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Kurze Frage: Warum gibt es keine 7 Zylinder Motoren?
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96 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb
Ein größerer Einzelhubraum ist günstiger für den Drehmomentverlauf. Vergleich mal einen 2.2 R6 mit einem 2.2 R4, da ist der R4 ein Durchzugswunder dagegen.Zitat:
Original geschrieben von Dreadnaught2010
warum eigentlich drei statt zwei mit mehr hubraum pro zylinder (V2 oder Boxer z.B.) ? Hat das technische hintergründe ?
Na ja, die starken Faktoren sind doch eher Steuerzeiten, Ventil- und Ansaugquerschnitten und wirksamen Ansauglängen + Volumen etc. Da dürfte die Kausalität eher anders herum liegen, nämlich dass große Einzelhubräume nicht für hohe Drehzahlen taugen, deswegen die maßgeblichen Faktoren auf Durchzug in niedrigeren Regionen konfiguriert sind.
Gruß
Martin
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Na ja, die starken Faktoren sind doch eher Steuerzeiten, Ventil- und Ansaugquerschnitten und wirksamen Ansauglängen + Volumen etc. Da dürfte die Kausalität eher anders herum liegen, nämlich dass große Einzelhubräume nicht für hohe Drehzahlen taugen, deswegen die maßgeblichen Faktoren auf Durchzug in niedrigeren Regionen konfiguriert sind.
Gut, dass es nicht nur auf den Hubraum ankommt, sondern vielmehr auf den Hub. Ansonsten wäre ein Hochdrehzahlmotor mit gleichzeitig massig Hubraum (6.2 - Liter - AMG - V8 - Sauger, Nenndrehzahl bis 7400 U/min.) nicht machbar. Und die Tendenz, dass größere Einzelhubräume untenrum kräftiger sind, scheint tatsächlich recht unabhängig von sonstigen Faktoren zu sein, wie man in praktisch jedem Motorradheft liest. Irgendwo wurde das auch mal physikalisch erklärt, finde den Link aber nicht mehr.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
... nämlich dass große Einzelhubräume nicht für hohe Drehzahlen taugen, deswegen die maßgeblichen Faktoren auf Durchzug in niedrigeren Regionen konfiguriert sind.Gruß
Martin
Den akt. 991 gibt´s, als 6-Zylinder Boxer, mit 3.436 oder 3.800 cm³,
das sind immerhin 573 oder gar 633 cm³ Hubraum je Zylinder.
Ein 911er Porsche gilt ja nicht gerade als untauglich für hohe Drehzahlen.
Der GT3 bietet 475 PS bei 8.250 1/min und 440 Nm bei 6.250 1/min.
Gut, das sind nicht jetzt nicht die 20.000 1/min (oder mehr) eines (ehemaligen!) Formel1-Motors, aber doch immerhin nicht gerade Drehzahlen, die nur leicht über Leerlauf liegen. 😁
Zitat:
Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb
Gut, dass es nicht nur auf den Hubraum ankommt, sondern vielmehr auf den Hub. Ansonsten wäre ein Hochdrehzahlmotor mit gleichzeitig massig Hubraum (6.2 - Liter - AMG - V8 - Sauger, Nenndrehzahl bis 7400 U/min.) nicht machbar. Und die Tendenz, dass größere Einzelhubräume untenrum kräftiger sind, scheint tatsächlich recht unabhängig von sonstigen Faktoren zu sein, wie man in praktisch jedem Motorradheft liest. Irgendwo wurde das auch mal physikalisch erklärt, finde den Link aber nicht mehr.Zitat:
Original geschrieben von martins42
Na ja, die starken Faktoren sind doch eher Steuerzeiten, Ventil- und Ansaugquerschnitten und wirksamen Ansauglängen + Volumen etc. Da dürfte die Kausalität eher anders herum liegen, nämlich dass große Einzelhubräume nicht für hohe Drehzahlen taugen, deswegen die maßgeblichen Faktoren auf Durchzug in niedrigeren Regionen konfiguriert sind.
Grundsätzlich kann man natürlich auch mit großen Einzelhubräumen hohe Drehzahlen erreichen. Aber man ist dann zu aufwändigen Konstruktionen, hochfesten Materialien gezwungen, um die hohen Massenkräfte nicht in Spontanzerstörungen enden zu lassen. Aus demselben Grund wird der Konstrukteur auch in Richtung kurzhubige Auslegung tendieren, was aber weitere Kompromisse erzwingt.
Große Einzelhubräume sind nicht die technisch-natürliche Wahl für Hochdrehzahlmotoren. Wobei 7400 U/min eigentlich heutzutage nichts besonderes sind, aber andere Sache.
Und große Einzelhubräume verbessern auch im Motorrad nicht den Durchzug, sondern vermitteln nur durch die fühlbaren Druckspitzen/Drehschwingungen das Gefühl des "Punch". Objektiv gesehen haben Mehrzylinder bei gleichem Hubraum und Leistung gleiche oder bessere Durchzugswerte. Insbesondere in den großen Gängen wo große Einzelhubräume - aka wenig Zylinder - dann wegen den Rundlaufproblemen anfangen in die Kette zu "hacken".
Fahre z.Zt. selber Einzylinder mit 650 ccm, habe aber auch Vierzylinder mit 600 cccm und 12500 U/min Nenndrehzahl gehabt, von daher auch persönlich ganz gute Vergleichsmöglichkeiten.
Keine Ahnung was du meinst da gelesen zu haben. Vermutlich das unphysikalische Geschwärme von Chopper-Fahrer für "Potata"-Motor-Unrundlauf.
PS: Hier übrigens eine ganz gute Darstellung in diesem Themenkreis. http://www.tuning-fibel.de/kolumne/drehmoment-luege.php
Die physikalische Erklärung warum größere Einzelhubräume bessere Durchzugswerte als kleinere Einzelhubräume - bei gleichem Gesamthubraum - erzielen sollen, würde mich in der Tat mal interessieren. Einziger Faktor der da einen minimalen Vorteil bringt, ist die potentiell geringere Innenreibung, aber die spielt bei niedrigen Drehzahlen eh nur eine geringe Rolle. Es gibt da m.K. keine physikalische Grundursache. Das ist letztlich Auslegungssache, wobei eben die verschiedenen Motorkonzepte Grenzen für Extremauslegungen setzen. Einerseits beispielsweise erhöhe Massekräfte, andererseits Ansaugströmungs-Problematiken bei niedrigen Drehzahlen, wenn der Motor Ventilsteuerungstechnisch (Querschnitte, Öffnungszeiten) für extreme Spitzenleistung (hohen Füllungsgrad bei hohen Drehzahlen) ausgelegt wurde. Wieder mit allen möglichen technischen Kompensationsmöglichkeiten wie geänderte Steuerzeiten, Ventilabschaltungen, Ansauslängenveränderungen etc etc.
Gruß
Martin
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Zitat:
Original geschrieben von Dreadnaught2010
Gibts da nicht iwo ein Problem wegen Energieerhaltungsgesetz, wenn du die Akkus rein durch den Motor lädst, wirst du ja nicht weniger verbrauchen, als wenn du direkt auf Benzin fährst. (Oder?)Zitat:
Original geschrieben von logoft
Eines Tages könnte ein 1 2 oder 3 Zylinder ein Stromgenerator drehen der Strom liefert der dann Nabenmotoren dreht. Das Generator Auto könnte das ewige Warten auf den "billigen" Akku überbrücken.
Auch wenn der 3 Zylinder den Mercedes nicht direkt antreiben würde,so würde man ihn hören. Somit wäre das viel zu leise Elektroauto endlich hörbar. Statt 10 Liter Verbrauch könnte ein Drehzahl und Verbrauchsoptimiter Stromgenerator 2 oder 4 Liter verbrauchen.
Ganz so einfach ist es nicht, da man auch den Betriebszustand des Verbrennungsmotors berücksichtigen muss. Für gewisse Anwendungen kann das schon Sinn ergeben, ob im Auto, keine Ahnung...
Zitat:
Original geschrieben von NoirDesir
Ganz so einfach ist es nicht, da man auch den Betriebszustand des Verbrennungsmotors berücksichtigen muss. Für gewisse Anwendungen kann das schon Sinn ergeben, ob im Auto, keine Ahnung...
Ich denke mal bei Zügen ist eh eher der Grund für diese Variante, da der eMotor sofort die Kraft anliegen hat.
Zitat:
Original geschrieben von Taubitz
Den akt. 991 gibt´s, als 6-Zylinder Boxer, mit 3.436 oder 3.800 cm³,Zitat:
Original geschrieben von martins42
... nämlich dass große Einzelhubräume nicht für hohe Drehzahlen taugen, deswegen die maßgeblichen Faktoren auf Durchzug in niedrigeren Regionen konfiguriert sind.Gruß
Martin
das sind immerhin 573 oder gar 633 cm³ Hubraum je Zylinder.Ein 911er Porsche gilt ja nicht gerade als untauglich für hohe Drehzahlen.
Der GT3 bietet 475 PS bei 8.250 1/min und 440 Nm bei 6.250 1/min.
Gut, das sind nicht jetzt nicht die 20.000 1/min (oder mehr) eines (ehemaligen!) Formel1-Motors, aber doch immerhin nicht gerade Drehzahlen, die nur leicht über Leerlauf liegen. 😁
Porsche ist ein gutes Stichwort!
Da gab es mal den 944 S2 mit einem 3 l 4-Zylinder. Nennleistung 211 PS bei 5800 1/min und 280 Nm bei 4000 1/min. Abregeldrehzahl war wohl 6500 1/min.
280 Nm aus 3 l Hubraum war 1988 schon ganz ordentlich. Die obere Drehzahlgrenze liegt ja nun nicht allzu hoch, wobei der Motor eher als Kurzhuber durchgeht (bei 104 mm Bohrung und 88 mm Hub ist das eher relativ zu sehen). Als Langhuber hätte er die Drehzahlen wahrscheinlich gar nicht geschafft (Kolbengeschwindigkeit!).
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Porsche ist ein gutes Stichwort!Zitat:
Original geschrieben von Taubitz
Den akt. 991 gibt´s, als 6-Zylinder Boxer, mit 3.436 oder 3.800 cm³,
das sind immerhin 573 oder gar 633 cm³ Hubraum je Zylinder.Ein 911er Porsche gilt ja nicht gerade als untauglich für hohe Drehzahlen.
Der GT3 bietet 475 PS bei 8.250 1/min und 440 Nm bei 6.250 1/min.
Gut, das sind nicht jetzt nicht die 20.000 1/min (oder mehr) eines (ehemaligen!) Formel1-Motors, aber doch immerhin nicht gerade Drehzahlen, die nur leicht über Leerlauf liegen. 😁
Da gab es mal den 944 S2 mit einem 3 l 4-Zylinder. Nennleistung 211 PS bei 5800 1/min und 280 Nm bei 4000 1/min. Abregeldrehzahl war wohl 6500 1/min.
280 Nm aus 3 l Hubraum war 1988 schon ganz ordentlich. Die obere Drehzahlgrenze liegt ja nun nicht allzu hoch, wobei der Motor eher als Kurzhuber durchgeht (bei 104 mm Bohrung und 88 mm Hub ist das eher relativ zu sehen). Als Langhuber hätte er die Drehzahlen wahrscheinlich gar nicht geschafft (Kolbengeschwindigkeit!).
Na ja, 19 m/s bei Abriegeldrehzahl, bzw. 17 m/s bei Nenndrehzahl waren auch damals schon nicht übertrieben mutig, von daher passt das schon mit der Kurzhubigkeit.
Mein einzylindriges luftgekühltes 650 Kubik-Mopped hat 19m/s bei Nenndrehzahl - die durchaus zum normalen Arbeitsbereich gehört, das Ding ist ziemlich quirlig - und der rote Bereich fängt bei 21 m/s an.
Und der Motor ist für Motorradverhältnis bekannt langlebig.
Gruß
Martin
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Die physikalische Erklärung warum größere Einzelhubräume bessere Durchzugswerte als kleinere Einzelhubräume - bei gleichem Gesamthubraum - erzielen sollen, würde mich in der Tat mal interessieren.
Ich kann es leider nur bruchstückhaft wiedergeben, aber es wurde was in der Richtung "Entfernung Pleuelauge zu Mitte Kurbelwelle" in Verbindung mit dem Mitteldruck vorgerechnet mit dem Ergebnis, dass größere Einzelhubräume sinnvoller seien. Das Thema hat sich im Zeitalter der Turbomotoren aber eh erledigt, weshalb man kaum mehr was davon lesen können wird.
Rein physikalisch hats denk ich mit der Kolbenfläche zu tun. Die Kraft am Kolben (und damit aufs Pleul) berechnet sich ja aus Druck (der gespannten Verbrennungsgase) und Kolbenfläche. Ein größerer Kolben bringt demnach mehr Drehmoment (ich geh jetzt mal der Einfachheit halber von der gleichen Hubhöhe aus).
Gruß Tobias
Zitat:
Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb
Ich kann es leider nur bruchstückhaft wiedergeben, aber es wurde was in der Richtung "Entfernung Pleuelauge zu Mitte Kurbelwelle" in Verbindung mit dem Mitteldruck vorgerechnet mit dem Ergebnis, dass größere Einzelhubräume sinnvoller seien. Das Thema hat sich im Zeitalter der Turbomotoren aber eh erledigt, weshalb man kaum mehr was davon lesen können wird.Zitat:
Original geschrieben von martins42
Die physikalische Erklärung warum größere Einzelhubräume bessere Durchzugswerte als kleinere Einzelhubräume - bei gleichem Gesamthubraum - erzielen sollen, würde mich in der Tat mal interessieren.
Hmm, solche Geometrie-Rechenspielchen gibt es immer wieder mal, auch im Dunstkreis Kurz- vs Langhuber, aber mir ist da noch nichts stichhaltiges unter gekommen.
Ich verweis mal auf dieses Aussage
http://www.motor-talk.de/.../langhuber-und-kurzhuber-t3706289.html?...Zitat:
Original geschrieben von SRAM
Das Drehmoment eines Motors ist nur vom Hubraum und dem mittleren Arbeitsdruck abhängig, aber nicht davon ob der Kurbeltrieb kurz- oder langhubig ausgelegt ist: was der Kurzhuber an Hebelarm verliert, gewinnt er an Kolbenfläche hinzu --> das hebt sich exakt auf.Brennfront- und Kolbengeschwindigkeit ist hingegen tatsächlich ein Thema, aber erst jenseits der 6000 U/min bei den üblichen Hubräumen pro Zylinder.
Gruß SRAM
die es m.E. auf den Punkt bringt.
Gruß
Martin
PS: Habe was genaueres gefunden, auch wenn es da primär um Wirkungsgrade geht.
http://www.sfb224.rwth-aachen.de/Kapitel/pdf/kap5.pdf
Es gibt zwei Effekte, die bei diesem Experimentalmotor, der keine Optimierung für die jeweilige Bauform hat, bei stark unterschiedlichen Hubraumgrößen einen Vorteil für große Einzelhubräume abzeichnet:
a) Thermodynamische Verluste der Brennraum-Oberfläche, die bei kleinen Hubraum tendenziell im Verhältnis zum Volumen größer ist. Es sei denn es wird passend was dagegen getan. 😉
b) Flamm-Effizienz resultierend aus der besseren Verwirbelung des Gasgemisch bei höherem Einzelhubraum. Auch hier wieder: Es sei den es wird passend was dagegen getan.
In der Praxis zeigt sich eben, dass man z.B. b) durch die angepasste Dimensionierung/Kalibrierung des Ansaugbereich wieder kompensiert. Und all das was man tut um den Wirkungsgrad zu maximieren reduziert ggf. am Ende dann Drehmoment und Leistung, weil z.B. bei optimierter Brennraumform die Ventilquerschnitte zu knapp werden.
Leider also auch alles nicht sehr zielführend/erhellend. Wirkungsgrad (nutzbare Energie pro Treibstoffquantum) hat nun mal wenig mit Drehmoment oder Leistung bezogen auf den Hubraum zu tun. Siehe z.B. Atkinson/Miller-Motoren die gute Wirkungsgrade haben, aber von Leistung und Drehmoment her wegen der reduzierten Füllung eher schlecht aussehen.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
auch im Dunstkreis Kurz- vs Langhuber, aber mir ist da noch nichts stichhaltiges unter gekommen.
Bezüglich Lang, - und Kurzhuber hab ich mir neulich auch was aus einer alten Auto, Motor & Sport (aus dem Jahr 1983, als das noch ein Fachmagazin war) durchgelesen, die da zum Schluss kam, dass Langhuber trotz kleinerer Kolbenfläche im Vorteil sind. Und scheinbar sehen das heutige Konstrukteure immer noch so, denn praktisch alle leistungsschwächeren Saugmotoren sind Langhuber (vom 50 cm³ Roller bis zum etwa 1200 cm³ großen Kleinwagenmotor) und die meisten darüber eher Kurzhuber.
Langhuber haben wohl etwas mehr Drehmoment aber durch den längeren Hub reduziert sich die maximale Drehzahl.
Warum ein Langhuber allerdings mehr Drehmoment hat, weiß ich nicht. Hat vielleicht etwas mit der Hebelkraft zu tun.
Zitat:
Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb
Bezüglich Lang, - und Kurzhuber hab ich mir neulich auch was aus einer alten Auto, Motor & Sport (aus dem Jahr 1983, als das noch ein Fachmagazin war) durchgelesen, die da zum Schluss kam, dass Langhuber trotz kleinerer Kolbenfläche im Vorteil sind. Und scheinbar sehen das heutige Konstrukteure immer noch so, denn praktisch alle leistungsschwächeren Saugmotoren sind Langhuber (vom 50 cm³ Roller bis zum etwa 1200 cm³ großen Kleinwagenmotor) und die meisten darüber eher Kurzhuber.Zitat:
Original geschrieben von martins42
auch im Dunstkreis Kurz- vs Langhuber, aber mir ist da noch nichts stichhaltiges unter gekommen.
In aktuellen Veröffentlichungen findet man da - leider alles eher andeutungsweise - dass die Gründe da liegen, dass man für den Teillastbereich da leichter eine gute Strömungsdynamik für den Gaseinlass hin bekommt und thermodynamisch ergeben sich etwas bessere Konstruktionen, höherer Wirkungsgrad (aber nicht zwangsläufig Drehmoment/Leistung).
Bei kleinen Hubräumen - aka ohnehin absolut gesehen kleinem Hub - spricht ja auch nichts dagegen. Bei großen (Einzel-)Hubräumen, wo man die Kurzhubigkeit eher "benötigt", spielen die oben genannten Faktoren dann auch wohl keine große Rolle mehr.
Zitat:
Original geschrieben von kev300
[...]
Warum ein Langhuber allerdings mehr Drehmoment hat, weiß ich nicht. Hat vielleicht etwas mit der Hebelkraft zu tun.
Nein, kein Effekt der Kurbeltrieb-Geometrie. Hatten wir oben schon.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
In aktuellen Veröffentlichungen findet man da - leider alles eher andeutungsweise - dass die Gründe da liegen, dass man für den Teillastbereich da leichter eine gute Strömungsdynamik für den Gaseinlass hin bekommt und thermodynamisch ergeben sich etwas bessere Konstruktionen, höherer Wirkungsgrad (aber nicht zwangsläufig Drehmoment/Leistung).Zitat:
Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb
Bezüglich Lang, - und Kurzhuber hab ich mir neulich auch was aus einer alten Auto, Motor & Sport (aus dem Jahr 1983, als das noch ein Fachmagazin war) durchgelesen, die da zum Schluss kam, dass Langhuber trotz kleinerer Kolbenfläche im Vorteil sind. Und scheinbar sehen das heutige Konstrukteure immer noch so, denn praktisch alle leistungsschwächeren Saugmotoren sind Langhuber (vom 50 cm³ Roller bis zum etwa 1200 cm³ großen Kleinwagenmotor) und die meisten darüber eher Kurzhuber.
Bei kleinen Hubräumen - aka ohnehin absolut gesehen kleinem Hub - spricht ja auch nichts dagegen. Bei großen (Einzel-)Hubräumen, wo man die Kurzhubigkeit eher "benötigt", spielen die oben genannten Faktoren dann auch wohl keine große Rolle mehr.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Nein, kein Effekt der Kurbeltrieb-Geometrie. Hatten wir oben schon.Zitat:
Original geschrieben von kev300
[...]
Warum ein Langhuber allerdings mehr Drehmoment hat, weiß ich nicht. Hat vielleicht etwas mit der Hebelkraft zu tun.
Ich glaube, dass es schon etwas mit der Geometrie zu tun hat, denn je größer der Hebel des Hubzapfens, desto größer ist der Hebel, auf den die Kraft wirkt (M = F * l), und schon kommt in der Tendenz ein höheres Moment heraus. Das ist zwar jetzt wohl sehr vereinfacht gesagt, da es mehrere und sehr komplexe Prozesse bei der Auslegung eines Motors gibt, aber im Grunde kann man das so nehmen.