Als stiller mitleser komme ich der Aufforderung mal nach, möchte jedoch voranschicken, dass Ladungswechsel nicht mein "Spezialgebiet" sind.
Speziell am Mini Gußklumpen mit seinem mehr als ungünstigen Ansaugwegen ist die komplexe Fragestellung nicht einfach zu beantworten. Grundsätzlich:
Leistung ist sekundär - Drehmoment sprich Drehkraft primär. Drehmoment gibt es bei gegebenem Hebelarm (Hub) wenn oben viel Druck entsteht. Der Fachmann spricht von Mitteldruck. Dieser wiederum hängt direkt von der Füllung, jedoch auch von Brennraumform, Bohrung/hubverhältnis und thermischen Bedingungen ab.
Zum Wesentlichen: Grundsätzlich wollen wir doch die Löcher solange aufmachen, wie es irgendwelche Effekte gibt, die das Frischgas zum Einströmen in den Zylinder bewegen könnten. Wie wir nun wissen, ist das nicht nur während der Abwärtsbewegung des Kolben der Fall. Die Trägheits- bzw. Enthalpieeffekte (Ausströmendes Abgas hinterläßt partielle Druckminima - Sogeffekt) sind dummerweise sehr Drehzahlabhängig. Geht man nun also von einem Rennmotor aus, würden die NW-Parameter grundsätzlich wie folgt gewählt:
So lange wie möglich, so weit wie möglich, uns so schnell wie möglich aufmachen. Ein NW-Profil das diesen Ansprüchen genügt, sähe aus, wie ein an den Kanten abgerundetes Dreieck dass auf einer Spitze steht.
Effekt: extrem schnell einen maximalen Hub herstellen, diesen maximal lange halten und dann blitzschnell wieder zu machen.
Klappt aber nicht: Neben den enormen Belastungen für den Ventiltrieb durch die Beschleunigung der Bauteile, würde ein derart beschleunigtes Ventil sowohl eine unerwünschte Verwirbelung/ Strömungsabriss auf der Schaftseitigen Tellerfläche generieren. Darüber hinaus käme es zu nicht handelbaren Schwingungseffekten der Gassäule. Somit ist also sowohl hinsichtlich der Lebensdauer der Bauteile als auch der strömunstechnischen Effekte bei der Flankensteilheit der Nocke - wie so oft - ein Kompromiss einzugehen. Auch was das sehr schnelle schließen angeht, sind neben der o.g. Schwingungseffekten extrem kräftige Ventilfedern von nöten, die wiederum beim öffnen Kraft fressen, die wir ja eigentlich erzeugen wollten. Auch ist eine Abflachung der Nocke ("lange halten"), nur bei sehr kräftigen Federn möglich, da sonst ein Abheben des Stößels zu befürchten ist. In der Formel 1, wo Drehzalen über 19tsd erreicht werden, schließen die Ventile pneumatisch, d.h. mit Luftdruck statt Federkraft. Erstens ist Luft leichter als gebogener Stahl, zeitens kann man einen Teile des Drucks beim Öfnnen des Ventils abschalten, drittens ist die Schließkaft steuerbar.
Lange Rede kurzer Sinn. Die Form der Nocke an sich, orientiert sich mindestens zur Hälfte an den mechanischen Gegenbenheiten. Viel wichtiger ist die Spreizung, soll heißen: Wie lange und wie weit sind beide Ventile geöffnet, um den Ladunswexhsel zu erleichtern. In Zusammenhang mit dem Maximalhub und Beziehung des Rampenwinkels der schliessenden Auslaßnocke und dem Rampenwinkel der öffnenden Einlaßnocke ergibt sich die für die Charakteristik und Drehmomentausbeute entscheidende Parameterpaarung. Sehr große Spreizungwinkel funktionieren bei hohen Drehzahlen, kleine bei niedrigen. Variable Spreizungswinkel sind bei modernen dohc-Konstruktionen Standard.
Ich will hier keine Seiten mit Halbwissen füllen, jedoch vielleicht ein wenig Grundsätzliches beisteuern. In unserem spieziellem Fall, wird die Sache extrem erschwert. Wenn wir die Zündfolge des Min in Verbindung mit Einlaßkanalführung im Zyl.-kopf betrachten, stellen wir fest, dass das einströmenden Frischgas permanent die Richtung wechseln muß, was wiederum zusätzliche, ungünstige Schwingungeffekte zur Folge hat, die meines Wissens nach zur Entwicklung der fantastischen ScatterPatter Welle von Kent (...und zum Zerschneiden wehrloser Webervergaser) geführt hat.
Sollte ich vielleicht in den betreffenden Vorlesungen nicht richtig aufgepaßt haben (die darüber hinaus auch nicht gerade gestern waren) könnt ihr mich gern berichtigen. Ausserdem bin ich beruflich mit Fahwerken beschäftigt, was mich auch nicht gerade qualifiziert.
