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Technik-Talk Alles was nicht Bootspezifisch ist! Einbauten, Strom, Heizung, ... Zubehör für Motor und Segel

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  #221  
Alt 16.12.2013, 20:47
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Zitat:
Zitat von dieguzzidieputzi Beitrag anzeigen
Zunächsteinmal nein, ich hab mich nicht vertippt, da waren zwei Motoren von BWM auf der Boot.

Ich habe mich kurz mit Andrew McLeod-Ross unterhalten und war schon ein bisschen erstaunt:

1,3 Liter Hubraum
4 Kolben
2 Zylinder
2 Kurbelwellen
keine Nockenwelle
keine Ventile
2 x Direkteinspritzdüsen
1 Turbolader
1 Kompressor
------------------------
= 100 PS bei 4800 U/min

Hat die noch jemand gesehen? Die Motoren waren, genau wie die beiden Jet-Ribs als Prototypen auf der Boot. Aber die kleinen Diesel-Gegenläufer sahen schon schnuckelig aus. Knapp 80 kg wog der 100PS Motor. 80 PS wiegen dann 75 kg, da dort der Turbo fehlt, aber der Kompressor dafür etwas grösser ist.

Ich hab die Motoren doch glatt für marinisierte BMW Boxer gehalten, da lag ich aber wohl falsch!

Leider habe ich kein Foto gemacht.

Ich fürchte ich muß Dich enttäuschen

Die Idee ist nicht neu .


Edith:
Rest gelöscht
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Gruß 45meilen

Einer Person zu helfen mag nicht die Welt verändern,
aber es vermag für diese Person die Welt zu verändern
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  #222  
Alt 16.12.2013, 23:36
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Zitat:
Zitat von Udolahr Beitrag anzeigen
Und dann , was ist wenn der Motor eine Hochdruckeinspritzung hat ?

Dann könnte er wohl in so einigen Bereichen eine Anwendung finden.
Der ist sehr kompakt, hat für damalige Zeiten schon ne gute Leistung gehabt.
Im Bootsbereich sähe ich den echt gerne.
Der gefällt mir vom mechanischen Aufbau sehr gut.

Es wird wohl nicht so kommen, aber ne Träumerei ist er wert.

Ansonsten interessieren mich eher hochmoderne Motoren, primär weil diese zeigen wieviel Kraft man aus dem Kraftstoff raußholen kann. Ob große Schiffsmotoren, LkW Bereich oder PKW....

und trotzdem verwandelt sich noch viel zu viel des Kraftstoffs in Abwärme.....
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  #223  
Alt 17.12.2013, 12:48
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Zitat:
Zitat von JETSTREAM Beitrag anzeigen
Dann könnte er wohl in so einigen Bereichen eine Anwendung finden.
Der ist sehr kompakt, hat für damalige Zeiten schon ne gute Leistung gehabt.
Im Bootsbereich sähe ich den echt gerne.
Der gefällt mir vom mechanischen Aufbau sehr gut.

Es wird wohl nicht so kommen, aber ne Träumerei ist er wert.

Ansonsten interessieren mich eher hochmoderne Motoren, primär weil diese zeigen wieviel Kraft man aus dem Kraftstoff raußholen kann. Ob große Schiffsmotoren, LkW Bereich oder PKW....

und trotzdem verwandelt sich noch viel zu viel des Kraftstoffs in Abwärme.....
Das muss ja auch so sein, schliesslich ist jeder Verbrenner eine Wärmekraftmaschine.

Je mehr Wärme umso höher ist die Ausdehnung und damit der Verbrennungsdruck und somit auch die Kraft auf den Kolben und über die Kurbelwelle dann das Drehmoment.

Um den Kraftverlauf während der Verbrennung auf den Kolben zu beeinflussen, gibt es zwei verschiedene Kriterien.
Einmal den Gleichtemperaturverbrennung mit abnehmendem Innendruck auf dem Kolbenweg von OT zu UT und dann noch die Gleichdruckverbrennung mit steigender Verbrennungstemperatur von OT nach UT. Die Gleichdruckverbrennung gibt einen besseren Drehmomentverlauf.

Die Gleichdruckverbrennung ist nur mit den modernen Einspritzsystemen realisierbar, weil sie eine Nacheinspritzung erfordert, was mit konventionellen Einspritzpumpen nicht zu lösen ist und mit Pumpe-Düse nur eingeschränkt, mit Common-Rail ist es aber durchaus zu machen und wird ja auch gemacht.

Der Gegenkolbenmotor bietet aber andere Vorteile, wenn man ihn mit den bekannten Motorsystemen vergleicht.

Sein entscheidender Vorteil ist die niedrige Kolbengeschwindigkeit.

Vergleichen wir einfach mal den BWM-Motor mit einem konventionellen 2-Takt-Diesel.

Der BWM-Motor hat einen Zylinder-Ø von 80 mm und einen Kurbelwellenhub von 90 mm pro Seite = 180 mm gesamt.
Wir haben also ein Durchmesser-Hub-Verhältnis am Kolben von 90/80= 1,125

Ein Einzylinder-2-Takt-Motor hat also einen Kolben-Ø von 80 mm und einen Hub von 180 mm, das entspricht dann einem Durchmesser-Hub-Verhältnis von 180/80=2,25.
Die Kolbengeschwindigkeit ist also annähernd das Doppelte

Das produzierte Drehmoment ist bei beiden Motoren annähernd gleich, wobei es bei dem Gegenkolbenmotor durch den Winkelversatz der beiden Kurbelwellen einen kleinen Vorteil gibt.

Ein Gegenkolbenmotor kann also im Hinblick auf die Kolbengeschwindigkeit mit einer signifikant höheren Drehzahl gefahren werden.

Bei gleichem Drehmoment und höherer Drehzahl ergibt sich eine höhere Leistung (P=(2*PI*Moment*Drehzahl).

Jetzt vergleichen wir die 2-Takter mit einem 4-Takter.

Die 2-Takter haben einen nutzbaren Verbrennungs-Hubraum von 136 mm Hub mal Kolben-Ø 80 mm = 683 cm³

Ein adäquater 4-Takt-Diesel hat also einen Kolben-Ø von 80 mm und einen Hub von 136 mm, was einen Kolben-Hub-Verhältnis von 1,7 ergibt
Die Kolbengeschwindigkeit ist also um das etwa 1,5-fache höher als beim Gegenkolbenmotor.
Das abgegebene Drehmoment ist um den Faktor 180/136=1,3 geringer als bei den 1-Kolben-2-Takt-Motoren.

Auch hier bleibt der Drehzahlvorteil des Gegenkolbenmotors erhalten.

Jetzt muss eine aber nur noch der energetische Aspekt interessieren.

Die Einspritzmenge pro Arbeitstakt ist jetzt einfach mal des gleiche bei allen drei Motoren.

Durch die höhere Drehzahl des Gegenkolbenmotors wird natürlich auch mehr Sprit eingespritzt und dieses Mehr an Sprit ergibt auch ein Mehr an Leistung.

Man darf sich aber jetzt nicht täuschen lassen. Bei beispielsweise 3000 Motorumdrehungen nimmt der 2-Takter auch die doppelte Spritmenge gegenüber dem 4-Takter gleichen Hubraums.

Also verdoppeln wir den Hubraum des 4-Takters und bekommen dann Ø 100 mm mal 170 mm Hub, was uns natürlich in der Drehzahl durch die hohe Kolbengeschwindigkeit reduziert, das Drehmoment aber um das etwa 1,5-fache ansteigen lässt.
Um mit den 2-Taktern gleichzuziehen, müsste das Drehmoment um das 2-fache ansteigen. Der energetische Nutzen liegt also gegenüber den 2-Taktern bei 75% abzüglich der Verluste durch den Ventiltrieb, die wiederum gegen den Verdichter bei den 2-Taktern gegengerechnet werden müssen.

So ein Gegenkolbenmotor macht also nur Sinn, wenn man aus weniger Hubraum und weniger Gewicht ein drehfreudiges Aggregat auf die Beine bekommt.

Eddi
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  #224  
Alt 18.12.2013, 01:02
Udolahr Udolahr ist offline
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Da aus England und der USA nichts kommt , zumindest nichts was jemals Marktreif wird sollten wir einen deutschen Gegenkolben bauen .
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  #225  
Alt 18.12.2013, 19:40
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Zitat:
Zitat von Udolahr Beitrag anzeigen
Da aus England und der USA nichts kommt , zumindest nichts was jemals Marktreif wird sollten wir einen deutschen Gegenkolben bauen .
Habe jetzt einfach mal weitergerechnet

Eddi
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  #226  
Alt 19.12.2013, 10:27
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Als Nachtrag eine nicht ganz so extreme Langhubberechnung

Eddi
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  #227  
Alt 10.01.2014, 20:37
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Zitat:
Zitat von Udolahr Beitrag anzeigen
Die Kolben sind zu kurz um im OT die Schlitze zu verdecken . Am unteren Ende des Kolbens mus ein Kolben Ring sein . Die Kolben sind nicht Rund , da blasen Frischluft und Abgase ins Kurbelgehäuse und tauschen sich aus . Also der wo das gezeichnet hat versteht vom Gegenkolben nicht gerade viel . Zudem macht man immer 3 Zwischenräder .
http://www.youtube.com/watch?v=G4Etan62cJA

Warum immer 3 Zwischenräder?

Geändert von Bernd (10.01.2014 um 22:07 Uhr)
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  #228  
Alt 10.01.2014, 21:38
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Zitat:
Zitat von alex_d9 Beitrag anzeigen

Warum immer 3 Zwischenräder?
Berechtigte Frage! Warum überhaupt Zwischenräder? Höchstens zur Platzersparnis.
__________________
Richtig saubere Finger bekommt man nur, wenn eine Hand die andere wäscht!

Geändert von Bernd (10.01.2014 um 22:07 Uhr)
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  #229  
Alt 12.01.2014, 13:15
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Zitat:
Zitat von huebi Beitrag anzeigen
Berechtigte Frage! Warum überhaupt Zwischenräder? Höchstens zur Platzersparnis.
Diese Frage hab ich mir auch gestellt.
Welche Alternativen gibt es zu den Zwischenrädern?

Kein Zwischenrad heisst dann, dass der Teilkreis der beiden Räder auf den jeweiligen Kurbelwellen dem Abstand der beiden Kurbelwellen entspricht.
Also wäre der Durchmesser bei einem Kurbelwellenabstand von 500 mm eben diese 500 mm. Das gäbe dann richtig grosse Umfangsgeschwindigkeiten und da werden dann wohl die Zähne und auch das Material nicht mitmachen wollen (Berstdrehzahl)

Jetzt könnte man Zahnriemen nehmenm das erfordert dann aber Riemenspanner, die auch mit den auftretenden Stossmomenten fertig werden müssen, ohne dass sich dieser Trieb aufschwingt. Da kommt schon einiges mehr an Wechselmomenten als an den schon bekannten Zahnriemen im Nockenwellenantrieb.
Das selbe gilt für die Zahngliederketten, die zwar geometrisch rund ablaufen aber auch mit Kettenspannern ruhig gehalten werden müssen.
Nimmt man Rollenketten, hat man keinen geometrischen Rundlauf sondern einen Vielecklauf, je nach Kettenradzähnezahl. Hier ist dann der Kettenspanner richtig gefordert.

Jetzt kommen noch die Riemen- und Kettengeschwindigkeiten und die Bruchlasten und die Dehnungen hinzu.
Ein Zahnriemen verträgt eine, gegenüber den Ketten, höhere Geschwindigkeit, er hat aber auch wesentlich mehr Dehnung, schwingt sich dadurch auch mehr auf bei den auftretenden Wechselmomenten.

Bei einem Zahnradzwischetrieb hat man diese Schwingungsprobleme nicht in dieser Grössenordnung aber man hat mehr Wälzverluste.

Jetzt zu der Anzahl der Zwischenräder:
Man kann den Abtrieb entweder an der Einlass- oder an der Auslasskurbelwelle anbringen.
Bei einer geradzahligen Anzahl an Zwischenrädern laufen die beiden Kurbelwellen gegensinnig, also würde die Abtriebsrichtung, je nach Kurbelwelle auch gegensinnig sein. Bei einem Bootsantrieb wäre das nicht weiter tragisch.

Will man einen Mittenabtrieb, kommt man um eine ungeradzahlige Anzahl an Zwischenrädern schwerlich herum.

Ein Argument ist natürlich auch die Zahnradgrösse, je mehr Zahnräder dazwischen, umso kleiner ist deren Teilkreisdurchmesser und umso kleiner deren Umfangsgeschwindigkeit.

Es wird wohl immer darauf ankommen, wie man den Antrieb einsetzen will.

Eddi
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Alt 12.01.2014, 17:46
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Es ist eine Freude zu lesen, was Eddi hier an Fundiertem schreibt. Danke.

Gruß Jo
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  #231  
Alt 12.01.2014, 22:40
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Wie sieht es aus mit einer Art Königswellenverbindung? Kegelradpaare, da könnte man die Drehrichtung ja relativ einfach festlegen. Außerdem wäre die Königswelle auch als Abtrieb vorstellbar, speziell im Einsatz als Außenbordmotor.
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  #232  
Alt 13.01.2014, 09:18
bachbleamle bachbleamle ist offline
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Zitat:
Zitat von huebi Beitrag anzeigen
Wie sieht es aus mit einer Art Königswellenverbindung? Kegelradpaare, da könnte man die Drehrichtung ja relativ einfach festlegen. Außerdem wäre die Königswelle auch als Abtrieb vorstellbar, speziell im Einsatz als Außenbordmotor.
Die Königswelle wäre natürlich eine Alternative zu den Zwischenzahnrädern.
Allerdings hat man dann ein zusätzliches Torsionselement zu den beiden Kurbelwellen.
Beim Einsatz von schräg verzahnten Stirnzahnrädern muss man natürlich auch die resultierenden Axialkräfte in beide Richtungen abfangen, das müsste man bei den Kegelrädern der Königswelle und den Kurbelwellen auch. Ga aber der Schrägungswinkel der Schrägverzahnten wesentlich kleiner ist als der Schrägungswinkel der Kegelräder, sind auch die Axialkräfte kleiner. Es wäre noch zu untersuchen, inwieweit sich die Torsionsschwingungen der Kurbelwellen auswirken bei gleichsinnig laufenden Kurbelwellen und bei gegensinnig laufenden Kurbelwellen, dann hätte man auch die Antwort darauf, ob sie gleichsinnig sein müssen, also 3 Zwischenräder oder ob sie auch gegensinnig laufen können bei 2 Zwischenrädern. Das Gleiche gilt dann auch bei der Königswelle.

Man hat dann aber noch die Nebenaggregate wie Einspritzpumpe und Kompressor, die ja auch angetrieben werden müssen. Zumindest die Einspritzpumpe muss formschlüssig angetrieben werden, ebtweder über einen Zahnriemen oder ein Zahnradpaar.
Bei der Königswelle käme eine zusätzliche Abtriebsebene hinzu, entweder auf der Königswellenseite, was schwingungsmässig sinnvoll wäre oder auf der gegenüberliegenden Seite, was die Torsion in der entsprechenden Kurbelwelle erhöhen würde.

Eddi
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Alt 14.01.2014, 09:43
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Wie groß wolllt ihr denn die Zahnräder der Königswelle machen ? Die Kräfte sind viel zu groß .
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  #234  
Alt 14.01.2014, 09:59
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Zitat von Udolahr Beitrag anzeigen
Wie groß wolllt ihr denn die Zahnräder der Königswelle machen ?
Etwa so groß, wie im Winkeltrieb eines großen Z-Antriebs.................
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  #235  
Alt 14.01.2014, 09:59
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Zitat von Udolahr Beitrag anzeigen
Wie groß wolllt ihr denn die Zahnräder der Königswelle machen ? Die Kräfte sind viel zu groß .
Gegen die Königswelle spricht vor allem der miserable Wirkungsgrad.

Eddi
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  #236  
Alt 15.01.2014, 10:52
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Zitat von bachbleamle Beitrag anzeigen
Zumindest die Einspritzpumpe muss formschlüssig angetrieben werden,

Nö... is bei HD Pumpen für CommonRail (noch)nicht nötig!!!!!
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  #237  
Alt 15.01.2014, 11:21
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Zitat von Bandit1973 Beitrag anzeigen
Nö... is bei HD Pumpen für CommonRail (noch)nicht nötig!!!!!
Eine common-rail-Pumpe ist ja auch keine Einspritzpumpe in landläufigem Sinne sondern nur ein Druckerzeuger.

Wird eine common-rail-Einspritzung eingesetzt, entfällt natürlich diese Anforderung nach einem formschlüssigen Antrieb

Eddi
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  #238  
Alt 29.01.2014, 10:03
Udolahr Udolahr ist offline
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