Carbon-Teile

Carbon Teile sind heute im Motorsport nicht mehr wegzudenken und werden im Bahnsport hauptsächlich für Verkleidungen verwendet. Bei Carbon handelt es sich um Kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) der extrem Bruchfest ist und eine hohe Steiffigkeit aufweist. Ausserdem ist Carbon um 80 % leichter als Stahl wobei es fast die gleiche Belastbarkeit aufweist und viermal stärker belastet werden kann als Aluminium. Da der fertige Werkstoff erst bei der Formgebung entsteht, hat hier die Verarbeitung entscheidenen Einfluss auf die Werkstoffeigenschaften wie Festigkeit und Steifigkeit. Weitere Vorteile von Carbon sind seine ausgezeichnete Witterungs- und Hitzebeständigkeit weshalb es sich auch für Motor und Auspuffverkleidungen eignet. Der Hauptvorteil aber liegt natürlich bei seinem günstigen Gewicht bei gleichzeitig höherer Festigkeit. Ein kompletter Gespannsatz aus Carbon ist im Vergleich zum normal verwendeten Gespannsatz aus GFK(Glasfasern) um bis zu 3 Kg leichter.

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 Herstellung eines Vorderkotflügels für Eisspeedwaybikes

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  Darstellung des Unterdruckverfahrens


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  Formschöne Carbon-Kotflügel für Speedway und Langbahnbikes

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 Entstehung eines Gespannkotflügels aus Carbon

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Motorentechnik - Lang,-und Kurzhubmotoren

In Fachzeitschriften und auch in Gesprächen mit Motorenspezialisten ist immer wieder die Rede von Lang,- und Kurzhubmotoren. Wir wollen hier einmal die Vor- und Nachteile der beiden Motorentypen näher betrachten.
Von einem Langhubmotor spricht man ,wenn der Weg, den der Kolben zwischen unteren und oberen Topunkt zurücklegt grösser als der Durchmesser der Zylinderbohrung ist. 
Beim Kurzhubmotor ist es genau umgekehrt, denn hier ist die Zylinderbohrung grösser als der Hub.
Sind Zylinderdurchmesser und Kolbenhub gleich gross, so spricht man von einem Quadrathuber.Teilt man den Hub(s) durch den Zylinderdurchmesser (d)  so erhält man das Hubverhältnis (k). ( k = s / d ). Das Hubverhältnis ist beim Kurzhuber kleiner als 1 und beim Langhuber grösser als 1
.

Ein weiteres Maß für den Konstrukteur stellt die mittlere Kolbengeschwindigkeit dar. Sie liefert   einen zuverlässigen Wert über di im Motor wirkenden Massenkräfte und Beanspruchungen. Denn je höher die Kolbengeschwindigkeit um so größer die Belastung des Pleuels  beiem Abbremsen des Kolbens. Da der Kolben bei einer Kurbelwellenumdrehung zweimal den Hub (s) zurücklegt und dabei seine höchste Geschwindigkeit erreicht wenn Pleuelstange und Kurbelwange etwa einen rechten Winkel bilden, ergibt sich für die Berechnung folgende Formel:
             2 x Hub x U/min
                       60
Somit hätten wir zum Beispiel beim JAWA 884 Motor mit 77 mm Hub und einer Drehzahl von 8000/ min. eine mittlere Kolbengeschwindigkeit von:

                     2 x 0,077 x 8000 20,5 m/s           
                                  60    

wobei die Kolbengeschwindigkeit in Metern pro Sekunde angegeben wird. Die mittlere Kolbengeschwindigkeit beträgt etwa 65% der Kolbenhöchstgeschwingigkeit. Langhubmotoren erreichen eine höhere Kolbengeschwindigkeit als kurzhubige Motoren. Da sich die Kolbengeschwindigkeit aber wegen der Massenkräfte nicht endlos erhöhen läßt , muss bei der Suche nach höherer Motorleistung entweder der Hubraum oder die Verdichtung erhöht werden. Da eine Hubraumvergrößerung bei Bahnmotoren wegen der Reglementierung ausscheidet, bleibt nur der Weg einer Erhöhung der Verdichtung.
Der langhubige Motor bietet insgesamt ein großes Potenzial zur Verbesserung des Wirkungsgrades, insbesondere im Zusammenhang mit der Vierventil-Technik. Der Grund liegt in der Zunahme des Wirkungsgrades bei Verdichtungserhöhung, die beim Motor mit längerem Hub größer sein kann als bei Motoren mit kurzem Hub, wodurch bereits bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment erzielt wird. Wegen seines hohen Drehmoments kann beim Langhuber eine längere Übersetzung gewählt werden, wodurch wiederum  die Motordrehzahl und damit die Kolbengeschwindigkeit abgesenkt wird


Kurzhubmotor

Um bei gleichbleibender Kolbengeschwindigkeit höhere Drehzahlen zu erzielen vergrößert man Kolben und Zylinderdurchmesser. Gleichzeitig muß aber der Hub verkürzt werden um die Hubraumobergrenze nicht zu überschreiten. In den dadurch entstandenen grösseren Brennraum können größere Ventile und Einlaßkanäle verwendet werden.(Bild links), Der Vorteil von Kurzhubmotoren liegt nicht nur in einer niedrigen Verbrennungstemperatur sondern auch in einen ruhigen Lauf . Kurzhuber haben eine flachere   Drehmomentkurve, sind dafür aber drehfreudiger,
allerdings sinkt der Wirkungsgrad, da durch die größere Brennraumoberfläche  die Gastemperatur nicht so rasch ansteigt und die Verbrennungstemperatur niedriger ist. Da der Zündverzug größer ist, muß die Zündung dementsprechend früher erfolgen. Der geringeren Kolbengeschwindigkeit des Kurzhubmotors steht die größere Reibfläche der Kolben,- und Zylinderpaarung sowie der größere Lagerdurchmesser gegenüber.
Wurden Kurzhubmotoren früher überwiegend auf Kurzbahnen eingesetzt, so hat sich dieser in den letzten Jahren auch auf der Langbahn durchgesetzt, weil auch hier hohe Motordrehzahlen, ein spontanes Ansprechverhalten und ein nahezu gleichbleibendes Drehmoment im gesamten Drehzahlbereich gewünscht werden. Wegen dieser Eigenschaften kommen Speedwaymotorräder mit nur einem Fahrgang aus.
Rein wirtschaftlich gesehen sind Langhubmotoren klar im Vorteil, weil hier der Wirkungsgrad, der Kraftstoffverbrauch und auch die Abgasemissionen günstiger sind, allerdings spielen diese Faktoren bei Bahnmotoren eine eher ungeordnete Rolle.

Jawa 889 Kurzhubmotor mit 90 mm Bohrung und 77 mm Hub. (Hubverhältnis = 0,85)

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