144mm/19mm Pleuel Standfestigkeit

Hallo Leute,

wir hatten hier kürzlich ne Diskussion im Freundeskreis. Es geht um die Serienpleuel mit 144mm/19mm Kolbenbolzen. Kann jemand Werte nennen, vlt auch irgendwie belegbare Werte, wie hoch die tatsächliche Belastbarkeit/Standfestigkeit dieser Pleuel ist?

Im Allgemeinen gibt es ja immer nur die Aussagen wie:
- 20mm müssen sein.
- die Serienpleuel werden schon mit Chiptuning krumm
- auf jeden Fall umrüsten
usw.

Hat vlt jemand Erfahrungswerte zu Drehmomentwerten, die damit fahrbar sind? Klar, wenn man zu früh zu viel Drehmoment schiebt, kann jedes Pleuel bald krumm sein oder es gibt vlt. Lagerschäden. Mit Fehlzündung/Vollastklingeln gibt es sicher auch Probleme. Aber wenn man man mal von einem gut funktionierenden Motor ausgeht, wo liegen die Grenzen?

Das Ganze kann gerne als akademische Diskussion laufen, praktische Erfahrungen sind aber auch gern gesehen.
Ich brauche Argumente.

Es kommt darauf an wo du für einen Verbrennungsschwerpunkt hast und wo die Druckspitze liegt.

Wenn mich die Leute fragen, warum ich indiziere (Verbrennungsdruck messe) erkläre ich das immer so.

Fahrradpedal steht senkrecht (also ganz oben im OT beim Motor), wenn du dann mit aller Kraft senkrecht drauftrittst, passiert nicht viel. Die ganze Kraft geht auf die Lagerschale bzw. den Kolbenbolzen. Pedal bewegt sich nicht. Materialbelastung hoch
Wenn man hingegen das Pedal zu weit nach hinten zu liegen hat, also es fast waagerecht ist und man dann rauftritt, verschenkt man viel Kraft. Materialbelastung sinkt gleichzeitig.
Bei 9 Grad nach OT hingegen, wird das Material nicht so stark belastet und man hat Power.

Hier ein Grafik dazu.Anhang 334962

Der tiefste Punkt ist der OT 0 Grad (gelber Cursor). Ich lasse mir die Winkel OT bezogen ausgeben. Blau ist der Zylinderdruck.

Wenn du dir deinen 19-er Kolbenbolzen anschaust, kannst du dir über die Materialwerte genau ausrechnen. Bei Welchem Winkel welche Kraft auf den Bolzen wirkt und wann er nachgeben würde.

Anhang 334961

Hier mal eine Grafik mit Unterschiedlichen Zündwinkeln und Sollfüllungen und dem daraus resultierenden Moment. Dann wird vielleicht einiges noch klarer oder auch nicht.

MFG TAZ

Danke Taz, dass Du direkt mit eingestiegen bist. Gehen wir doch einfach einmal von den obligatorischen 9°n.OT aus mit vollem Verbrennungsdruck.

Leider habe ich keinen 19er Kolbenbolzen vorliegen, sonst könnte man die Querscheerkräfte tatsächlich einmal durchrechnen, bzw. die Grenzen des Bolzen. Dazu kommt ja dann auch die Frage nach der freien Fläche zwischen Pleuelauge und Kolben mit dem entsprechenden Kraft-/Belastungsgefälle.

Hast Du denn vlt einfach ein paar praktische Erfahrungswerte, bis wohin es Sinn macht, noch nicht zu anderen Pleueln zu greifen? Versteh mich nicht falsch, ich habe 20mm Pleuel mit H-Schaft drin. Aber darum gehts mir hier nicht. Der Hinweis mit dem Fahrradpedal ist gar nicht schlecht. Damit kann man das Problem bei solchen Diskussionen eigentlich ganz gut verdeutlichen.

Wenn ich mir das Diagramm - danke dafür - ansehe, macht es am meisten Sinn, sich die tatsächlichen Werte erstmal auszurechnen.

Kann ich dir nicht sagen, ich habe noch nie Pleuel verbogen :-)

Es gibt noch andere Werte, die so wie im Diagramm herausgefahren werden. Zum Bsp. ändert sich die Schwerpunktlage auch bei Lambdaänderugen usw..

MFG TAZ

Stimmt. Das hatte ich jetzt gerade gar nicht mit bedacht.

Kurbeltrieb berechnen und in Sigma zulässig (mit Pleuelwerkstoff) einsetzen.

@Taz: Kannst du die Einheiten deiner Grafik bitte nachreichen?

Danke

Gruß

Hey danke für den Hinweis.

Damals im Maschinenbaustudium, dass ich nicht beendet habe - nur 4 Semester sinds geworden - haben wir schon einiges berechnet. Kurbeltriebe waren nicht dabei. Ich habe mir die Berechnungsgrundlagen dafür aus dem Netz herunter gezogen. Allerdings haben wir ja einige Größen nicht. Mal unabhängig davon, dass Materialwerte fehlen, ist es ja ein dynamisches System, was auf der einen Seite schwingt und auf der anderen oszilliert und daher sicher auch Schwingungen 1.-3. Ordnung im System, sprich letztlich im Pleuel hat.

Die Auslegung des Kolbenbolzens interessiert mich hier ja nur erstmal am Rande. Mir ging es erstmal um die Auslegung der Pleuel. Die Druckbelastung in Maximalauslenkung ist dabei ja nur ein Wert und da es mir ja auch nicht um das Bruchverhalten sondern um das Biegeverhalten geht, muss ich mir alles erstmal durch den Kopf gehen lassen.

Ist es nicht so, dass das Pleuel zum einen vom Material her in Schwingung versetzt wird, eben durch die pleueltypische Bewegung, und dann, quasi nebenher, den entsprechenden Stoßimpuls bekommt, wobei eben nicht immer ganz klar ist, bei welcher Drehzahl hier die höchste Druckspitze auftritt, die eben dann zur Pleuelbiegung führen kann? Klar, ich habe die Grafik von Taz gesehen.

In einem Beitrag erwähntest Du, Taz (Norbert, richtig?) einmal, dass bei 200PS ca. 120bar mittlerer Verbrennungsdruck und bei 300PS 130 bar mittlerer Verbrennungsdruck im Zylinder vorhanden sind. Man bewegt sich also irgendwo dazwischen. Auch stand da, dass man ab 300PS mit Verstärkungsmaßnahmen anfangen sollte. Ich gehe davon aus, dass wir uns dabei so im Bereich von 450Nm bewegen? Bei Nenndrehzahl dann aber vermutlich etwas weniger?

Jetzt könnte man über die Querschnittsfläche des Kolben zumindest mit den 120-130 bar eine Kraft runter rechnen, die aufs Pleuel wirkt.

Ich denke, der Knackpunkt ist das Schwingverhalten des Pleuels/des Systems. Bei rein statischer Berechnung wird man wohl auf deutlich höhere maximale Werte kommen als bei dynamischer Betrachtung.

Die x-Achse ist in Grad. Winkelsprünge sind hierbei immer 3 Grad, wo bei es auf die Verarbeitung des Geberrads ankommt. Winkelmarkengeber hatte ich mal, habe ich dann aber wieder verworfen.

Druckachse sind bar. Hier in der Grafik war das ein Opel mit 2.2 Liter und Kistler Sensor von einem Kumpel von mir.
Ich verwende den aber seltener, da dieser nicht Serieneigenschalten hat. Bei den anderen Sensoren mit Serienkerzeneigenschaften wird die Druckspitze erst durch Filter so deutlich, da diese Pfeifenschwingungen haben. Diese wären für die Anschauung nicht so gut. Auto macht zur Zeit bei 0,9bar 380Ps.

Mitteldruck ist weniger entscheidend, sondern Spitzendruck für die Belastung des Pleuels bzw. des Kolbenbolzen. Aber den Mitteldruck welches man aber über Integration des Verbrennungsdrucks errechnen kann, erhält man das Drehmoment.

MFG TAZ