Kohlefaser Kolben

Dieses Thema im Forum "Motor" wurde erstellt von Raziel, 09.11.2009.

  1. Raziel

    Raziel Senior Mitglied

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    He leute ich wollte mal wissen ob ihr von sowas schon mal gehört habt und wie eure erfahrungen waren!
    hab hier ne bekannte die verkauft die dinger und bin am überlegen ob die vieleicht sinn machen.
    hab gerade im netz gelesen das die kolben für turbo motoren ungeeignet sind da sie keine wärme abführen können sonder diese speichern.
    vorteil wäre nur das sie leichte sind und hitze beständiger.
    Was meint ihr dazu??
     
  2. AdMan

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  3. #2 --Sunny--, 09.11.2009
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    Hi,

    ich sag spontan nur das dazu -> klopfgrenze

    greetz
     
  4. Raziel

    Raziel Senior Mitglied

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    Würde man das mit einem freien ecu in den griff bekommen?
     
  5. #4 --Sunny--, 09.11.2009
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    Hi,

    prinzipiell ist alles in den griff zu bekommen,

    weniger zündung, mehr sprudel -> weniger leistung

    eine andere betrachtungsweise wäre:

    wenn solch kolben super wären, dann würden sie warschenlich schon seit einigen jahren im motorsport verwendet, mir ist aber nichts bekannt

    greetz
     
  6. Raziel

    Raziel Senior Mitglied

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    naja mir wurde gesagt das die sogar bei den 24 stunden rennen verbaut werdenbzw getest worden sind und das ohne probleme wohl.
    versuch gerade die internet seite raus zu bekommen.
    wenn ich sie hab werd ich hier nen link einfügen.
     
  7. #6 Labrador, 09.11.2009
    Labrador

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    alles was aus anderem material als die laufbuchsen ist und sich bei hitze/druck anders ausdehnt würde ich eher ungern verbauen.
    findest du das net bisl risikoreich?
     
  8. Hafkai

    Hafkai Mitglied

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    Das ist doch aber normal bei Motoren, meistens bestehen die Laufbuchsen aus Gusseisen oder irgend einem Stahl, die Kolben bestehen eigentlich immer aus Aluminium.

    Die Kohlenstoffkolben sind wohl für einen Alltagswagen sehr vorteilhaft, weniger Schadstoffemissionen, bessere Notlaufeigenschaften und geringerer Ölverbrauch. Dafür aber auch deutlich geringere Festigkeit gegenüber Aluminium. Wenn man sich mal entsprechende Tabellen anschaut sieht man das die Kolben erst bei sehr hohen Kolbentemperaturen einen vorteil hätten.
     
  9. Raziel

    Raziel Senior Mitglied

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    also ich habe gerade noch mal telefoniert!
    sie meinte zu mir das das carbon graliet kolben wären.
    und das die super geignet wären für turbo motoren.
    sie meint die sind ganz neu auf dem marckt und die website wird auch gerade erst aufgebaut.
    naja schauen wir mal... ... ...

    ändert das was an der sache?
     
  10. #9 morscherie, 09.11.2009
    morscherie

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  11. #10 --Sunny--, 09.11.2009
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    Hi,

    dann gibt es wohl beinahe keinen motor für dich :D

    in der regel sind die block- und kolbenwerkstoffe verschieden, die ungleiche wärmeausdehnung wird über das laufspiel kompensiert

    laufbuchsen sind dann auch eher die ausnahme

    greetz
     
  12. Quite

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    Kohlefaserkolben haben wir vor einiger Zeit bei uns an der Uni gestestet, wobei der Begriff ansich nicht ganz korrekt ist da es sich dabei um ein termisch verglasten Komplex handelt worin die Faser ansich nicht als einzelnes existiert.
    Bei Hubkolbenmotoren sind sie verwendbar, die Wärmedehnung ist nahezu Null, Wärmeableitung ist geringer als bei Aluminum aber im Rahmen. Die Beständigkeit ist dagegen exelent da der Werkstoff jenseits der 3000°C in die Knie geht und auch die Festigkeit ist enorm, die Reibung ist minimal und die Ausfallsicherheit in folge Schmiermittelmangel recht hoch.
    Allerdings erkauft man sich die Vorteile mit kritscher Zähigkeit, da der Werkstoff nahezu keine Möglichkeit von elastischer Verformung aufweist. Das bedeutet das Spannungsspitzen große Probleme bereiten und daher die Kolben in ihrer Auslegung dahingehend abgesichert werden müssen, welches sie wiederum schwerer macht als es möglich währe. Keramikkolben wozu auch Kohlefaser-Kolben zählen werden auch schon länger im Rennsport eingesetzt.

    Bei Rotationskolbenmaschinen (Wankel) kann ich nur sagen das der Versuchsträger kurz über Lehrlauf verbröselt ist :burn 1 und dann mehrere tausend € aus dem Brennraum in die "Mülltonnen" der IAV gefegt wurden. Die Bewegung des Kolbens sind hierbei das Problem da durch die oszillierende Kreisbewegung starke Spannungsspitzen zu Mitte (Abtreibswelle) und zur Brennraumwand auftretten
     
  13. Raziel

    Raziel Senior Mitglied

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    he das ist interessant.
     
  14. #13 --Sunny--, 10.11.2009
    --Sunny--

    --Sunny-- Mitglied

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    Hi,

    @ Quite

    spitzen anwort :)

    greetz
     
  15. hc221

    hc221 Mitglied

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    Sehr interessante Sache hier. Hät da gleich mal ne Frage welche Kolbenart für welchen Betrieb besser geeignet sind. gibt ja zum Beispiel folgende Fälle:

    ohne Aufladung
    kurz Huber, wenig ccm:
    lang Huber, wenig ccm:

    mit Kompressor
    kurz Huber, wenig ccm:
    lang Huber, wenig ccm:

    mit Turboaufladung
    kurz Huber, wenig ccm:
    lang Huber, wenig ccm:

    Welche Kolbenarten würdet ihr da empfehlen, wenns sich um nen Alltagstauglichen Wagen handeln soll, der aber natürlich mehr Leistung wie Serie hat?

    MFG
    HC221
     
  16. Quite

    Quite Mitglied

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    Ob der Motor Aufgeldaen ist oder nicht spielt bei der Thermischen und Mechanischen Belastung eine Rolle da mit beide deutlich höher sind. Die Mechanische Belastung ist aber primär für Pleul und Kurbelwellen sowie deren Lager interessant.
    Bezüglich thermischen Aspeckten möchte man einen Kolben mit möglichst hoher Wärmeleitung und hoher Temperaturbeständigkeit. Für ersteres sind Alukolben 1. Wahl bei zweiterem Keramikkolben.

    Der Hubraum ist bei der Betrachtung eigentlich Uninteressant da hier eher das Volumen/Oberflächenverhältnis und die Kolbengeschindigkeiten von Bedeutung sind. Je kürzer der Hub, bei gleichbleibenden Hubraum, desto größer muss entsprechend die Borung sein. Bei gleicher Drehzahl wird die Kolbengeschwindigkeit (Vk) mit kürzerem Hub geringer da weniger Weg in der gleichen Zeit zurück gelegt werden muss, welches wiederum Energetisch günstiger ist da die Masse des Kolbens nicht so stark beschleunigt werden muss F=m*a. Ebenfalls aus der Formel zu entnehmen ist das eine geringere Masse enbenfalls Energetisch günstiger ist. Daher ist ein leichter Kolben immer besser als ein Schwerer. Ein kurzer Hub hat allerdings auch Nachteile, die Brennraum geometrei wird schlechter, Ventilhub ist begrenzt sowei ein schlechtet Verhältniss von Volumen/Oberflächen welches für die Wärmeableitung hinderlich ist.
    Wenn man den Mittelwert der Vk. in jedem Punkt nimmt er erhält man die mittlere Vk., Vk ist ja im oberen und unterem Totpunkt = 0. Die höchsten derzeit realisierten Vkm. liegen bei ca 18m/s bzw. um 22m/s bei Rennmotoren.

    In einem Alltagsauto mit leicht erhöhter Leistung sollte man bei Serie bleiben, spart viel Geld und Arbeit. Bei Aufgeladenen Motoren Schmiedekolben, ausserhalb des Rennsports halte ich Keramik derzeit nicht für Sinnvoll, zu teuer zu anfällig (aktuell noch).
     
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  18. #16 corolla16v, 12.11.2009
    corolla16v

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    hallo leute,
    quites antwort ist vollkommen korrekt.
    ein kollege von mir fährt diese kolben schon seit 2500km in einem bmw e30 m3 (nordschleife/hockenheim sowie div. anderen langstreckenrennen) und bis jetzt ist kein verschleiß der kolben und der laufbahn erkennbar.
    der werkstoff heißt übrigens richtig kohlefaser-keramik und wird auch bei luxussportwagen für bremsscheiben etc benutzt,weil der verschleiß extrem gering ist und sich das material bei hitze nicht ausdehnt.
    ich hatte so einem kolben in meiner motocross,der hatte sogar keinen kolbenring,da sich das material nicht ausdehnt und so auf mehrere kommastellen genau gefertigt werden kann.allerdings hat dieser kolben 550€ gekostet.ich hatte gut 3ps mehr leistung,obwohl der motor technisch schon an der grenze war.und der kolben läuft jetzt auch noch bei dem neuen besitzer ohne probleme.
    ist allerdings ne 2takter.

    gruß benny
     
  19. redt18

    redt18 Fahrzeug Techniker

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    MKIV TT J-Spec, Celica St182 3sge-t

    Die mechanische Belastung geht auch auf den kolben. Denk mal an die Ringträger, bzw. die dort eingebrachten inserts.

    Also mein 3s macht 20 m/s bei Abregeldrehzahl. Audi hat mit dem 3,2l V6 gezeigt dass auch mehr geht.

    Der geringere Hub hat vor allem den Vorteil der geringeren Reibleistung durch die abnehmende Tangentialkraft, allerdings auch den enormen Nachteil beim Drehmomentaufbau da der Hebel einfach kleiner ist, Stichwort Verbrennungsschwerpunkt 15° KW n.OT.
    Die von Dir angesprochenen Massenkräfte haben nciht nur mit dem Hub zu tun, sondern viel mehr mit dem Verhältnis aus Pleuellänge und Hub. ;)
     
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