Ich glaube die 2 Takter benötigen einen höheren Öltrageanteil und werden daher mit einem geringeren Winkel geschliffen.
Ich habe auch was Interessantes im Netz gefunden. Ist sicherlich alles over the Top aber es geht ja auch darum, sich mit dem Thema auseinander zu setzen.
Aus einem anderem Forum habe ich folgende sehr interessante Informationen gefunden. Ist zwar mehr aus dem Rennbereich aber doch sehr informativ!
Einige Bereiche wie Kolben und deren Dichtungen hab ich mal weg gelassen, wird sonst zu lang. Habs auch per google übersetzen lassen, könnt also etwas unverständlich sein.
KOLBENRINGE:
„Die Ringe dichten die Kolben ab, um zu verhindern, dass Luft und Öl während des Ansaugtakts an den Ringen vorbei in die Verbrennungskammer gezogen werden. Während des Verdichtungstakts sorgen die Ringe dafür, dass die Luft/der Kraftstoff in der Verbrennungskammer bleibt und vorher vollständig komprimiert wird wird gezündet. Während des Arbeitstakts verhindern die Ringe, dass Druck an den Kolben vorbeibläst, da die brennenden Gase den Kolben nach unten drücken. Und während des Auslasstakts sorgen die Ringe dafür, dass alle verbrauchten Gase aus der Auslassöffnung gedrückt werden.
Ringe die während aller vier Phasen des Viertakt-Verbrennungsprozesses nicht gut abdichten, können das Leistungspotential eines Motors um 20, 30, 40 oder mehr PS reduzieren, je nach Hubraum, Verdichtungsverhältnis und Drehzahl des Motors.
Ringe, die während des Ansaugtakts undicht sind, verringern die Luftgeschwindigkeit und den volumetrischen Wirkungsgrad. Weniger Luft und Kraftstoff im Zylinder bedeutet weniger Leistung. Ringe, die während des Verdichtungshubs undicht sind, lassen einen Teil des Luft/Kraftstoff-Gemisches in das Kurbelgehäuse entweichen. Der unverbrannte Kraftstoff, der in das Kurbelgehäuse gelangt, verringert nicht nur die Kompression und Leistung, sondern verdünnt auch das Öl. Dies verringert die Schmiereigenschaften des Öls und erhöht gleichzeitig das Risiko von motorschädigendem Schlamm, wenn das Öl nicht oft gewechselt wird.
Ringe, die während des Arbeitshubs undicht werden, lassen einen Druckverlust zu, der sonst zum Herunterdrücken des Kolbens verwendet würde. Das resultierende Blowby lässt auch Ruß und Feuchtigkeit in das Kurbelgehäuse eindringen, um das Öl weiter zu zersetzen.
Und schließlich reduzieren Ringe, die während des Auslasstakts lecken, die Spüleffizienz, sodass im Zylinder verbleibendes Restabgas während des nächsten Einlasstakts Luft und Kraftstoff verdrängen kann. Wieder mehr verlorenes Leistungspotential. Blowby während des Auspuffhubs lässt auch mehr Ruß und Feuchtigkeit in das Kurbelgehäuse eindringen. Wenn der Motor einen Turbolader hat, der für die Ansaugverstärkung von der Abgasgeschwindigkeit abhängt, kann eine Ringleckage während des Auspuffhubs den Abgasstrom verringern, was den Ladedruck und die Leistung verringert.
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Reibung, die von den Ringen an den Wänden der Zylinder erzeugt wird, wenn sich die Kolben auf und ab bewegen. Die Ringreibung verbraucht mehr PS als die Nocke und die Stößel, der Nockenantrieb, die Kipphebel oder die Kurbelwelle. Von den drei Ringen in einem typischen Ringpaket macht der Ölring 60 bis 70 Prozent der von den Ringen erzeugten Gesamtreibung aus. Durch die Verringerung der Ringreibung durch Verwendung kleinerer, dünnerer Niederspannungsringe können Sie zuvor verlorene Leistung „wiederfinden“. Niederspannungsringe reduzieren die Reibung und ermöglichen es einem Motor, mehr nutzbare Pferdestärken zu erzeugen.
Dyno-Tests haben jedoch gezeigt, dass es möglich ist, die statische Spannung am oberen Ring zu stark zu reduzieren, was zu einem Verlust der Pumpeffizienz (Vakuum) beim Ansaughub führt. Wenn Sie beim Ansaugtakt nicht das gesamte Luft / Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder bekommen, ist es nicht da, um während des Arbeitstakts Leistung zu erzeugen.
Optimierung der Ringabdichtung
Die Ringe müssen mit den Kolben zusammenarbeiten, um die bestmögliche Abdichtung zu gewährleisten. Die Ringe verhindern Blowby, indem sie gegen die Nut im Kolben und gegen die Zylinderwand abdichten. Um die Abdichtung zu optimieren, sollten die Ringe also so flach wie möglich sein, so eng wie möglich in die Kolbennuten passen, den geringsten Endspalt haben, den der Motor sicher tolerieren kann, und so anpassungsfähig wie möglich sein, um gegen die Zylinderwand abzudichten.
Bei Motoren der Erstausrüstung späterer Modelle werden die Ringe oft näher an die Oberseite des Kolbens bewegt, um den Spalt zu beseitigen, in dem unverbrannter Kraftstoff eingeschlossen werden kann. Dies geschieht zu Emissionszwecken und zur Unterstützung des Kraftstoffverbrauchs. In einer Performance-Engine gilt die gleiche Logik. Je effizienter der Verbrennungsprozess ist, desto mehr Leistung erzeugt der Motor. Aber Strom erzeugt auch Wärme – viel Wärme in einem Hochleistungsmotor. Dies kann sowohl am oberen Ring als auch an der Kolbennut tödlich sein, wenn die Materialien die Hitze nicht vertragen. Für Leistungsanwendungen möchten Sie einen oberen Ring aus Sphäroguss oder Stahl. Verschleißfeste Seitenbeschichtungen wie PVD oder Nitrieren können den Ringen helfen, diese raue Umgebung zu überstehen. Die obere Nut im Kolben kann eloxiert oder beschichtet sein, um Mikroverschweißungen und Verschleiß zu minimieren.
Laut Scott Gabrielson von Federal-Mogul besteht eine Möglichkeit zur Verbesserung der Ringdichtung darin, das Profil der Ringnuten so zu modifizieren, dass sie die Ringe optimal stützen, wenn die Kolben heiß werden. Er sagt, dass ihre Sealed Power DDP-Kolben über eine exklusive „Thermal Arching Compensation“ (TAC)-Technologie verfügen, die eine leichte Aufwärtsneigung der Ringnuten erzeugt. Dies reduziert Blowby und verbessert die Ölkontrolle.
Laut Gabrielson ist es für Motorenbauer wichtig, sicherzustellen, dass die Ringe zu den verwendeten Kolben passen. „Wenn Sie Ringe von einem Lieferanten und Kolben von einem anderen kaufen, besteht immer die Möglichkeit einer Nichtübereinstimmung. Die Kolbennuten können zu flach oder zu tief für die Ringe sein, was zu einem ungenauen Abstand führt. Oder die Kolbennuten bieten möglicherweise nicht das richtige seitliche Spiel für die Ringe. Federal-Mogul bietet Kolben- und Ringsätze an, die perfekt aufeinander abgestimmt sind, um die bestmögliche Abdichtung zu bieten.“
Gabrielson sagt, dass die Anpassungsfähigkeit der Ringe exponentiell zunimmt, wenn die Dicke der Ringe abnimmt. Wenn Sie die Ringdicke um die Hälfte reduzieren, erhöht sich die Anpassungsfähigkeit um das 8-fache. Außerdem reduziert die reduzierte Spannung Reibungsverluste.
„Vor Jahren erzeugten die meisten Standard-Ölringe etwa 21,5 lbs. von Spannung. Im Vergleich dazu sind die heutigen dünneren Ringe etwa 7 bis 8 Pfund weniger oder etwa ein Drittel von dem, was sie früher waren.“
Bohrungsfinish
Unabhängig davon, wie viel Spannung die Ringe erzeugen, wird die bestmögliche Abdichtung mit einer runden, geraden Zylinderbohrung erzielt. Gabrielson sagt, dass ein Plateau-Finish immer am besten ist. „Wenn Sie das Finish nicht glätten, dauert es länger, die Ringe einzulaufen und zu platzieren. Das Schrubben wird schließlich sowieso ein Plateau-Finish erzeugen, warum also nicht gleich von Anfang an?“
Der Verzug der Zylinderbohrung kann sich negativ auf die Abdichtung auswirken, daher empfiehlt Gabrielson zur Minimierung des Verzugs das Honen mit Drehmomentplatten (Warmhonen ist noch besser!). Verwenden Sie immer eine neue Kopfdichtung und stellen Sie sicher, dass die Kopfschrauben mit dem gleichen Wert angezogen sind wie beim Einbau des Zylinderkopfs.
Jeff Guenther von Hastings Piston Rings bietet einige Vorschläge zum Erzielen eines ordnungsgemäßen Plateau-Finishs. Sie sollten ein Profilometer verwenden, um die verschiedenen Attribute der Oberflächenbeschaffenheit zu messen. Es gibt viele Parameter, die Sie messen können, aber diese drei sind entscheidend:
Rpk = Spitzenhöhe
Rk =
Kernrauheitstiefe Rvk = Taltiefe
„Ein normales Plateau-Finish mit Rpk 8 bis 12 Mikrozoll, Rk 25-35 Mikrozoll, Rvk 40 bis 50 Mikrozoll) ist ein guter Ausgangspunkt für den allgemeinen Gebrauch. Aber für eine Leistungsanwendung hätte ein optimiertes Finish die folgenden Parameter: Rpk kleiner als 12 Mikrozoll, Rk 20 Mikrozoll und Rvk von 40 Mikrozoll. Wenn es sich bei der Anwendung um einen Pro-Stock- oder NASCAR-Motor handelt, bei dem minimale Reibung eine höhere Priorität als Langlebigkeit hat, möchten Sie ein glatteres Plateau mit Rpk 3 bis 5 Mikrozoll, Rk 12 bis 18 Mikrozoll und Rvk von 20 bis 25 Mikrozoll “, sagt Günther.
Ed Kiebler von Rottler hat die folgenden Vorschläge gemacht, wie Sie mit einer Rottler HP6A-Maschine ein optimiertes Oberflächenfinish in harten Blöcken oder Hülsen für Pro-Stock-, Comp Eliminator-, NASCAR- oder ähnliche Motoren erzielen können:
Honen Sie die Bohrungen mit metallgebundenen Diamantsteinen 270/325 (Rottler-Teilenummer 514-9-14J) und Rottler-Kühlmittel auf Wasserbasis (Teile-Nr. 514-4-71C) auf die richtige Größe. Honen Sie bei 170 U/min und 56 U/min mit einer 35-prozentigen Schrupplast. Stellen Sie die Maschine dann in den Plateau-Modus mit einer 20-prozentigen Belastung für vier Hübe mit einem metallgebundenen Diamantstein mit 600er Körnung (Teile-Nr. 514-9-14G). Lassen Sie die Maschine im Plateau-Modus und ändern Sie die Hubzahl auf sechs Hübe mit 20 Prozent Last. Verwenden Sie spezielle Diamantsteine in flexibler (roter) Bindung (Art.-Nr. 514-9-18P). Der letzte Schritt besteht darin, mit Plateaubürsten (Best.-Nr. 514-9-14H) sechs Hübe bei 20 Prozent Last zu bewältigen. Dieses Verfahren erzeugt eine Oberflächengüte mit Rpk von 4 bis 6 Mikrozoll, Rk von 18 bis 22 Mikrozoll und Rvk von 28 bis 32 Mikrozoll.
Ringauswahl
Laut Bill McKnight von Mahle spielt die Ringauswahl eine wichtige Rolle bei der Optimierung der Leistung. „In einem Saugmotor mit maximaler Leistung sollten Sie das leichteste und niedrigste erhältliche Schleppringpaket verwenden. Bei einer Power-Adder-Anwendung müssen Sie auch an Ringmaterialien denken, die erhöhten Zylinderdrücken und der extremen Hitze standhalten, die von Lachgas, Kompressoren und Turboladern erzeugt wird.“
Laut McKnight kann ein aufgeladener Nitromethan-Dragrace-Motor einen 2,0 mm breiten oberen Kompressionsring in weniger als vier Sekunden direkt aus der Kolbennut biegen! Im Vergleich dazu kommt ein maximaler Saugmotor gleichen Hubraums mit einem 1,0 mm breiten (oder dünneren) Oberring meist gut zurecht. Er sagt, dass Motorenbauer bei der Auswahl von Ringen für einen bestimmten Motor alle Aspekte des Ringpakets sorgfältig berücksichtigen müssen, einschließlich Ringbreite, radiale Wandstärke, Grundmaterial, Belagmaterial, Ringspannung und Randspalt.
McKnight sagt, dass die Verringerung des vertikalen Ring-zu-Kolben-Abstands und des Nutrückseitenspiels dazu beitragen kann, den Zylinderdruckverlust zu verringern. Aber er warnt, dass es möglich ist, zu weit zu gehen. „Der obere Kompressionsring benötigt dahinter Verbrennungsdruck, um ihn während des Hochdruckabschnitts des Verbrennungszyklus gegen die Zylinderwand zu halten.
Herkömmliche Kolben verlassen sich auf ein berechnetes Seitenspiel, um einen Weg für Verbrennungsdrücke bereitzustellen, um hinter den Ring zu gelangen, ihn mit Energie zu versorgen und ihn gegen die Zylinderwand zu drücken. Wenn keine Methode wie Gasporting verwendet wird, um diese Hochdruckgase zur Rückseite des Rings zu leiten, können übermäßig enge Seitenabstände diesen Gasfluss einschränken und den Dichtungsprozess destabilisieren.“
Laut McKnight gibt es einen Leistungsvorteil, wenn Sie sicherstellen können, dass die Kolbenring-Dichtflächen und die Kolbennut-Dichtflächen flach und richtig sind. Jegliche Variation in einem von beiden wird ein Entweichen des Zylinderdrucks ermöglichen, was die durch die Minimierung der Abstände zwischen Ring und Kolbennut erzielten Gewinne negativ beeinflusst. Er sagt, dass sich die Optimierung der Nutpassung bei Volllast-Saugmotoren lohnt.
Kolben mit Gasanschluss (vertikal oder seitlich) helfen ebenfalls bei der Ringabdichtung. Die Öffnungen bieten einen direkteren Weg für den Zylinderdruck, um hinter den oberen Ring zu gelangen. Der Gasdruck hilft dabei, den Ring gegen die Zylinderwand zu drücken. Bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen trägt die Gasöffnung dazu bei, dass dünnere, leichtere Ringe stabiler sind, wodurch die Neigung zum Springen oder Flattern in der Ringnut verringert wird (was die Dichtung beschädigen kann).
Lücken beenden
McKnight sagt, der optimale Endspalt für einen oberen Kompressionsring ist, wenn Sie den kleinsten Spalt erreichen, ohne die Enden des Rings zusammenzustoßen, wenn die Ringe heiß werden. „Ein guter Ausgangspunkt für den oberen Kompressionsring ist 0,0045 Zoll pro Zoll Bohrungsdurchmesser für einen Saugmotor und 0,006 Zoll für eine Power-Adder-Anwendung.
„Der Endspalt des zweiten Rings sollte 0,005" bis 0,010" breiter sein als der Spalt des oberen Rings, um zu verhindern, dass sich Gas zwischen dem oberen und dem zweiten Ring ansammelt. Dies kann dazu führen, dass der obere Ring flattert oder springt und seine Dichtung verliert.“
In einer stark aufgeladenen oder Lachgasanwendung sagt McKnight, dass der zweite Ring immer mehr gezwungen wird, wie ein Kompressionsring zu wirken. Aus diesem Grund sagt er, dass es wahrscheinlich fast die gleiche Lücke haben sollte wie der obere Ring.
Kolbenringhersteller veröffentlichen in ihren Katalogen und auf ihren Websites Empfehlungen für Kolbenringe. Beziehen Sie sich immer auf diese Empfehlungen, da sie von einem Hersteller zum anderen je nach Art der verwendeten Ringe, der Beschaffenheit der Ringe und der Anwendung variieren.
Generell gilt: Je höher die Ausgangsleistung der Anwendung, desto mehr Endspalt sollten Sie für die Wärmeausdehnung berücksichtigen.
Im Speed Pro-Kolbenringkatalog von Federal-Mogul beispielsweise kann die Endgasempfehlung für eine typische 4-Zoll-Bohrung von 0,018 Zoll bis 0,020 Zoll für einen Drag-Racing- oder Ovalbahnmotor bis zu 0,024 Zoll reichen. bis 0,026" für einen aufgeladenen Motor.
Viele zweite Kompressionsringe sind heute Napier-Ringe, die dabei helfen, Öl von der Zylinderwand zu kratzen. Jack Bishop von NPR sagt, dass Napier-Ringe ein Vakuum zwischen den Ringen erzeugen, daher ist es eine gute Idee, die Lücke am zweiten Ring zu öffnen. Er empfiehlt, den zweiten Ringstoß um 0,2 bis 0,25 mm größer zu wählen als den oberen Ringstoß.
Bishop weist auch darauf hin, dass die Wärmeausdehnungsrate von Stahlringen geringer ist als die von Gusseisenringen. Folglich können Sie mit Stahlringen in der Regel etwas engere Stoßabstände fahren als mit Gusseisenringen.
Lückenlose Ringe
Die Frage, wo die Endabstände der Kolbenringe einzustellen sind, ist strittig, wenn Sie einen oberen Kolbenring in spaltfreier Ausführung verwenden. Bobby Chessman von Total Seal sagt, dass 90 Prozent der Pro-Stock-Dragracer seine Ringe wegen der Vorteile verwenden, die ein lückenloser Ring bietet: nämlich eine Reduzierung der Leckage um 10 bis 20 Prozent gegenüber einem herkömmlichen Kolbenring. „In der Regel sehen Leute, die einen spaltlosen oberen Kolbenring fahren, 3 bis 5 Prozent mehr PS. Das sind bis zu 40 PS bei einem großen Zollmotor.“
Laut Chessman stellt Total Seal auch herkömmliche Ringe her. Aber das lückenlose Design ist eine patentierte Funktion, die sonst niemand anbietet. „Ein Motorenbauer kann einen lückenlosen Ring entweder für den oberen oder den zweiten Ring verwenden“, sagt Chessman.
Installationstipps
Setzen Sie die Ringe in eine Bohrung ein und messen Sie den Stoßspalt mit einer Fühlerlehre. Passen Sie die Lücke nach Bedarf an, indem Sie nur eine Seite der Lücke feilen. Halten Sie die Lücke so quadratisch wie möglich. Dadurch können die Ringe mit dem kleinstmöglichen Spalt laufen.
Verwenden Sie immer einen Ringexpander, damit Sie die Ringe bei der Montage auf den Kolben nicht verdrehen oder verformen. Achten Sie darauf, dass die Ringe mit der richtigen Seite nach oben eingebaut werden (die Oberseite ist normalerweise mit einem kleinen Punkt markiert). Versetzen Sie außerdem die Position der Endlücken an allen drei Ringen um 180 Grad voneinander entfernt.
Stellen Sie sicher, dass die Zylinderbohrungen sauber sind, bevor Sie die Kolben und Ringe in den Block einbauen. Verwenden Sie heißes Seifenwasser, eine Scheuerbürste und viel Ellenbogenschmalz, um die Bohrungen gründlich zu reinigen. Wischen Sie mit einem sauberen weißen Lappen nach, um auf Rückstände zu prüfen, und ölen Sie sie dann vor dem Zusammenbau leicht ein.
Stellen Sie sicher, dass der Ringkompressor richtig angezogen ist, damit sich die Ringe nicht an der Kante des Zylinders verfangen, wenn der Kolben in die Bohrung gedrückt wird.
Verwenden Sie zum Einfahren von Motoren ein herkömmliches Öl oder ein spezielles Öl zum Einfahren von Motoren. Wechseln Sie dann nach 2.500 bis 3.000 Meilen zu einem synthetischen Motoröl, wenn Sie die Vorteile eines synthetischen Motoröls nutzen möchten.“ (2)
Zitate....
(1) Barun Kumar, Maschinenbauingenieur
(2) Larry Carley, Engine Builder Magazine
