Kompressionsverhältnis (Kopf) auslitern

von Zajak

Das Thema welcher Kopf auf dem 24er Motorunterbau optimal arbeitet wurde bereits mehrfach ausführlich diskutiert. Nach Zusammenfassen aller Argumente ist der P2E Kopf vordergründig als bester Kompromiss anzusehen obwohl er kleinere Ventile und Kanäle als der X24 Kopf hat. Ich habe untersucht woran das wohl liegen kann und ob der 24er Kopf durch einfache Modifizierung nicht doch bessere Ergebnisse bringt. Womit wir beim Thema wären...

Kompressionsverhältnis auslitern:

Auch das Auslitern ist bereits vor langer Zeit ausgiebig erörtert worden. Leider ist dieser sehr interessante Thread der 180 Tage Regelung des Forums zum Opfer gefallen und automatisch gelöscht worden. Da ich mich an den Inhalt einigermaßen erinnern kann, habe ich das Ganze mal nachvollzogen, dokumentiert und erweitert.

Der Brennraum des zu untersuchenden Zylinderkopfes wird mit einer Plexiglasscheibe, die zwei kleine Bohrungen hat abgedeckt. Durch eine dieser Bohrungen wird mit einer großen, medizinischen Spritze Wasser eingefüllt dem ein Tröpfchen Spülmittel beigemischt ist bis das Volumen vollständig gefüllt ist. Durch die zweite Bohrung kann die Luft nach außen entweichen. Da die Spritze seitlich eine Skala hat ist es einfach abzulesen wie viel Wasser aufgefüllt wurde. Die Plexiabdeckung schließt den Kopf eben ab und man kann gut beobachten ob Luftblasen vorhanden sind. Damit auch alles schön dicht ist, werden die Ventile an den Dichtflächen dünn mit Fett bestrichen und mit Federdruck zugehalten. Die Plexischeibe wird ebenfalls mit Fett eingedichtet. Auch die Kerze darf nicht fehlen.

So sieht das Ganze dann aus

Screenshoot der Excel-Tabelle

Da der Kopf nur einen Teil des gesamten Brennraumvolumens hat müssen die Zylinderkopfdichtung, Kolbenmulde und Ventiltaschen ebenfalls hinzugerechnet werden. Damit das mit der Rechenarbeit nicht zu viel wird, habe ich hierfür eine Excel-Tabelle verdichtung.zip erstellt mit der man ganz einfach das Kompressionsverhältnis ermitteln kann. Dort kann man z.B. auch eine bevorstehende Kopfplanung eingeben und direkt das zu erwartende Kompressionsverhältnis errechnen lassen. Wer das für einen anderen als einen der dort gespeicherten Zylinderköpfe machen will muss vorher einen Kopfabdruck nehmen und die Fläche auf Millimeterpapier auszählen. Wer seinen Block planen will kann diese Werte natürlich auch eingeben. Ein Planen der Blocks bringt jedoch etwas mehr, weil die Bohrungsfläche größer ist als die des Zyl.-Kopfes! Aber Vorsicht die Zylinderkopfdichtung ist nur knapp einen Millimeter dick!

Und hier die Spritze zur Befüllung des Brennraumes

Abdrücke der Köpfe zur Flächenbestimmung

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist ergibt sich nach dieser Berechnung für den C24NE Serienmotor eine Verdichtung von 9,19 (laut Hersteller 9,2) und für den 2,0E Serienmotor 9,42 (laut Hersteller 9,4). Damit dürften die Ergebnisse für die Praxis hinreichend genau sein.

Damit man die Machbarkeitsgrenze nicht überschreitet muss die Freigängigkeit zu den Ventilen berücksichtigt werden. Auch hierfür liegt eine Excel-Tabelle diagramme.zip zum Download bereit. In dieser Datei sind die Seriennockenwellen beider Motoren dargestellt. Sie unterscheiden sich eigentlich nur durch ihren Kennbuchstaben (20E = "R" / C24NE = "U") sonst durch nichts!

Zum Schluss komme ich zu dem Ergebnis, der 24er Kopf hat aufgrund größerer Ventile und Kanäle das bessere Tuningpotential als der 20er Kopf, er muss lediglich um 0,75mm geplant werden um auf eine dem 20er Kopf entsprechende Verdichtung zu kommen. Natürlich sollten auch entsprechende Ansaug- und Abgaskrümmer eingebaut werden damit dort nicht ein neuer Engpass entsteht.

Dieter