Volumen Brennraum Trochoïde

rekord's picture
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Wer kann mir mitteilen, wie groß das Volumen des Brennraums eines Trochoïds ist und warum es so ist? Wie wurde es gemessen? Ist es 497,5 cm3 oder weniger?

 

Mit anderen Worten: Wer hat einen losen Trochoïden und will den Inhalt des Brennraums mit Hilfe von z.B. Wasser messen?

 

Pieter Jakobs's picture

Hallo Alexander, Laut NSU ist das "Kammervolumen je Rotationskolben 497,5 cm3"

Viele Grüße, Pieter

By the way...
Mir sagte mal vor ca. 40 jahren jemand, daß der Wankel eigentlich ein drei Takter ist...
Aha!
Warum denn, weil da alles so schön ineinander übergeht?

MERKE: Überholen ohne einzuholen ist die Devise,
ein Kreis ist eben ein rundes Quadrat!!!

rekord's picture

Hallo Pieter,

Vielen Dank für deine Antwort, aber das war nicht wirklich meine Frage. Ich würde gerne wissen, wie groß das Volumen des Hohlraums im Trochoide ist.

 

VKmax ist also 497,5 cm3. Laut NSU ist die Kompresionsverhältnis 1:9. Also VKmin (sehe unterstehendes Bild; ohne Schusskanal?) ist 55,28 cm3?

 

So weit ich weiss hat das Schusskanal ein Volumen von etwas 0,1 cm3. Zwischen Zündkerze und Manzel gibt es auch etwas Spiel, zB 0,5mm. Das Volumen ist dort denn 0,11cm3.

 

Wer kann dazu etwas Vernünftiges sagen?

 

MfG

ab

Bernd.H's picture

Für alle zum Verständnis:

Alexander optimiert derzeit die Software für seinen Kompressionstester. Diese Software kann viele Dinge mit einberechnen und auch korrigieren.

Dafür benötigt er aber die Kenntnis des maximalen Kammervolumens VKmax (was ja bekanntlich bei 497,5cm³ liegt) sowie auch die Kenntnis über die Höhe des Wertes für VKmin, das Volumen auf das VKmax beim Kompressionsvorgang  zusammen gedrückt wird.

 

Bislang errechnet Alexander den Wert von VKmin aus VKmax und der Angabe der Höhe der nominellen Kompression. Das ist nicht unbedingt genau, zumal man für den Wert der Kompression leicht abweichende Angaben in der Literatur finden kann.

Er möchte also gerne wissen wie groß das Volumen nach dem Kompressionsvorgang tatsächlich ist.

 

Im Idealfall wäre auch noch interessant ob das Volumen des Schusskanals und des flachen Freiraums vor der eingeschraubten Kerze darin enthalten sind.

 

vielen Dank und Grüße

 

Bernd

Pieter Jakobs's picture

Die Kompression ist definiert als (Hubraum+Brennrau)/Brennraum.

Bei einer Kompression von 9 und einem "Hubraum" von 497.5 beträgt die Brennraumgröße 62,18 cm3

 

Gruß, Pieter

BW1980's picture

Hallo, ich bin der Meinung das dies 100% exakt nur doch Auslitern geht.Ausrechnen ist zu ungenau. Wir haben das früher beim bearbeiten von Brennräumen bei TT und TTS gemacht. Leider hab ich die Gerätschaften nicht mehr.

Hier ein Video beim Hubkolbenmotor...

https://www.youtube.com/watch?v=Kw27dEnzAh4

 

Gruss Holger

rekord's picture

Hallo Pieter,

Ist das richtig? Ist es nicht das Verhältnis des größtmöglichen Volumens über dem Kolben (Hubraum) zum kleinsten möglichen Volumen über dem Kolben (Brennraum)? Oder ist Hubraum gleich dem Hubvolumen eines Kolbens?

MfG

ab

Bernd.H's picture

Per Definition ist der Hubraum der Raum, der bei der Bewegung des Läufers/Kolbens verdrängt wird.

Oberhalb des Kolbens beim Hubkolbenmotor verbleibt nach der Kompression der so genannte "Verbrennungsraum".

Nach dem Ansaugen befindet sich beim Hubkolbenmotor über dem Kolben also das Volumen des eigentlichen Hubraums plus der Verbrennungsraum.

Dieses Gesamtvolumina wird dann beim Hubkolbenmotor so verdichtet, das nur noch das Volumen des Verbrennungsraums übrig bleibt.

 

Das habe ich mir aus Wikipedia so heraus gelesen.

 

Beim Wankel befindet sich am Ende des Ansaugtaktes nur das reine Kammervolumen VKmax über dem Kolben/Läufer. Dieses Kammervolumen VKmax wird dann auf 1/9tel zusammen gedrückt und ergibt dann das Verbrennungsraumvolumen.

VKmax durch 9 = 497,5 /9 = Verbrennungsraumvolumen = 55,28 cm³

 

 

Grüße

 

Bernd

rekord's picture

Dann das nächste. Das erste Bild hat nicht die Höhle des Trochoids. Das untenstehende Bild zeigt ein delta V.

 

Für die Menschen, die dann mitdenken wollen: Wie ist die Situation? Ist VKmax von 497,5 cm3 inklusive delta V oder ist es ohne? ?

 

So wie ich es sehe, ist der Hohlraum im Trochoide Teil der Brennkammer. So beinhaltet VKmax (497,5 cm3) den Hohlraum des Trochoids. Wenn dann VKmin mit dem Kompressionsfaktor (9) berechnet wird (meiner Meinung nach 55,3 cm3), schließt dies auch den Hohlraum des Trochoids ein. Von diesen 55,3 cm3 wird das Volumen der Trocoidhöhle abgezogen, das Volumen zwischen Trochoide und Mantel erhalten.

 

Niemand hat eine lose und gebrauchte Trochoide in der Fensterbank, Keller oder Dachgeschoss und will das Volumen bestimmen?

MfG

ab

Sascha Scheben's picture

Hallo Alexander!

Ich kann Dir gerne eine Trochoide mit Kolben und Exzenterwelle zur Verfügung stellen und Du probierst es aus.

 

Jedoch fürchte ich, so einfach wie Du Dir das "Auslitern" vorstellst, wird es nicht sein!

Mit einer, wie Du schreibst, "losen Trochoide", wird das nicht gehen, dieses Konstrukt ist, meines Ermessens nach, nicht abzudichten!

 

Wie sollte man bei losen Bauteilen einen wasserdichten Raum erstellen können? Der Kolben müsste voll mit allen Dichtungen bestückt, exakt (auf der Exzenterwelle) positioniert und die gesamte Trochoide dicht mit einer Plexiglasscheibe verschlossen sein. Dann folgt das Problem, daß die Dichtleisten ohne den Anpressdruck der Rotation nicht ausreichend abdichten werden, es sickert Wasser hindurch. . .

Sascha Scheben, Euskirchen

No Rotor, no Motor!

Bernd.H's picture

Sascha Scheben wrote:

Wie sollte man bei losen Bauteilen einen wasserdichten Raum erstellen können?
 

 

Ich glaube das ist kein so großes Problem. Die nötigen "Dichtungen" könnte man z.B. aus Fett oder Dichtmasse für die Dauer der Messung einbringen. Messaufbau auf einer sauberen Platte. Das ist alles nicht so problematisch weil ja alles drucklos ermittelt wird.

 

Grüße

 

Bernd

Bernd.H's picture

Es ist erstaunlich was man alles bedenken muss bzw. was man alles übersehen kann, wenn man die Brennraumgeometrie etwas genauer bestimmen möchte.

Einen Kolben habe ich zur Verfügung. An das Volumen der Vertiefung im Kolben hatte ich bislang noch nicht gedacht.

 

Nachtrag:

Ich habe die Einbuchtung innerhalb meines Kolbens provisorisch mit durchsichtigen Paketband verschlossen und dann ausgelitert.

Wie auf dem Bild zu sehen habe ich mit Waage und großer Einwegspritze das ganze mehrfach geflutet und bin durch mehrfaches Wiederholen auf ein Volumen von ca. 30,5mL gekommen.

Das ging mit der Skalierung der Spritze besser als mit der Waage, die bei einem Gesamtgewicht von ca. 4,4kg etwas überfordert war.

Die Skalierung der Spritze habe ich zusätzlich durch Gewichtsmessungen auf einer Feinwaage überprüft. Sie passte.

 

Mein einfacher Messaufbau ergab also ca. 30,5mL Volumen der Tasche im Kolben.

 

 

 

Grüße

 

Bernd

Holger's picture

Hallo,

ich verstehe nicht, warum das Volumen der Tasche im Kolben relevant ist. Das "Vergessen" dieses Volumens spielt doch m.E. nur eine Rolle, wenn das Kammervolumen durch geometrische Berechnung von Trochoide und Kolben "theoretisch" erfolgt (und dabei die Tasche fehlerhaft unberücksichtigt bleibt). Bei einer praktischen Bestimmung (Auslitern) oder einer spezifizierten Angabe ("Kammervolumen", "Kompression"), wird die Tasche im Kolben natürlich mit einbezogen, sonst wäre die Angabe ja grob irreführend. Oder denke ich falsch?

Grüße

Holger

Bernd.H's picture

Hallo Holger, beim Auslitern des Volumens wenn sich der Läufer platziert in der Trochoide befindet, dann wird alles an Volumen berücksichtigt. Insofern ist deine Überlegung sicher schon richtig.

Ich glaube das Wissen darüber, wieviel von dem komprimierten Gesamtvolumen sich in der Tasche des Kolbens befindet, kann aber vielleicht auch wichtig oder zumindest interessant sein.

 

Grüße

 

Bernd

Heilbronner's picture

Hallo zusammen,

 

kann mich mal jemand aufklären um was es hier genau geht? 
das Volumen ist doch zur Bestimmung des Drucks völlig uninteressant. 
Der Drucksensor Bzw. Messgerät wird doch auf Umgebungsdruck kalibriert. Dieser herrscht ja auch im Brennraum. 
Und der Umgebungsdruck ist auch der Referenzpunkt. 
Der Sensor misst dann den Druckunterschied. 
Das Volumen ist doch dann völlig egal?!

 Man möge mich korrigieren, falls es falsch ist. 
 

 

 

Grüße

Tilmann Karl

69-padmagrün

 

Guido's picture

Zur Kompressionsmessung ist es sicher völlig egal. Man kann ja hoffentlich alle Wankelmotoren damit messen ????  Und die sind alle verschieden, was das Brennraumvolumen betrifft.  !

 

Es muß nicht alles original sein !

Bernd.H's picture

Ich glaube es herrscht Unverständnis darüber warum Alexander das alles möglichst exakt machen möchte, wo doch anscheinend der Drucksensor sowieso schon selber den Druck genau ermittelt, egal welche Volumina da vorhanden sind. Diese Überlegungen sind nachvollziehbar.

 

Ganz so simpel ist es bei der Konstruktion aber leider nicht. zumindest dann nicht wenn man es wirklich richtig machen möchte.

Es gibt in der Software unterschiedliche Möglichkeiten die Druckanzeige zu kalibirieren. Damit kann man die Anzeigegenauigkeit verbessern bzw. definiert überhaupt erst mal Korrekturfaktoren etc.. Zusätzlich bietet die Software zusätzlich die (nach meinem Empfinden) geniale Möglichkeit die nach der Messung immer per Tabelle notwendige Druckwertkorrektur, (je nach erreichter Anlasserdrehzahl), automatisch zu berechnen. Einige kennen diese Korrektur vielleicht von den entsprechenden Mazda Tabellen.

Diese Korrektur ist nötig weil ein und derselbe Motor bei gleicher Motortemperatur bei ziemlich leerer Batterie ganz andere Druckwerte zur Anzeige bringt als bei ganz voller Batterie. Der Unterschied ist erheblich und nicht zu vernachlässigen wenn man wirklich korrekte Ergebnisse erhalten möchte.

Daher hier gleich mal die Frage:

Wie hoch ist die "genormte" also von NSU als Wert definierte Drehzahl die erreicht werden sollte während einer Kompressionsmessung?

Die Höhe dieses Wertes ist für das Meßergebnis viel wichtiger als man vielleicht annehmen sollte. Ich gehe von einem Wert von ca. 300U/min aus. Kennt da jemand einen anderen Wert?

 

Damit am Ende alles möglichst mit exakterer Genauigkeit als mit anderen Kompressionsmessern angezeigt werden kann sind unter anderen genaue Kenntnis aller wirksamen Volumina der Brennraumgeometrie erforderlich. Keine Sorge, Alexander weiß genau was er da macht.

 

Grüße

 

Bernd

rekord's picture

Nicht allzu viel Ehre, Bernd. Ich tue mein Bestes und denke über die Sache nach und möchte, dass andere mit mir mitdenken. Du hast mir dabei schon sehr geholfen. Es ist fantastisch, dass auch Sie den Zähler testen und gemeinsam haben wir alle notwendigen Dinge verbessert. Und natürlich ist das auch schön zu berichten, wir denken darüber nach, wie wir dieses Gerät in Kleinserie bauen können, zu einem vernünftigen Preis, verständlich im Betrieb für jeden, ohne dass alle Arten von Peripheriegeräten benötigt werden. Für diejenigen, die einen solchen Test haben wollen. Gibt es ein Interesse daran?

 

Ich finde es bemerkenswert, dass die erste Messung nach dem Einschalten des Sensors einen höheren Druck ergibt als alle Messungen (bei entsprechenden Drehzahl und Druck), bei denen der Sensor nicht demontiert wird. Dies kann mit dem atmosphärischen Druck in den Räumen zu Beginn zu tun haben. Wenn jemand anderes eine Idee hat, wie das gemacht werden kann, würde ich gerne davon hören.

 

Darüber hinaus ist es bemerkenswert, dass die Trochoïde, an die die Vakuumpumpe angeschlossen ist, die erste Trochoïde, in einer kalten Situation einen deutlich niedrigeren Kompressionsdruck aufweist als die andere Trochoïde, die zweite Trochoïde. Dieser Unterschied scheint kleiner zu werden, wenn der Motor warm ist. Das habe ich noch nicht gemessen, Bernd schon. Die erste Trochoïdeerhöht den Wert und die zweite Trochoïdeverringert sich.

 

Wir haben auch beide entdeckt, dass die Drehzahl einen wesentlichen Unterschied bei den gemessenen Verdichtungsdrücken macht. Je niedriger die Drehzahl, desto geringer ist der gemessene Druck.

 

Im Moment habe ich einen Mazdatester zur Reparatur geliehen. Eines dieser Dinge, das eine Kurve auf Thermopapier schreibt. Das Gerät ist meiner Meinung nach weniger zuverlässig als z.B. das Motometer oder Ralf's Gerät. Ralf's Gerät ist an sich schon ziemlich gut, aber leider keine Drehzahl und ich weiß nicht, ob es eine Kompensation für den durch den Sensor verursachten Totraum gibt. Und man braucht ein PC.

 

Der Mazdameter mit Thermopapier hat den Nachteil, dass er einen erheblichen Totraum hat, allein der Verbindungsschlauch hat einen Totraum von über 2,8 cm3. Das klingt nicht nach viel, ist es aber. Ganz zu schweigen von der Einheit, die den Schreibarm bedient.

 

Für alle Klarheit. Der Totraum ist das zusätzliche Volumen, das durch den Drucksensor mit dem Zündraum einhergeht und somit das Verdichtungsverhältnis negativ beeinflusst. Vkmax bleibt gleich, VKmin steigt, was zu einem niedrigeren Verdichtungsverhältnis und damit zu einem niedrigeren Verdichtungsdruck führt. Dies muss bei der Messung kompensiert werden.

 

MfG

ab