Einen schönen guten Morgen die Herrschaften.
Nun folgt Teil 2 der Primärfederanalyse:
In Teil 1 wurde die Auswirkung des Motordrehmomentes auf die Primärfedern dargestellt.
Diesmal möchte ich noch kurz in Teil 2 die Auswirkungen von Gangspringen, Kupplung schnalzen, Fehlzündungen etc. mit in die Primärfederauswahl einfließen lassen.
Gangspringen, Fehlzündungen oder gar die Kupplung schnalzen lassen, kann durchaus einmal vorkommen und das sollten nach meinem Empfinden die Federn zumindest ohne extra Sicherheitszuschlag wegstecken können. Einen Kolbenstecker o.ä. behandle ich nicht, denn da ist oftmals danach eine möglicherweise gebrochene Primärfeder das geringste Problem. Wer will, darf sich das aber natürlich gerne selber hinrechnen welche Kräfte bei einem solchen Event auf die Ruckdämpfung wirken.
Beim schnalzen lassen der Kupplung oder ähnlichem wirkt die Massenträgheit vom Polrad, mit inklusive der Kurbelwelle etc., spric alles was im Antriebsstrang vor der Ruckdämpfung eingebaut ist, auf die Primärfedern ein.
Darum nachfolgend dargestellt die Massenträgheit der Polini(tronic) IDM Zündung sowie die von mir in meinem neuen Motor verwendete Fabbri D83 Kurbelwelle sowie originalen Ruckdämpfungsfedern. (Leider habe ich keine solchen Originalteile zur Verfügung um darzustellen wie dies mit einem schweren, originalen Polrad aussieht.)
Um aus den Massenträgheiten ein Trägheitsmoment errechnen zu können braucht es eine Drehzahl und ein Zeitspanne in der diese Drehzahl abgebremst (oder beschleunigt) wird. In meinem Fall habe ich ungefähr die maximale erwartete Motordrehzahl von 10000/min angenommen sowie eine Zeitspanne von 0,1 sekunden in der diese gebremst wird.
Daraus ergibt sich dann mit den originalen, ausgelutschten Piaggio Primärfedern eine Sicherheit von 1,1 gegen Anschlagen der Begrenzung.
Da ich nicht die originalen Federn verwenden werde, sondern aus derzeitiger Sicht je 2 weichere und 2 härtere BGM Federn aus dem letzten Test, steigt die Sicherheit von 1,1 auf 2.
Bei dieser ganzen Abschätzung gibt es jedoch einen Einflussfaktor, welcher das Ergebnis ganz besonders beeinflusst. Das ist die Zeitspanne der Abbremsung/Beschleunigung.
Nach ein bisschen Recherche im Internet habe ich die oben genannten 0,1s als ungefähren Mittelwert für Gangspringen/Kupplung schnalzen/ Fehlzündung gewählt. 0,1 Sekunden ist aber für den einen oder anderen Event etwas lange, auch wenn es nicht so wirkt. Der Stoß beim Gangspringen könnte z.B. auch nur 0,025 Sekunden, sprich 25 Millisekunden lange dauern und dann schwindet die Sicherheit gegen das auf Block gehen ganz drastisch dahin. Als Fazit dieser Betrachtungen resultiert aus meiner Sicht primär: Hauptsache die Federn sind hart, wenn etwas außergewähnliches wie eben Gangspringen o.ä. auftritt.
Leider steht dies im absoluten Gegensatz zu den meisten sonstigen Überlegungen wenn es um das Thema Ruckdämpfung geht. Besonders bei niedrigen Auslenkwegen der Ruckdämpfung sollten die verwendeten Federn möglichst weich sein um die vielen kleinen Schläge/Rücke des Antriebsstranges aufnehmen und tilgen zu können. Gerade verschlissene Kupplungsbelagnasen könnten auch durch zu hart gewählte Ruckdämpfungsfedern entstehen, denn da geht die Feder zwar nicht auf Block, aber durch ihre Härte federt sie auch viele kleine Rücke/Vibrationen, etc. nicht weg. Im Grunde kann man hier wie so oft wenn es um die Auswahl von Federn geht sagen: "So weich wie möglich, so hart wie nötig."
Von Vorteil wäre hier in diesem Fall der Primärruckdämpfung eine steile Federkennlinie, sprich wenig Federkraft bei Nullage, aber eine hohe Federkraft bei Endlage. Optimal wäre hier der Eisnatz einer tonnenförmigen Feder, welche eine progressive Kennlinie aufweist. In den meisten Fällen bracht es so etwas aber definitiv nicht und wie letztens bereits geschrieben, funktioniertdas bestehende System grundsätzlich tadellos, zumindest soweit ich weiß.
Anbei noch die erweiterte Excel Berechnung.
Erweiterung Belastung Kurbelwellenstumpf:
Mit der Massenträgheitsaufstellung kann man sich im Excel auch einfach die Torsionsspannungen im Kurbelwellenstumpf ansehen. Ich habe mir dies für die Verwendung einer Polinitronic auf einem 19er KW Stumpf bei wieder 10000/min und 0,1s angesehen und die Spannung im Material ist trotz Kerbwirkungszahl von "2" und und eben reiner Torsionsbelastung nur knapp 50 N/mm². Bei 25 Millisekunden wäre sie bei knapp unter 200 N/mm².
Ich weiß leider nicht aus welchem Material die gerne abreißenden Wellen hergestellt sind, aber durch reine Torsionsbelastung sollten sie, wenn der oben angenommene Faktor für den Einfluss der Kerbwirkung zurtifft, im Normalbetrieb eigentlich nicht brechen.
Wie ersichtlich kann die Spannung aber auch recht schnell nur durch die Massenträgheit des Polrades bei einem außergewöhnlichem Event auch mal auf 200 N/mm² steigen (und dies ist nur abgeschätzt -> könnte also auch deutlich höher sein) und da sind die 19er und 20er Wellen dann schon bald mal am Limit. Ein möglichst leichtes Polrad hilft hier in jedem Fall bei jeder Kurbelwelle.
Primärfederanalyse_Rev2.xlsx