nur die angesaugte Luft sollte so kalt wie moeglich sein wegen der Dichte/Sauersatoffgehalt,
auch die Abgastemp ist so kalt wie moeglich zu halten,im Interesse der Motorgesamttemperatur/
Zylinder/Brennraumtemperatur (Ulf Penner,Wege zum Hochleistungsviertaktmotor).

Stimmt so nicht. Die Abgastemperatur soll NICHT so niedrig wie möglich sein, besonders beim Zweitakter. Und: Zylindertemperatur ist nicht gleich Abgastemperatur, ist nicht gleich Brennraumtemperatur! Bei den Zweitaktrennern geht man mit der Bedüsung nach Abgastemperatur. Kritisch für den Kolben bei Luftgekühlten wirds, wenn das Abgas gleich hinterm Zylinder bei Vollast mehr wie 600° hat, auch wenn bei 750° mehr leistung rauskäme. Da wirds dem Kolben aber zu warm.

Schon der DB 605 in der Messerschmitt BF109 hatte damals zB schon natriumgekuehlte Auslassventile (innen),
um eben die Abgastemperatur und somit die Temperatur der Auslassventile und somit die Brennraumtemperatur niedrig zu halten.

Bereits 1927 hatte die Spirit of St.Louis Natrium gefüllte Ventile, aber nicht um die Brennraumtemperatur, sondern die VENTILtemperatur so niedrig wie möglich zu halten, denn es gab noch keine hochwarmfesten Stähle. Denk an die Versuche in den 80er Jahren, wo man versucht hat, mit Keramikbeschichtungen den "thermisch isolierten Brennraum" zu erschaffen, aus dem möglichst keine Wärme verloren geht. Der Aufwand hat sich nicht rentiert.
Im 2.WK hatten dann praktisch alle Flugmotoren Natriumgefüllte. Heute füllt man u.A. Einlassventile von aufgeladenen PKW-Dieseln um die Ladung zu erhöhen. (z.B. Volvo)

Hiha,die,,Druckwellen` sind auch als Rueckstau oder Gaswechselsaeule bekannt.
Und das ist sowohl beim 2T als auch beim 4T so.
Physikalische Grundprinzipien stehen auch in alten Buechern,da sie sich nicht aendern.

Druckwellen sind NICHT als Rückstau bekannt, wenn doch, dann ist das falsch. Bei offenen Megafon des Viertaktrenners sieht man das besonders gut, denn der hat alles, ausser Rückstau, aber schnellere Entleerung durch die Unterdruckwelle des Megafons, und leichte Rückladung durch Druckwellen des Gegenkonus.

Wie alt ist denn das oben genannte Buch? Ich habs im Gugel nicht gefunden. Speziell bei Zweitaktern kann man Bücher, die vor den siebziger Jahren verfasst wurden, größtenteils als völlig überholt abhaken. Aber auch bei Viertaktern hat sich in den letzten 40 jahren ein bisserl was getan. Die Physik hat sich natürlich nicht geändert, aber man hat sie damals noch nicht vollständig verstanden.

Gruß
Hans

[kutt]

Mal ganz außen vor ...

"periodisch arbeitende wärmekraftmaschinen" müssen eine möglichst hohe Entropie besitzen. D.h.: der Temperaturunterschied zur Umgebung sollte möglichst hoch sein. Sonst funktioniert der Kreisprozess nicht. Rein Theoretisch wäre also die Leistung am höchsten, wenn der Motor und das Abgaß so heiß wie möglich ist.

Jedenfalls hab ich das mal in Physik so gelernt.

Eigentlich merkt das ja jeder selbst: Ein kalter Motor läuft beschissen und uneffizient, den muß man erst mal mit Choke o.ä. warmfahren (außer man hat einen kleinen Computer drann, der unglaubliche Mengen von Benzin einspritzt)

[hiha]

Kutt, Du hast Recht. Auch was das "aussen vor" betrifft, denn die wollen ja das Abgas kühlen das schon aus dem Motor draussen ist.


Gruß
Hans

[driver_2]

Aus der Abgastemperatur und der Länge des Auspuffs ergibt sich die Resonanzdrehzahl. Änderst du auch nur eine dieser Parameter, so ändert sich auch die Resonanzdrehzahl. So lässt z.B. eine niedrigere Abgastemperatur deinen Auspuff "scheinbar" länger werden ( Resonanzdrehzahl sinkt). Um daraus auch mehr Drehmoment in niedrigeren Drehzahlen zu generieren musst du auch dafür sorgen, dass mehr Benzin Luft Gemisch in dieser Drehzahl zur Verfügung steht.
Da aber MZ ein Hersteller für Grosserien Hersteller für Günstige Motorräder war, kannst du eigentlich davon ausgehen, dass das System schon auf Wirtschaftlichkeit getrimmt wurde.

[Ysengrin]

Mal kurz mein völlig laienhafter Kommentar dazu:

Hatten nicht viele Motorräder früher (ich kenne es vor allem von BMW) Krümmermuttern mit möglichst großer Kühlfläche? Also Sternmuttern? Das gab/gibt es meines Wissens auch zum nachträglichen Aufschrauben. Ziel war wohl eine möglichst gute Kühlung des Auslasses, weil der am Motor thermisch am höchsten belastet ist und damit für den größten Verzug im Motor sorgt. Das müsste doch eigentlich auch an einer MZ machbar sein. Ob es was bringt, steht auf einem anderen Blatt.

[hiha]

Diese Sternmuttern kamen erst später an den BMWs, vorher warens glatte Muttern, die auf Höhe der Flanschdichtung Bohrungen hatten, um es sauber durchpfeifen lassen zu können wenns undicht ist.
Falls die Sternmuttern, die ja nicht aus Alu waren, wirklich Kühlung gebracht haben sollten, dann dem Zylinderkopf rund um den Auslasskanal, der thermisch am höchsten belastet ist.
Was der Ddriver_2 schreibt bringt es auf den Punkt: Kühlere Abgase haben eine scheinbar größere Lauflänge. Andersrum gilt es für umwickelte Auspuffbirnen, die die Resonanzlänge scheinbar verkürzen.

Gruß
Hans

[Ex-User Der alte Fritz]

[quote="starke136"]

Mir ging der Gedanke der Abgaskühlung die letzten Tage durch den Kopf.
Je kühler die Abgase bzw der Abgasweg, desto schneller strömen diese aus dem Zylinder/der Auspussanlage aus, folglich wäre eine schneller und besser Füllung des Zylinders beim Ansaugtakt ja theoretisch möglich.
/quote]

Hallo Karsten,

umgekehrt wird ein Schuh daraus: Die Schallgeschwindigeit in Luft s t e i g t mit der Temperatur! Als Beispiel beträgt sie bei normaler Umgebungstemperatur ca. 330 m/sec, dagegen im Auspuff eines warmgefahrenen Motorrades um die 550 m/sec.
Ändert man die Abgastemperatur (soweit man das überhaupt nennenswert schafft), verschiebt sich entsprechend der Resonanzpunkt, was tendenziell gut oder im Gegenteil schlecht sein kann, abhängig vom Ausgangswert. Egal, einen wirklich spürbaren Effekt wird man bei unseren zahmen Motoren ohnehin nicht erzielen können. Die bekannten Mumienwickel um die Auspuffkrümmer sollen die Abgashitze konservieren, damit sich der Qualm möglichst schnell aus dem Staube macht und so sagenhafte Leistungszuwächse erbringt (hofft der Besitzer, leider meist vergeblich).

Die Sternmuttern bei BMW (sind aus Alu, zuvor die Rundmuttern aus Stahl) sollen kühlen, nicht wegen des Abgasflusses, sondern um thermische Überlastung der Bauteile zu vermeiden, besonders der Auslaßventile. Bei meiner etwas flottgemachten BMW habe ich zusätzlich in die Trickkiste gegriffen und die Kontaktfläche der Auspuffkrümmer zum Zylinderkopf verkleinert. Diese stecken gut 5 cm tief in den Köpfen und heizen sie so zusätzlich auf. Darum habe ich die Bohrungen größer gefräst bis auf zwei schmale Ringe vorn und hinten; dazwischen sind die Krümmer nun von Luft umgeben, welche "isoliert".

Grüße, Fritz.

[Globetrotter]

wie immer,10 Köche macht 20 Rezepte.

[robin]

Stimmt so nicht. Die Abgastemperatur soll NICHT so niedrig wie möglich sein, besonders beim Zweitakter. Und: Zylindertemperatur ist nicht gleich Abgastemperatur, ist nicht gleich Brennraumtemperatur! Bei den Zweitaktrennern geht man mit der Bedüsung nach Abgastemperatur. Kritisch für den Kolben bei Luftgekühlten wirds, wenn das Abgas gleich hinterm Zylinder bei Vollast mehr wie 600° hat, auch wenn bei 750° mehr leistung rauskäme. Da wirds dem Kolben aber zu warm.

Unter Wirtschaftlichkeit verstehe ich die Erhöhung des Wirkungsgrades.
Da du die Abgastemperatur als die Temperatur gleich hinter dem Zylinder bezeichnest (so bezeichne ich sie auch), sollte sie meiner Meinung nach grundsätzlich schon so kalt wie möglich sein. Die Abkühlung soll aber im Sinne der Wirtschaftlichkeit aus der EXPANSION des Gases kommen und nicht aus der Kühlung sämtlicher Komponenten. Letzteres ist, wie du ja auch schreibst, nur zum Bauteilschutz erforderlich und eigentlich nicht förderlich für den wirtschaftlichen Betrieb. Kühlt man den Motor mit Umgebungsluft herunter, gibt man ja nur sinnlos Energie an die Umgebung ab, die nicht mehr für den Kurbeltrieb zur Verfügung steht.
Der kalte Motor läuft unwirtschaftlich, weil die Wärmeenergie während der (nicht unendlich schnellen) Verbrennung die deutlich kältere Zylinderwand aufheizt und somit auch deutlich weniger Energie aus der Expansion entnommen werden kann.
Dass beim 2-Takter heißes Abgas teilweise nochmal arbeiten kann nachdem es den Zylinder schon einmal verlassen hat muss man natürlich nochmal extra betrachten.
Hier zählt also der Restenergiegehalt der Abgasfahne, die am Ende austritt. Bei einem theoretisch perfekt wärmeisolierten Auspuff am 2-Takter sollten also die Temperatur und der Restdruck des am Endstück ausströmenden Gases so gering wie möglich sein. Erreiche ich das durch große Kühlrippen oder kühlendes Benzin, dass ich nie verbrennen werde ist das nur Bauteilschutz und hat mit Wirtschaftlichkeit nichts zu tun.

[rockebilly]

wie immer,10 Köche macht 20 Rezepte.

Ne nicht wirklich... Es gibt nur ein Rezept .. Das was der hiha und der alte Fritz geschrieben haben .
habe

Der Rest ist Käse.

Upsa... Und der Robin

[hiha]

Bei großen Schiffsmotoren wird seit Neuerem mit der restlichen Abgaswärme Dampf erzeugt, der eine Turbine antreibt. Damit wiederum erzeugt man Strom, der entweder als Zusatzversorgung fürs Bordnetz (z.B. Kühlcontainer...) genutzt, oder mittels Direkt-Elektroantrieb auf die Propellerwelle gegeben wird. Da spart man sich schnell ein oder andere Megawatt, bzw. die entsprechende Menge Schweröl. Bei Schiffen und ihren Antriebsleistungen rentiert sich der technische Aufwand, im Moped wohl eher nicht.

Gruß
Hans

[Ysengrin]

Man könnte den Auspuff hinten ein bisschen plattdengeln und dort ne Dose Ravioli oder Tasse Kaffee draufstellen und warmhalten. Das wäre das gleiche Prinzip.

[hiha]

Kuhl, innovativer Ansatz! Für weiterentwickelte Versionen sehe ich einen Abgas-Rohrschlangen-Wärmetauscher fürs Würschtlwasser kommen.
Am Tauerntreffen war mal wer mit einem 1300er Sechzylinder-Gespann, der hatte sowas im Kühlwasserkreislauf.
Gruß
Hans

[Ex-User Der alte Fritz]

Uuuund:

Western-Steaks um den Zylinder binden; gibt das schöne Grillmuster ...

[daniman]

Oder Glühwein zubereiten :

Augustusburg 2010 029.jpg

Kleiner Nachtrag: Der mit der 6-Zylinder auf dem Tauerntreffen war bestimmt der Büchsenschütz mit seiner Kawa. Da geht das Kühlwasser sogar durch den Lenker, als Griffheizung.

[hiha]

Jo, Büchsenschütz könnte passen..

Gruß
Hans