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Thema: Fortführung der Philosophie des ominösen Zündwinkels


  1. #1
    Super-Moderator Museumsdirektor Avatar von totoking
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    Standard Fortführung der Philosophie des ominösen Zündwinkels

    Meine werten Mitnestler,
    einige von euch erinnern sich noch daran, dass wir uns lang und breit mit dem Zündwinkel und insbesondere der Umrechnung Zündwinkel in mm vor OT beschäftigt haben.
    Dieser Beitrag ist über die Zeit recht unübersichtlich geworden, darum möchte ich einen neuen starten. Zum besseren Verständnis darum hier eine kurze Zusammenfassung:

    Es begann mit einer recht unspektakulären (aber leider auf falscher Rechnung begründeten) Anmerkung von Harald, der glaubte, einen Widerspruch entdeckt zu haben:
    Zitat Zitat von net-harry
    Hi Leute,

    Zum Thema Zündung einstellen mit dem Winkelmesser:
    Habe auf der Suche hier im Forum einige widersprüchliche Abgaben zum Zündwinkel bzw. zur Umrechnung des Zündzeitpunktes von zB. 1,5mm vor OT in den Zündwinkel gefunden - als da wären :

    1,8mm vor OT entsprechen 20,5°
    1,4 mm entsprechen 18,5°
    oder auch
    40mm Hub/360° = 14 Grad für 1,5mm (nicht sehr lange her... )

    Was ist denn nun richtig? Meiner bescheidenen Rechnung nach ergibt sich folgendes:
    Hub des Kolbens lt. Datenblatt 39,5mm.
    Weg des Kolbens ist von OT zu OT (360°) cosinusförmig (weil Kreisbewegung) mit einer Amplitude von 39,5mm/2= 19,75mm. Ziehe ich davon 1,5mm ab und beziehe das wiederum auf die Amplitude erhalte ich 0,924 - davon ist der arccos ungefähr 22,5°.(1,4mm = 21,7° bzw 1,8mm = 24,7°)

    Ist das falsch, philosophisch, egal oder alles andere genau genug ??
    Gruß aus Braunschweig
    Das ganze wurde dann lange diskutiert, bis man einsah, dass die Kreisbewegung der Kurbelwelle UND die lineare Deachsierung des Pleuels gemeinsam arbeiten. Es ergab sich nach langem Überlegen also eine Formel zum Berechnen der Abstand in mm vor dem OT aus dem Winkel der Kurbelwelle:

    Der Rückweg (von den mm zum Winkel) war nach einer grandiosen Denkleistung meinerseits ebenfalls schnell geschafft:
    .

    Das Ergebnis all unserer Bemühungen war leider doch irgendwie ernüchtern und kann mit folgenden Kommentaren zusammengefasst werden:

    Zitat Zitat von net-harry


    Fakt ist, im Steuerdiagramm für den M5x1 steht 1,8mm entsprechen 22°.


    Auf der anderen Seite haben wir hier das Rad neu erfunden und eine verifizierte Gleichung für die Umrechnung vom Weg zum Winkel aufgestellt, bei der nun mal etwas anderes raus kommt. Warum ? Ich weiß es nicht...



    Ich gebe zu, die Lösung ist nur zu 90% befriedigend...aber wo gibt's schon 100%...

    Gruß aus Braunschweig
    Zitat Zitat von Matthias1
    Nun bin ich ebenfalls etwas verwirrt. Die 22° und 1,8 mm v.OT laut dem Steuerdiagramm können nicht sein, das entspräche nach der Berechnung genau 2,0 mm v.OT. Sherlock Holmes-Methode:
    1. Das Steuerdiagramm ist original falsch gerechnet. Unwahrscheinlich.
    2. Es wurde ein falsches Steuerdiagramm ins Netz gestellt.
    3. Die Pleuellänge von 85 mm stimmt nicht. Sollte aber.
    4. Die Formel stimmt nicht. Können wir ausschließen.
    5. Die Kurbelwelle befindet sich gar nicht genau unter dem Kolben. Damit ändert sich die ganze Rechnung noch mal. Könnte das sein ?

    Gruß, Matthias
    Zitat Zitat von Cartman

    Trotz allem existieren 2 verschieden Steuerdiagramme für den M5x1.





    Wer sicher gehen will, stellt auf 1,8mm ein.

    aber auch keine neue Erkentniss und alle mm - Einsteller freuen sich.
    Das war also viel Lärm um nichts!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!


    Doch nun komme ich und behaupte, dass ich eine Entdeckung gemacht habe, die ich mit euch gern verifizieren oder widerlegen würde. Man könnte es also auch den Kelch der Simsonszene nennen.

    Die Überlegungen von damals sind meines Erachtens nur die Vorüberlegung. Aus einigen Quellen konnte ich nämlich entnehmen, dass die Kurbelwelle bei den M541 Motoren deachsiert eingebaut ist. Das heißt, dass sich sich der Kolbenbolzen nicht auf einer Linie mit dem Kurbelwangenmittelpunkt befindet. Sollte diese Erkenntnis zutreffen, dann hat das weitreichende Konsequenzen:

    1.) Die von uns erarbeitete Formel funktioniert nur näherungsweise.
    2.) Die Steuertabellen im Reparaturhandbuch sind nur annähernd richtig.
    3.) Eine M541 hat nicht 44mm sondern ein wenig mehr Hub.
    4.) Das Simsonsteuerdiagramm ist nicht symmetrisch.

    AAAAAAAAAAAAAAHHHHHHHHHHHHH!!!!!!

    Alle noch nicht verifizierten Aussagen beruhen jedoch auf der Annahme, dass die Kurbelwelle tatsächlich deachsiert ist. Wer kann dazu eine Angabe machen? Meine Informationen behaupten etwas von 2mm Deachsierung. Hat jemand eine Konstruktionszeichnung davon???

    Was sagt ihr dazu? Habt ihr Lust, mit mir die geheimen Zündwinkelphilosophien weiter zu betreiben? Wollt ihr euch einlassen auf eventuell schreckliche Ergebnisse?

    Zugegeben: alle hier zu erwartenden Neuerungen wären Dinge die sich im Zehntel mm Bereich abspielen aber entweder richtig oder gar nicht.

    Es grüßt
    Sirko

  2. #2
    Restaurateur Avatar von Macschwalbe
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    ...uh auf gehts mit der Suche nach dem heiligen Gral!!! Nee im ernst würde mich brennend interessieren grade weil ich auch so ein mm-Einsteller bin

  3. #3
    TO
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    So, ich habe mir mal selbst ne Berechnung entworfen. Ist recht einfach. Man kennt ja drei Seiten des Dreiecks bestehend aus:

    Erste Seite: Halber Hub + (Pleuellänge -1,8mm)
    Zweite Seite: Pleuellänge
    Dritte Seite: Halber Hub

    (Sorry, habe hier kein Zeichenprogramm. Zeichnung kann ich morgen nachreichen)

    Wenn die drei Seiten bekannt sind, kann ich auch die Winkel berechnen. Siehe Formelsammlung.

    Jetzt habe ich widersprüchliche Angaben zum Hub gefunden, einmal 39,5 und einmal 40mm. Was stimmt denn jetzt?

    Wenn ich Pleuellänge zu 85mm annehme und Hub zu 39,5mm komme ich auf 19,75° vor OT.
    Wenn ich Hub 40mm annehmen komme ich auf 22,1° vor OT.

    Habt Ihr diese Ergebnisse auch rausgekriegt?

    Edith sagt: Dreiecksberechnung

  4. #4
    Kettenblattschleifer Avatar von torsten
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    Da möchte ich mich doch gern auch wieder einklinken. Ich warte schon wieder auf die ersten klugen Kommentare diverser User, dass das doch alles unsinnig sei und Krümelkackerei ist - find die Diskussion trotzdem interessant auch wenn sie vlt. keinen Praxiswert in dem Sinne hat, das mal vorweg.

    Also ich denke schon, dass die 44mm Hub der echte Weg ist, den der Kolben zwischen den Totpunkten zurücklegt.
    Falls die Kurbelwelle wirklch deachsig eingebaut ist (@totoking: Wo hast Du die Info her?), dann müßte man den Abstand zwischen Kurbelwellenmitte und unterer Pleuellagermitte messen bzw. auch nochmal den echten Hub. Dann könnte man eine Deachsigkeit eindeutig nachweisen.
    Weitere Möglichkeit ist ja immer noch die "großzügige" bzw. nicht ganz den mathematischen Regeln entsprechende Rundung von Winkel und Angabe in mm des ZZPes seitens der Ingenieure (wurde ja auch schon diskutiert).

  5. #5
    Super-Moderator Museumsdirektor Avatar von totoking
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    hier nochmal der link, wo dieses problem ellenlang diskutiert wurde. die daraus resultierende formel habe ich oben ja dargestellt. diese formel ist verifiziert für den fall, dass der kolbenbolzen genau senkrecht zur kurbelwelle steht.

    @TO: ich bin mir nicht ganz sicher aber ich denke, du machst es dir mit deiner dreiecksberechnung ein wenig zu leicht. vielleicht meinst du ja was anderes aber ohne die drehung der kurbelwelle und den sinus einzubeziehen kann man die umrechnung von grad in mm nicht machen. wenn du was anderes meinst, sag es lieber nochmal, so dass ich es verstehe
    und nochmal zusammenfassend:
    m54/m53: hub 395mm, pleuellänge 95mm
    m541/m531: hub 44mm, pleuellänge 85mm

    ansonsten habe ich mal eine zeichnung gemacht, die das problem verdeutlichen soll. grundlage sind die daten eines m541 und eine völlig utopische aber anschauliche deachsierung von 30mm.

    wer sich über meine krackelige schrift aufregen möchte, dem sei gesagt, dass ich gerade vom training komme und kaum mehr einen stift halten kann. voll das krasse gefühl, wenn die feinmotorik nicht will.

    was ist da zu sehen:

    der kreis in der mitte ist die vereinfachte kurbelwelle (d=44) auf deren rand das pleuel sich befindet.
    wichtig sind fast nur die zahlen. die gerade 1 wäre das aufgerichtete pleuel, so wie wir es in unserer berechnung immer betrachtet haben. die gestrichelte gerade 2 ist einfach das an selber stelle gekipptes pleuel zur deachsierung. meine erste vermutung war,dass dort ebenfalls der obere totpunkt der deachsierten kolbenbolzenachse liegen müsste. das ist jedoch falsch. der grund liegt darin, dass die kürzeste verbindung eines punktes zu einem kreis der weg ist, der durch den mittelpunkt des kreises geht. graphisch gelöst habe ich das mit gerade 3!!! und man staune: dieser OT ist größer als der von 2.

    beim UT ist das noch deutlicher. gestrichelt 4 ist wieder das pleuel abgekippt in der untersten kurbelwellenposition. der echte UT jedoch (dargestellt durch gerade 5) ist deutlich tiefer.

    weiterhin meine ich, dass echter OT und echter UT nicht 180° auseinander sind. rein von der logik leuchtet mir das mitlerweile auch ein, vielleicht habe ich auch nur zu lange draufgeschaut.

    wer sieht das anders? wer sieht das auch so? und die größte frage: ist der kolbenbolzen versetzt zur kurbelwelle? wenn ja, wieviel? schaut rein in eure privatarchive. ansonsten versuch ich das mal zu messen.

    sollte dem wirklich so sein, würde ich gern mal eine richtige formel für simsonmopeds entwerfen.

    gruß sirko

  6. #6
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    So, Freunde der übertrieben gewundenen Hirnwindungen, hier mal zur Verdeutlichung:

    Im Bild unten ist die Strecke:

    AB, genauso wie AE: Halber Hub
    BC, genauso wie ED: Pleuellänge
    CD: Zündzeitpunkt in mm vor OT
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  7. #7
    TO
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    Wenn man jetzt mal das Dreieck ABC betrachtet, kennt man von diesem Dreieck die Länge der drei Seiten.

    Wenn ich die Länge der drei Seiten kenne, kann ich die Winkel berechnen.

    Gegeben:

    Hub 44mm, Pleuellänge 85mm, Zündzeitpunkt in mm vor OT=1,8mm.

    Dann ist:
    AB=22mm
    BC=85mm
    AC=22mm+85mm-1,8mm

    Dann ist der zugehörige Zündwinkel: 20,8° vor OT.

    Kommt das bei Eurer Rechnung auch raus?
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  8. #8
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    Moin zusammen,

    Als Initiator der ersten Reihe dieser Haarspalterei ( ) hier mein (erster) Senf dazu:

    @Toto
    Als schnöder Elektriker war mir der Grund für eine Deachsierung überhaupt nicht klar: Also die Tante Gurgel gefragt. Wem es ähnlich geht, lese bitte hier weiter und mache danach aaaaahhhhhhh, alles klar....

    @Theo
    Das was Du dort skizziert hast hatten wir so im ersten Beitrag bzw. oben bei Toto wiederholt berechnet. Ich sehe da keine Berücksichtigung der Deachsierung.
    Oder täusche ich mich ?

    Gruß Harald

    PS: Sollte das etwa auch der Grund für den Pfeil auf dem Kolben sein, um seine Einbaulage dafür vorzuschreiben ? Und wenn ja, müßte man die Deachsierung am Kolben messen können.

  9. #9
    TO
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    Formel ist übrigens:

    Winkel = Arccos(((BC)² - (AB)² - (AC²)) / (-2*AB*AC))

    Und nee: Deachsierung ist da (noch) nicht berücksichtigt. Ich wollte erst mal wissen, ob meine Herangehensweise da richtig ist. Scheint mir einfacher zu sein als oben geschilderte Berechnungen. Vielleicht lässt sich die Deachsierung ja noch einbauen. Ich überlege mal.

  10. #10
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    Und wem es noch immer nicht klar ist...ich hab eine Deachsierung mal in mein obiges Bild eingetragen.
    Guckst Du...
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  11. #11
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    @TO: du hast dir die obige formel tatsächlich noch einmal hergeleitet. schau dir mal oben nochmal mein velinktes bild an, dann erkennst du, dass deine formel dieselbe ist wie die obige. nur deine bezeichnungen sind anders. entsprechend wirkt es tatsächlich einfacher.

    @harry: ich meine, der kolben wäre symmetrisch und die desachsierung bezieht sich auf eine versetzt eingebaute kurbelwelle. ob das wirklich so ist, werde ich heute mal versuchen zu messen.

    danach lohnt es sich vielleicht sogar, die überlegung fortzuführen.

    gruß sirko

  12. #12
    Super-Moderator Museumsdirektor Avatar von net-harry
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    Zitat Zitat von totoking
    ...und die desachsierung bezieht sich auf eine versetzt eingebaute kurbelwelle...
    ...das würde dann so aussehen, oder ?
    Guckst Du:
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  13. #13
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    ja genau!!! und das rechnerisch spannende ist eben nun, dass der obere totpunkt in deinem unteren bild noch nicht erreicht ist. um diesen zu erreichen müsstest du die kurbelwelle noch ein wenig entgegen dem uhrzeigersinn drehen. so weit, bis das pleuel in verlängerung genau dirch die kurbelwellenwange führt. das sollten nicht mehr als 2-3 grad sein.

    beim unteren totpunkt wird das noch deutlicher. das hab ich auch oben in meinem handschriftlichen bid schonmal dargestellt.

    gruß sirko

  14. #14
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    @net-harry: Das mit dem Pfeil auf den Kolben könnte unter dem Gesichtspunkt der Desachsierung durchaus was damit zu tun haben. Ich wußte bis jetzt eigentlich nur soviel, dass der Pfeil deswegen drauf ist, damit die Stöße der Kolbenringe nicht über die Überströmer gehen.
    Hier gabs auch schonmal ne Diskussion dazu, dort ist von einer Deachsierung von 2mm die Rede: Desachsierung Simsonforum.net
    Edit: So habe mal eben schnell an einer alten Kurbelwelle gemessen, so gut das eben mit dem Messschieber geht. Abstand Mitte unteres Pleullager bis zur Kurbelwellenmitte: ziemlich genau 22mm, sagmer mal +-0,2mm Abweichung, da ich es indirekt über den Durchmesser der Kurbelwange gemessen habe. Dann habe ich einen alten Kolben hergenommen. Auch da konnte ich keine Außermittigkeit des Kolbenbolzens feststellen, Abweichung sag ich mal +-0,1mm.
    Nun sehe ich folgende Möglichkeiten:
    1. Unter der Annahme, dass meine Messung halbwegs hinkommt wäre der Hub durch den Kurbelradius bedingt 44mm - es gibt keine Desachsigkeit und der Unterschied der Werte ist durch Rundungssachen zu erklären.
    2. Der angegebenen Hub bezieht sich auf die Kurbelwelle (was ziemlich unlogisch wäre) und der Zylinder ist etwas versetzt, was ja einem außermittigen Bolzen gleichkommt. Das könnte man wohl nur rausbekommen, wenn man irgendwie den echten Hubweg des Kolbens misst.
    3. Die Desachsigkeit ist sehr gering, so dass sie schon durch die Messfehler nicht genau rauskommt - da müßte man nochmal genau rechnen, wieviel denn der Unterschied ausmacht (also im Steuerdiagramm zwischen Winkel und Angabe in mm).

  15. #15
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    So, habe nochmal die Neuronen angeschmissen:

    Erstmal den Hub in Abhängigkeit von der Desachsierung der Kurbelwelle. Ergebnis: Bei Desachsierung der Kurbelwelle um 2mm vergrößert sich der Hub um sensationelle 0,027mm:
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  16. #16
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    Leider ist die Zeichnung dazu nicht fertig geworden. Aber hier mal das Ergebnis für den geänderten Zündwinkel bei einer Desachsierung der Kurbelwelle um 2mm (Bild siehe meinen letzten Beitrag): 20,6°

    Also Änderung um -0,2°. Nicht die Hölle.

    (Zündzeitpunkt 1,8mm v.OT)

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