Einfluss der Nockenwelle (Öffnungswinkel, Spreizung, Hub)

[BMW_Martin]

Hallo zusammen,

zur der sehr anschaulichen Beschreibung von Gerd habe ich mal eine Frage an die Experten. Für die 4 Ventiler (850, 1100 und 1150) hat BMW mehrere Nockenwellen verbaut. Z. B. für die 1100 R/GS eine 300°/284°-Variante mit der Spreizung 103°/112°, für die 1100S/1150RS/RT 300°/300° und einer Spreizung von 109°/106° ... Weitere Varianten mit 284° usw. und wieder anderer Spreizung. Damit verbunden sind dann noch unterschiedliche Hübe für die Ein- und Auslassventile.

Gibt es hier einen grundsätzlichen Zusammenhang zwischen Leistung und Drehmoment, ähnlich dem Querschnitt und der Länge der Ansaugrohre? Z. B. (jeweils Einlass/Auslass) :

Öffnungswinkel 300°/284° mit Spreizung 103°/112° und Hüben 9,68mm/8,55mm = mehr Drehmoment im unteren Drehzahlbereich und

Öffnungswinkel 300°/300° mit Spreizung 109°/106° und Hüben 9,7mm/9,3mm = mehr Drehmoment im oberen Drehzahlbereich ?

Danke und Gruß
Martin

[gerd_]

Hi
Oops, die Antwort könnte sehr lang ausfallen.
Generell gibt es einen Zusammenhang zwischen Leistung und Drehmoment. Die Leistung errechnet sich aus Drehmoment und Drehzahl. Ist so weil Physik.
Ich vermute Du beziehst Dich darauf ob man "in der Mitte fahrbares Drehmoment" oder "oben" Maximalleistung haben möchte?
Letztlich ist dabei nur die Frage wo und wie im Drehzahlband das Drehmoment liegt. Also ganz schwarz/weiss gesprochen entweder viel Drehmoment im breiten (mittleren) Bereich (flacher Drehmoverlauf) oder zur Not nur eine Spitze im oberen Teil (Hauptsache Leistung).
Das ist die Wissenslücke der Kfz-Kundschaft. Die will PS (nicht mal kW, weil die Angabe in PS nun mal den grösseren Wert ergibt ). Und so gibt es 1000ccm Autos mit 160 PS. An der Ampel sagt dann der Ami "nothing beats cubics than cubics" und brettert mit 145 PS aus 7 Liter Hub davon.
Ich möchte Drehmoment und fahr' deshalb einen unsportlichen Diesel (weil ich mir den R8 Diesel nicht leisten mag).

Generell ist es eben so, dass umso mehr Gemisch in einen Zylinder strömen kann je länger das Einlassventil offen ist, also je mehr "Grad" sie hat, je grösser der Hub, und natürlich auch je grösser das Ventil sind (die mechanischen Probleme lass' ich mal weg).
Die Kehrseite der Medaille ist, dass das Gemisch auch strömen muss. Reisst zu Beginn der Öffnung das riesige Ventil schlagartig auf denkt sich das davor wartende Gemisch erst mal "na und" und macht sich dann langsam auf den Weg. Viel Unterdruck ist nicht geboten weil der Kolben an seinem Umkehrpunkt keine(!!) Geschwindigkeit hat und somit erst beginnt Unterdruck zu "erzeugen".
Bei einem kleinen, langsam öffnenden Ventil wäre der Unterdruck höher weil nun mal die Öffnungsfläche kleiner ist und sich der Druck nach der Fläche rechnet, das Gemisch würde gierig durch den Spalt geschlürft und beschleunigt. Dabei sind wir beim Problem: Das stehende Gemisch muss beschleunigt werden und das funktioniert nun mal mit kleinen Spalten besser.
OK, soweit bei niedrigen Drehzahlen. Bei höheren Drehzahlen sagt das Gemisch ganz einfach "in der Eile alles durch diesen kleinen Spalt der auch noch nur so kurz offen ist? NÖ!", füllt den Hubraum bei höheren Drehzahlen nicht/schlecht, bringt weniger Drehmoment und somit wenig Leistung "in der Spitze".
Die Probleme bei grossen Überschneidungen etc. lasse ich auch weg.
Die Spreizung sagt "nur" wie die Nocke bezogen auf das Einlassventil "gebaut" ist und ist letztlich ein ermittelter Wert um den tatsächlichen Gasstrom optimal zu nutzen.

Fazit: entweder unten eine saubere Füllung mit Drehmo eher "unten" oder oben saubere Füllung mit Drehmo "oben".
Dazu kommt der Resonanzeffekt ("unten" oder "oben") durch abgestimmte Ansaugrohre.
Was macht der schlaue Konstrukteur? Er erfindet die variable Ventilsteuerung und verstellbare Nocke mit der er den Ventilhub und die Öffnungsdauer drehzahlabhängig variieren kann! Meines Wissens ist das bei noch keinem Mopped realisiert.
Zum Thema Ansaugresonanz gibt es Ansaugrohre mit variabler Länge. Z.B. in der Suzi, der R1000SS und einem einzigen Boxer.
Wenn ich Deine Frage richtig interpretierte somit: Ja den Zusammenhang gibt's. Viel Grad/viel Hub = viel Leistung, zumindest tendenziell wenn auch alle anderen Faktoren passen.
gerd

[BMW_Martin]

Hi Gerd,
super, jetzt habe ich das auch verstanden. Das erklärt dann auch, weshalb die Nockenwelle der 1200C einen Öffnungswinkel von "nur" 256°/256° und einen Hub von 8,23 mm hat, - 98 Nm bei 3000 U/min mit 61 PS bei 5000 U/min.

Vielen Dank!
Martin