Compressie verhouding berekenen

Berekenen van de compressie verhouding










Bij (Race)motoren hangt alles af van de efficiency omdat in veel gevallen de overige mogelijkheden zijn beperkt door homologatie. Het is dus zaak om zoveel mogelijk vermogen te zoeken daar waar het mogelijk en toegestaan is. Een van die mogelijkheden is om een zo hoog mogelijk compressieverhouding te zoeken.
Het basis principe is als volgt: Een druppel benzine heeft een bepaalde hoeveelheid energie. Als we die druppel in een zo klein mogelijke ruimte kunnen krijgen voor verbranding dan kan die druppel meer vermogen creeeren met dezelfde hoeveelheid energie...

De eerste stap in het bepalen van de compressieverhouding is het bepalen van de totale motorinhoud per cilinder. De motorinhoud wordt in principe bepaald door het volume van de op- en neergaande zuiger.
De formule is Pi/4 D2 x L
waarbij Pi = 3.14......, D = Diameter van de cilinder in mm en L= de slag in mm

Laten we uitgaan van een standaard MGB uit 1974 met een boring/slag van 80.3 x 88.9

.785 x 80.2 x 80.2 x 88.9 = 448.87 cc per cilinder (De totale motorinhoud is x4 = 1,795cc)

De volgende stap is het berekenen van de compressieverhouding (CR).

De compressieverhouding is niets anders dan de verhouding van het volume van de cilinder plus de inhoud van de verbrandingskamer als de zuiger op BDC staat ten opzichte van hetzelfde volume als de zuiger op TDC staat. Hoewel dit getal erg belangrijk is, is het niet meer dan een theoretische benadering van de werkelijkheid omdat aangenomen wordt dat de kleppen exact op TDC sluiten. In realiteit is dit nooit het geval. Ook het aspect "Volumetrische Efficiency" wordt in deze berekening niet meegenomen, maar dat terzijde.

Om verder te gaan met de berekening zijn er nog een aantal zaken die bepaald moeten worden. Dit zijn:
- Dome/Dish volume van de zuiger
- De zuigerspeling ten opzichte van het dek
- De dikte van de koppakking
- Inhoud van de verbrandingskamer

De zuigerspeling ten opzichte van het dek is het volume boven de zuiger (TDC). Vergeet niet dat de dikte van de koppakking als deze gemonteerd is een andere is dan wanneer de koppakking "nieuw uit de doos" komt. De gecomprimeerde dikte wordt gewoonlijk aangegeven door de fabrikant.

Laten we uitgaan van de volgende waarden:

Dish = 5cc
Zuigerspeling = 1mm
Koppakking = diameter 82mm en 0.9mm gecomprimeerd
Verbrandingskamer = 54cc

Volume Zuigerspeling (snelle methode)
Pi/4 D2 x L
.785 x (80.2x80.2) x 1 = 5.05cc

Volume Koppakking
Pi/4 D2 x L
.785 x (82x82) x 0.9 = 4.75cc


Het berekenen van de compressieverhouding gaat als volgt:

(Cilindervolume + Dome/Dish volume + Volume Zuigerspeling + Volume Koppakking + Volume Verbrandingskamer) / (Dome/Dish volume + Volume Zuigerspeling + Volume Koppakking + Volume Verbrandingskamer)

Dus:

(448.87 + 5cc + 5.05cc + 4.75cc + 45) / (5cc + 5.05cc + 4.75cc + 45)
508.67 / 59.8
8.51

Behoorlijk laag, zelfs voor een straat motor maar dat doet nu niet terzake.

In bovenstaand voorbeeld heb ik de snelle methode gebruikt voor het berekenen van het volume van de zuigerspeling. De correcte methode is om de zuiger te monteren met de bovenste zuigerveer en dan uit te literen met een burette. De ruimte rond de zuiger en boven de zuigerveer wordt dan ook gemeten. Het volume zal niet groot zijn maar elke cc is er een!

Racebenzine - Octaan is niet het belangrijkste

OCTAAN IS NIET HET BELANGRIJKSTE


Te vaak wordt er alleen naar het octaangetal gekeken bij het kiezen van een brandstof. Uiteraard is het octaangetal belangrijk maar brandstof is meer dan dat.
De vele andere additieven hebben een minstens zo grote invloed op de kwaliteit van de brandstof en zouden deel moeten uitmaken bij het kiezen van de juiste brandstof.

Het is namelijk heel wel mogelijk dat een brandstof met een lager octaangetal meer vermogen genereert als er goed gekeken wordt naar de overige additieven en hun invloed op het geheel. Ook is het heel goed mogelijk dat twee verschillende brandstoffen met hetzelfde octaangetal zich toch volkomen anders gedragen.

Ruwweg zijn er vier pijlers waarop de kwaliteit van de brandstof steunt:

1- OCTAAN

Het octaangetal is niets anders dan een waarde die is toegekend aan het vermogen van de brandstof om detonatie te weerstaan en heeft niets te maken met vermogen. Het verteld slechts dat het voor de motor mogelijk is om op een veilige manier dat vermogen te genereren.
het Octaangetal wordt vaak weergegeven als "Research Octane Number" RON, "Motor Octane Number" MON en/of "Pump Octane Number" (RON+MON/2)

Veel fabrikanten van racebenzine gebruiken alleen het MON getal. Laat u dus niet verwarren door RON waarden omdat de RON waarde vaak een vertekend beeld geeft van het werkelijke octaangetal.

Zo liggen de MON waarden ruwweg 10 punten lager, en de R+M/2 waarden 5 punten lager dan de getallen die u worden voorgeschoteld door benzine stations..........


2- VERBRANDINGSNELHEID

Hiermee wordt de snelheid waarmee de benzine zijn energie afgeeft en is een afgeleide van de verdampingsfactor. Vanzelfsprekend is de "tijd" waarin dit moet gebeuren bij hogere toerentallen veel korter dan bij stationair. Met Tijd bedoelen we hier de werkelijke tijd in (m)Sec en niet de tijd in krukasgraden.

De hoogste cilinderdruk vindt plaats rond de 20 graden ATDC. Als de brandstof dan nog niet volledig is verbrand zal het niet meer bijdragen aan het vermogen. De meeste (Race)benzines hebben daarom een hoge verbrandingsnelheid. Een bijkomend effect is dat het tevens de inlaat koelt. Het effectieve octaangetal is hierdoor dus hoger.


3- ENERGIEWARDE

De energiewaarde geeft de hoeveelheid potentiele energie weer en wordt uitgedrukt in BTU/lbs. Dit verschil is belangrijk omdat het benzine/lucht-mengsel wordt weergegeven in massa en niet in volume. Over het algemeen geeft Race benzine meer energie, en dus meer vermogen bij elke compressieverhouding en snelheid.


4- KOELEND VERMOGEN

Het koelende vermogen van de brandstof is direct gerelateerd aan de verdampingstemperatuur. Hoe hoger dit getal hoe groter het koelende effect van de brandstof.
Een koel mengsel heeft een kleiner volume zodat de vullingsgraad van de cilinder hoger wordt en meer vermogen gegenereerd kan worden.

Het octaangetal is dus niet het belangrijkste selectie criterium.

Stel uzelf tenminste de volgende vragen bij het kiezen van de juiste brandstof:

- Wat voor motor is het? Gezogen, Turbo, Supercharger, Nitrous?
- Wat is de compressie verhouding?
- Maakt de motor gebruik van O2 sensoren?
- In welke (race)klasse wordt er gereden?
- Welke voorschriften zijn er vwb het gebruik van racebenzine?

Turbo Chargers - Ontwerp en Werking

TURBOCHARGER BASICS


Een Turbo(charger) kan ruwweg onderverdeeld worden in de volgende drie hoofdgroepen:

- COMPRESSOR
- TURBINE
- LAGERS

COMPRESSOR

De werking van de compressor is te vergelijken met de werking van elke willekeurige centrifugale compressor met het enige verschil dat de Turbine hem aandrijft. Een ander verschil is dat een Turbo over het algemeen veel kleiner is dan een supercharger. Dit heeft alles te maken met de efficiency en het gekozen aandrijf mechanisme van de compressor. Omdat de Turbo veel kleiner is, is er dus ook een hoger toerental nodig om dezelfde opbrangst te genereren.

TURBINE

Het turbinegedeelte van de Turbo werkt op precies dezelfde wijze als het compressor gedeelte maar dan precies contra. De twee belangrijkste onderdelen zijnhet Turbinehuis en het Turbinewiel. Indien de turbo is uitgerust met een intern wastegate dan bevindt zicht dat hier.
Na het openen van de uitlaatklep worden de uitlaatgassen via het uitlaatspruitstuk naar het turbinewiel geleid waar een gedeelte van de kinetische energie wordt omgezet in de roterende beweging van de turbine. Uiteraard is het toerental van de turbine volkomen afhankelijk van de luchtsnelheid van de uitlaatgassen (en dus het toerental van de motor).

LAGERS

Het lagergedeelte van de turbo is verreweg het eest complexe deel. De lagers verbinden de Compressor met de Turbine. Tevens worden hier alle draaiende delen van de turbo gesmeerd en van (koelere)olie voorzien. De thermische- en mechanische belasting van de hoofdwas is bijzonder hoog. Juist om die reden zijn de onderdelen gemaakt van hoogwaardige kwaliteits materialen.
De hoofdas is gemonteerd in druklagers die continu worden gevoed met olie die zowel een smerend als koelend doel heeft. Twee belangrijke innovaties zijn steeds vaker terug te vinden in moderne turbo's:

1- water-, en oliegekoelde kogellagers
2- oliesmering en oliekoeling voor de hele unit

Een kogellager is over het algemeen duurzamer, en efficienter in het overbrengen van kinetische energie op het compressorwiel. Dit draagt zowel bij aan de levernsduur als de performance. Water voert warmte veel beter af dan olie en zorgt dus voor een efficientere stabilisering van de temperatuur in het turbo-huis.


DE BASIS

Hoewel we hier spreken van "basis" is een turbo dat zeer zeker niet. Een turbo is een hoogwaardig en ingewikkeld systeem waarvan elk component van cruciaal belang is voor de werking van het gehele systeem.
Een Turbo bestaat in principe uit de volgende onderdelen:

- Turbo
- Uitlaatsysteem
- Wastegate
- Blow-Off (of Bypass) klep
- Olie aan- en afvoer leidingen
- Intercooler (optioneel)


TURBOCHARGER

De namen zijn exotisch en later veel aan der verbeelding over. U heeft vast wel eens de namen T25, T3/T4 horen vallen. Deze benamingen refereren naar de maat en de potentiele flow van de Turbo. Fabrikanten zoals Garrett brengen hun tubo's onder in families waarbij allen een bepaalde mechansche eigenschap hebben. Over het algemeen kan aangenomen worden dat een hogere typering ook een hogere flow aangeeft. Er zijn ook hybride versies waarbij bijvoorbeeld een Turbine uit een lagere series is geplaatst in een Turbo van een hogere serie met het doel om een hogere flow te genereren bij lagere toeren. Hierdoor wordt dus een combinatie gemaakt die de voordelen van beide systemen in een systeem onderbrengt.


UITLAATSYSTEEM

Om een Turbo te kunnen monteren is een aangepast uitlaatsysteem van essentieel belang. Gewoonlijk wordt gebruik gemaakt van gietijzeren uitlaatspruitstukken en niet zonder reden. Gietijzer kan de de hoge druk en temperatuur van de uitlaatgassen veel beter aan dan de dunwandige (custom-made) uitlaatsystemen. Bovendien is het bijna onmogelijk om een turbo, vanwege het formaat en de hitte, netjes weg te werken. Om kort te gaan is het gebruik van een standaar gietijzeren uitlaatspruitstuk ruim voldoende voor auto's van 400-500hp.


WASTEGATE

In principe is een Turb "zelfvoedend". Dat wil zeggen dat als er meer uitlaatgassen zijn (meer RPM), er automatisch ook meer turbodruk (boost) gegenereerd wordt. het is niet moelijk voor te stellen dat een Turbo zichzelf steeds verder opdraait. Juist om deze reden is de montage van een Wategate essentieel. De Wastegate wordt bediend door een vacuum-signaal vanuit het inlaatspruitstuk. Meer precies de absolute druk in het inlaatspruitstuk. In gelsoten toestand voert de wastegate de uitlaatgassen naar de turbo toe, en in geopende toestand leidt het de overtollige druk af naar buiten. Dit beinvloed direct de toevoer naar de Turbine en de opgewekte boost van de turbine.

Er zijn twee soorten Wastegates: Intern en Extern. Beiden hebben hetzelfde doel maar bereiken dat doel op een verschillende manier. Interne wastegates zijn gemonteerd in de Turbine, en voeren de uitlaatgassen langs het turbinewiel. Een nadeel is dat dit systeem extra turbulentie veroorzaakt waardoor de druk in het uitlaatsysteem onnodig oploopt (vermogensverlies).
het Externe wastegate wordt normaliter gemonteerd voor de Turbo in het uitlaatspruitstuk. Bij het afvoeren van uitlaatgassen wordt een secundaire route gecreeerd die er voor zorgt dat de uitlaatgassen niet door de Turbo gaan en dus de vorming van negatieve turbulentie tegengaat. Ook zijn externe wastegates veel accurater in het controleren van de turbodruk.


BLOW-OFF VALVE:

Een blow-off valve heeft twee grote voordelen. Ten eerste controleert het de maximum druk in de Tubo en ten tweede reguleert het de druk veranderingen in het inlaatspruitstuk. Hoewel de Wastegate de maximumdruk al reguleert is het de Blow-off valve die bijspringt als er grote drukveranderingen (pieken) zijn. In basis is een Blow-off valve een klep met een veer die bij een te grote druk in het inlaatsysteem de druk al voortijdig terugbrengt tot normale niveaus. Dit kan voorkomen bij het schakelen op hoge toeren of rijden met "vol-gas". Dit heeft meerdere voordelen. Door de druk te reguleren in het inlaatspruitstuk zorgt de Vlow-off valve er ook voor dat een te hoge druk de turbo (vanaf de Turbine kant) afremt. Een turbo op hoge toeren zal willen blijven pompen terwijl de druk in het inlaatspruitstuk al te hoog is. Dit kan het inlaatspruitstuk ernstig beschadigen.


INTERCOOLER

Een Intercooler is het meest belangrijke gedeelte van een geblazen systeem en is zijn geld dubbel en dwars waard bij systemen met meer dan 8psi boost. Compressie betekent immers warmte en warme lucht in een motor is niet efficient en zeker niet verstandig. Een geblazen systeem van 8psi kan de inlaattemperatuur wel doen stijgen tot meer dan 200F (94C) met een groot risico op detonatie. Een hogere inlaattemperatuur betekent immers ook een lagere luchtdichtheid.
Juist daarom is het gebruik van een Intercooler raadzaam omdat het de luchttemperatuur terugbrengt tot een aanvaardbaar niveau. Er zijn twee soorten intercoolers, lucht-op-lucht en water-op-lucht.
Lucht-op-Lucht Intercoolers zijn relatief goedkoop en eenvoudig te monteren maar zijn vaak erg groot en moeten op de juiste plaats gemonteerd worden om effectief te zijn. De maximale efficiency die een lucht-op-lucht intercooler haalt is bijna nooit meer dan 80% van de omgevingstemperatuur. Lucht-op-water systemen zijn daarentegen veel compacter maar ook complexer. Het grootste voordeel is efficiency (meer dan 100%). Ook de plaastsing van de intercooler is minder belangrijk dan die van een lucht-op-lucht intercooler al moet er wel een goede aanvoer van gekoelde vloeistof (water) zijn.

Kleppen - Materialen

Inlaat- en uitlaatkleppen zijn tegenwoordig verkrijgbaar in vele vormen, maten en materialen. In dit artikel gaan we wat dieper in op de verschillende materialen.









STELLITE
Stellite is een harde coating die wordt gebruikt op de klepsteeltips. Stellite is een niet-magenetische chroom-kobalt legering. In sommige gevallen wordt er ook Tungsten in verwerkt. Stellite is zeer temperatuur bestendig. Stellite wordt vaak gebruikt in combinatie met Stalen- en/of Roestvaststalen kleppen.

SODIUM GEVULD
Dit type klep heeft een holle klepsteel die is gevuld met Sodium. Het gevolg is een gewichtsreductie en een beter vermogen om hitte te geleiden. Er wordt gezegd dat dit soort kleppen extra slijtage aan de klepgeleiders geeft maar hierover zijn de meningen verdeeld.
De holle klepsteel is voor ca 60% gevuld met een metallisch sodium mengsel dat smelt bij een temperatuur van ongeveer 206F (97C). De inertia verplaatst dit mengsel bij een gesloten klep naar de klepzetel, en bij een geopende klep naar de klepsteel en geleid de warmte afwisselend naar de klepgeleider en de klepzetel.

HOLLE KLEPSTELEN
De reden om kleppen met een holle klepsteel te gebruiken is hoofdzakelijk als gewichtsbesparing (ca 10%)

ROESTVASTSTAAL
Roestvaststaal is er in vele legeringen. Het meest gebruikte materiaal is EV8. De kleppen zijn gemaakt uit een stuk. Alhoewel EV8 gebruikt kan worden voor zowel in- en uitlaatkleppen worden de uitlaatkleppen vaak gemaakt van een meer hittebestendig materiaal (bv XH-428).
Deze kleppen hebben bijna altijd een stellite tip omdat roestvaststaal niet gehard kan worden. Als een roestvaststalen klep geen stellite tip heeft dan is het gebruik van geharde lashcaps zeer aan te bevelen.

TITANIUM
Titanium heeft verreweg het hoogste gewicht/sterkte ratio dan elk ander bekend metaal. Als puur materiaal is titanium bij een gelijke sterkte ongeveer 45% lichter. Het titanium dat gebruikt wordt voor kleppen is vaak een legering met andere materialen zoals koper en molybdeen. Dit soort kleppen kunnen uit een of twee stukken bestaan.
Het proces dat gebruikt wordt om de twee delen aan elkaar te "lassen" is zo effectief dat het een betere en sterkere verbinding geeft dan een klep die uit een stuk is gemaakt.
De klep wordt na dit proces verder bewerkt zodat er een "inlay" coating geplaatst kan worden. Hierna volgt nog een plasma coating voordat de klep kan worden geslepen en gepolijst.
De klepsteel (valve-tip) wordt voorzien van een coating (Keramisch, Diamond, PlasmaVaporDeposition, CrN-Chrome Nitride, ChemicalVaporDeposition of DiamondLikeCarbon) zodat lashcaps gebruikt kunnen worden.

Holle titanium kleppen leveren een gewichtsbesparing van 10% bij een holle klepsteel, en nog eens 6-8 gram bij een holle klepzetel. Hierbij kan het nodig zijn om de klep te verstevigen al naar gelang de grootte van de klep.


Voorzorgsmaatregelen

- Raak de klep niet met blote handen aan. Vingerafdrukken (zuren) kunnen de coating aantasten. Gebruik handschoenen of wrijf de klep in met olie.
- Gebruik NOOIT een klepslijppasta als de klep is gecoat (PVD)
- Vervang de klepzetels bij elke rebuild. Het contactvlak moet tenminste 1mm zijn.
- Gebruik voor de klepzetels een zacht materiaal zoals (nikkel)brons, Ampco45 of nodulair gietijzer met een hardheid van ten hoogste RC32
- Ampco45 heeft een kopergehalte van ongeveer 80% die de zetel zeer goede thermische eigenschappen geeft, en een nikkelgehalte van 5% dat juist genboeg hardheid geeft. het overige aluminum bestanddeel geeft de zetel een perfecte "zachtheid" voor gebruik in combinatie met titanium kleppen.
- Gebruik altijd lashcaps als de klepsteel niet is voorzien van een stelite tip
- Alleen als de klep is gecoat met Chrome-nitride dan kunnen gietijzeren en beryllium-koper klepzetels gebruikt worden

Titanium kleppen zijn erg licht en worden gebruikt wanneer het gewicht een grote invloed heeft op de motorprestatie bij hoge toerentallen. Vanwege het lage gewicht kunnen dit soort kleppen ook goed gebruikt worden in combinatie met nokkenassen met agressieve profielen. Bovendien kunnen er klepveren gebruikt worden met lagere waarden. Een bijkomend voordeel is dat de lagere klepveerdruk ook minder slijtage op de nokkenas geeft.
Titanium kleppen zijn minder geschikt voor applicaties met hoge temperaturen zoals Turbo's, Superchargers en Nitrous.


NIMONIC 90
Nimonic is een nikkel-chroom-kobalt-legering en wordt gebruikt als basis materiaal voor high performance kleppen en is bestand tegen eer hoge temperaturen (2000F - 1100C). Dit soort kleppen wordt gebruikt in high-boost turbo motoren.

INCONEL
Inconel is geen materiaal maar een trademark voor een bepaald soort nikkel-legering. Inconel legeringen zijn zeer goed bestand tegen corrosie en oxidatie en worden hoofdzakelijk gebruikt bij hoge temperaturen. Inconel is zeer vormvast, licht van gewicht en thermisch stabiel.
Een Inconel legering kan bestaan uit: Carbon, Mangaan, Silicium, Forfor, Zwavel, Nikkel, Kobalt, Chroom, Ijzer, Aluminium, Molybdeen, Titanium, Boron en Koper waarbij Nikkel en Chroom het grootste aandeel hebben. inconel kleppen worden gebruikt in combinatie met Turbo's, Superchargers en Nitrous.

Remmen en Remblokken (1) - Het Systeem

REMMEN EN REMBLOKKEN


Er zijn drie redenen waarom een remsysteem niet functioneert:







1) Onvoldoende druk in het systeem.

De meeste remvloeistoffen zijn hygroscopisch (nemen water op). Vervang daarom ten minste elke 2 jaar de remvloeistof en gebruik een DOT 4 of 5.1. Voor race applicaties zijn er speciale remvloeistoffen te koop die een hogere bedrijfstemperatuur aan kunnen.
De (rubber) slangen kunnen poreus zijn geworden. Dit kan een reden zijn dat het rempedaal sponsachtig” aanvoelt. Vervang de slangen en monteer liefst slangen met een stalen ommanteling zodat expansie tot een minimum blijft beperkt.
Er is slijtage aan de piston, of de piston kan niet vrij bewegen. Deze vorm van slijtage komt geleidelijk en valt daardoor minder snel op.


2) Onvoldoende warmte afvoer

Zelfs een zeer efficiënt remsysteem houdt op te functioneren als de remblokken hun hittegraad overschrijden. Hoe hard het rempedaal ook wordt ingetrapt, het helpt niets. Normaliter ligt de werktemperatuur van “straat” motoren maximaal zo rond de 450C. Voor race en rally gebruik kan dit oplopen tot wel 700C. Het gebruik van geventileerde remschijven kan bijdragen aan een efficiënte warmte afvoer zodat het systeem langer zal blijven functioneren. Ook het gebruik van gegroefde remschijven is aan te bevelen. Ten eerste vanwege de warmteafvoer en ten tweede omdat de groeven niet alleen het remstof direct afvoeren, maar ook omdat ze de vorming van gasbellen tussen de rotor en het remblok tegengaat.


3) Onvoldoende remoppervlak

Om het remvermogen positief te beïnvloeden kunnen er grotere remschijven en grotere remblokken gemonteerd worden, maar dit alleen is niet voldoende. De meeste remsystemen maken gebruik van een enkele piston. Om het effectieve remoppervlak te vergroten is het aan te raden om remsystemen te gebruiken met 2 of meer pistons. De druk wordt gelijkmatiger verdeeld en het totale oppervlak van het remblok wordt dan benut. Ook kan een kromme remschijf het remvermogen negatief beïnvloeden. Laat daarom altijd de remschijven slijpen (of monteer nieuwe) als de remblokken worden vervangen.
Voorrem en Achterrem
Uiteraard zijn beide belangrijk maar de invloed van de voorrem is ongeveer 75-90% van het totale remvermogen. Dit heeft alles te maken met de gewichtsverdeling en de voorwaartse beweging van het dynamische “center of gravity” tijdens het remmen.

ONTLUCHTEN

Het kan erg frustrerend zijn als het ontluchten van het remsysteem niet lukt en er luchtbellen in blijven zitten. Let voor het ontluchten op de volgende zaken:

1) Controleer het systeem visueel op lekkage

2) Begin de diagnose altijd bij de hoofdremcilinder. Demonteer de remleiding en sluit het systeem af. Als het rempedaal “hard” aanvoelt functioneert de hoofdremcilinder goed en ligt het probleem ergens anders.

3) Demonteer de remleiding bij de splitsing (daar waar de leiding wordt gesplitst naar de linker en rechter remklauw) en sluit een van twee af. Voelt het rempedaal hard aan dan ligt het probleem bij de gedemonteerde remklauw. Is het rempedaal zacht dat is de aangesloten remklauw het probleem.

4) Zorg er altijd voor dat de wielen niet vrij hangen. De lagere positie van de remklauwen kan er voor zorgen dat de luchtbellen niet kunnen ontsnappen.

Vuistregels (1) - Kleplift en Flow

Meer Lift Is Niet Altijd Beter

Een veel gehoorde vuistregel is:
"Maximum flow (lift) is 1/4 klepdiameter"
Nu zijn vuistregels heel erg handig maar ik accepteer ze pas als ik ze kan verklaren.

Laten we eens kijken of het klopt...





De onderstaande formule beschrijft de maximum flow die in theorie behaald kan worden bij een gezogen motor. Meer precies beschrijft het de samenhang tussen de lift voor maximale flow en het effectieve klepoppervlak

Zoals u straks zult zien is het lang niet zo ingewikkeld als dat het lijkt.

Maar goed, laten we eerst iets eenvoudiger beginnen.

Het is gemakkelijk voor te stellen dat, hoe groot de inlaat poort ook is, er nooit meer mengsel door kan, dan het oppervlak van de klep minus het oppervlak van de doorsnede van de klepsteel.
Als we de klep van boven bekijken gaat het dus om het grijze oppervlak.

Laten we uitgaan van een klepdiameter 40 en een klepsteel diameter van 8mm. Het effectieve oppervlak berekenen we dan als volgt:

Oppervlak klep --> 1/4 Pi x de klepdiameter (40) in het kwadraat = 1,256mm2 MINUS
Oppervlak klepsteel --> 1/4 Pi x de klepsteeldiameter (8) in het kwadraat = 50.24mm2
Het Effectieve oppervlak wordt dan: 1256 - 50.24 = 1,205.76mm2

Dit getal houden we in gedachten.

LIFT

Als de klep open gaat onstaat er een manteloppervlak dat naarmate de klep verder opengaat een groter oppervlak krijgt.
De onderstaande tekening geeft dit schematisch weer.

Dit manteloppervlak kunnen we per liftwaarde berekenen en zal op enig moment gelijk zijn aan het effectieve oppervlak van de klep. Dit is de lift waarbij de flow maximaal is. Meer lift zal dan nog maar weinig extra bijdragen.

In het onderstaande rekenschema heb ik zowel het effectieve klepoppervlak als het manteloppervlak per liftwaarde berekent en met elkaar vergeleken.
Zoals u ziet wordt de maximale flow bereikt bij een kleplift van 9.6mm. Dit staat gelijk aan 24% van de klepdiameter.

Als we deze berekening loslaten op verschillende kleppen komen we steeds uit op een waarde die zo rond de 25% ligt.

.....wat mij betreft is de vuistregel "Maximum flow (lift) is 1/4 klepdiameter" bewezen.