Ändern der Zündreihenfolge in einem 4-Zylinder-Auto

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Hintergrundgeschichte

Beim Motorradfahren können Sie Cams erhalten, die die Zündreihenfolge und -zeit von einem traditionellen 1,3,4,2 ändern. Im amerikanischen Straßenrennsport war es in den 1990er Jahren weit verbreitet, 4-Zylinder-Motoren zu hören, die wie Zweizylinder-V-Twins klangen.

Die Art und Weise, wie diese Leute es taten und letztendlich diese Konfiguration für eine Weile populär machten, bestand darin, die Nocken in der Mitte zu halbieren und eine Seite um 180 Grad zu drehen und sie wieder zusammenzuschweißen. Dieser erste Versuch war aus offensichtlichen Gründen nicht zuverlässig, aber Sie wissen, wie Rennfahrer sind und was sie tun werden, um sich einen Vorteil zu verschaffen.

Diese Konfiguration wurde als Big Bang Engine bekannt. Bei einer 180-Grad-Kurbel würden 1 und 4 zur gleichen Zeit und 2 und 3 dann zur gleichen Zeit 180 Grad später bei der Drehung abfeuern. Dies ermöglichte eine Erhöhung des niedrigen V-Twin-Drehmoments (eine große Debatte darüber) UND da es sich um einen gut ausbalancierten 4-Zylinder-Motor handelte, konnten immer noch unglaubliche Drehzahlen im Bereich von über 12.000 erreicht werden.

Das Hauptziel für diese Konfiguration ist, dass die untere Leistungskurve viel steiler ist und sich früher auf die Spitzenleistung einpendelt. Der Motor fühlt sich in vielerlei Hinsicht wie ein Zweitaktmotor an.

Seitdem habe ich ein paar dieser Motoren mit Nocken gebaut, die jetzt verfügbar sind, ein bisschen selten, aber verfügbar. Ich kann dir sagen, dass sie super lustig sind und toll klingen.

Zum Schluss auf meine Frage

  1. Läuft einer der Vierzylinderautos dieser Konfiguration?

  2. Wenn ja, wie würden sie diese Kameras nennen?

  3. Insbesondere bin ich sehr gespannt, gibt es ähnliche Lösungen für Subaru-Plattformen wie den WRX-Boxermotor 2008 oder 2009?

Ich halte mich für einen ziemlich guten Googler, aber wenn es darum geht, Auto-Mod-Lösungen zu finden, falle ich in eine Lücke und ehrlich gesagt sind viele der Websites, die Komponenten anbieten, klobig und schlecht zusammengesetzt und verwenden eine ausgefallene Terminologie, die mein Motorradhirn nicht versteht. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.

Verweise

Hier einige Links zu dieser und ähnlichen Konfigurationen mit Motorrädern.

Wikipedia über den Urknallmotor.

Dies ist ähnlich, geschieht jedoch an der Kurbel. Es wird als Querebenenkurbelwelle bezeichnet, bei der die versetzten Zapfen alle 90 Grad liegen. Chevy verwendet in vielen seiner ICE-Plattformen eine Crossplane-Konfiguration.

Eine weitere gute Erklärung ist, dass dies wirklich der Hammer ist und den Urknallmotor kaputt macht .

DucatiKiller
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Dies (IMHO) ist definitiv zum Thema.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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Obwohl ich sehen konnte, dass jemand dazu in der Lage ist , verstehe ich das Warum immer noch nicht , abgesehen vom Neugierfaktor. Scheint, als würdest du einen guten, beruhigenden Motor gegen etwas laufen lassen, das lopey laufen würde. Ich verstehe nicht, wie Sie alles gewinnen würden, aber vielleicht ein bisschen Drehmoment, hauptsächlich, weil die einzige Möglichkeit, um dort wirklich etwas zu erreichen, entweder durch eine größere Verschiebung (normalerweise durch einen längeren Hub) besteht. Ich glaube, Sie verlieren dadurch die Motordrehzahl und die maximale Motordrehzahl.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
@ Paulster2 - Gründe warum. Mehr Leistung am unteren Ende, um schneller aus einer Ecke herauszukommen. Zeitspanne zwischen den Kraftimpulsen für mehr mechanischen Halt. Ich verzichte normalerweise auf einen kürzeren Hub (überquadratische Bohrung) mit größeren Ventilen und höherer Drehzahl. Drehmoment ist nicht unbedingt der große Gewinner in meinem Kopf.
DucatiKiller
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Fazit: IMHO - Es wird nicht so funktionieren, wie Sie glauben, dass es funktionieren wird , aber auf jeden Fall sollten Sie Ihr Geld ausgeben, um es herauszufinden.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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Urknall in Autos? Es heißt ein Wrack .
anonymous2

Antworten:

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Sicherlich ist es relativ einfach, einen Subaru (oder einen echten Boxer) zum Laufen zu bringen. Denken Sie daran, dass Sie von einem Motor mit zwei horizontal gegenüberliegenden Zylinderköpfen und einem Viertakt sprechen, sodass sich für jede Umdrehung der Nockenwelle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle ergeben. Jeder Kolben schlägt zweimal "oben" auf seinem Weg auf, einmal nach seinem Kompressionshub und einmal nach seinem Ausstoßhub.

Bei üblichen Viertaktanwendungen befindet sich ein Kolben im Kompressionshub, einer im Verbrennungshub, einer im Auslasshub und einer im Einlasshub. Nockensteuerungsereignisse werden so eingestellt, dass das Auslassventil während des Auslasstakts geöffnet ist und das Einlassventil während des Einlasstakts geöffnet ist. Während der Verbrennung und Verdichtung sind beide geschlossen. Bei mir bisher?

Wenn Sie sich einen Motor wie den Alfa Romeo-Boxermotor ansehen, werden Sie feststellen, dass er zwei Zahnriemen hat.Alfa Boxer 16V Timing Explosionszeichnung

Stellen Sie sich vor, was passieren würde, wenn der Zahnriemen falsch montiert wäre und die Markierungen an nur einer Reihe des Motors (Nockenräder) 180 Grad von der Stelle entfernt wären, an der sie sein sollten. Der Effekt wäre, dass Bank eins und Bank zwei jetzt gleichzeitig auf ihrer Komprimierung oder auf irgendwelchen Schlägen sein würden. Natürlich gibt es das kleine Problem, dass die Zündkerze jetzt mit Bank zwei um 180 Grad aus dem Takt schießt. Stellen Sie sich jedoch vor, Sie könnten die Zündkerzen von Zylinder drei an die von Zylinder zwei und die von Zylinder vier an Zylinder eins anschließen. Sie hätten jetzt zwei Zylinder, die gleichzeitig ihre Zündkerzen abfeuern. Wenn Sie einen Vergasermotor hatten, können Sie jetzt anhalten, wenn Sie Ihr Ziel erreicht haben.

Bei Motoren mit Kraftstoffeinspritzung müsste das Zünden des Einspritzventils auch über die beiden Zylinderreihen hinweg erfolgen. Dies wäre jedoch auch kein gewaltiges Unterfangen, da Sie lediglich die Bank, die um 180 Grad versetzt ist, an das Injector-Ereignis der Bank binden müssten, dessen Timing korrekt ist. Plötzlich haben Sie einen Motor, der sich so verhält, wie Sie es beschrieben haben.

Eine echte Implementierung würde bedeuten, dass entweder der Zahnriemen absichtlich um 180 Grad nach außen montiert wird oder die Keilnut von der Nockenwelle entfernt wird (oder ein modifizierter Satz Riemenscheiben verwendet wird), sodass der Nocken im Vergleich zum Nockenrad um 180 Grad nach außen gedreht ist. Bei einem Auto mit Kraftstoffeinspritzung können Sie die ECU so umprogrammieren, dass die beiden Einspritz- und Zündvorgänge der Bank 1 entsprechen, oder Sie können die Verkabelung von den Kraftstoffeinspritzventilen und dem Spulenpaket vom Webstuhl der Bank 2 physisch trennen und diese mit dem überbrücken Bank-1-Anschlüsse (Ich würde dies lieber in der ECU-Software tun und die Anschlüsse zu verbinden wäre ein bisschen "hacken", aber kein Grund, warum es nicht funktionieren würde, vorausgesetzt, der Kabelbaum und die Relais, die Sie verwendet haben, waren dem Job gewachsen.) .

Für Boxer-Anwendungen denke ich, dass das so ziemlich alles ist, was Sie tun müssten.

Steve Matthews
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Interessant. Ich würde mir vorstellen, dass das einzige kleinere Problem bei der Verkabelung der Einspritzdüsenbänke im Gegensatz zu der Verkabelung in sw darin besteht, dass bei nicht idealen Unterschieden zwischen den Zylindern oder was auch immer in den beiden Bänken die Einspritzdüsen für die Master-Bank möglicherweise sind Unangemessen für den Sklaven.
Jason C
@ JasonC im Grunde ja. Sie müssten jeden Injektor als Paar steuern (wie bei den alten Mini-MPI-Motoren, die nur zwei Einspritzventile für vier Zylinder hatten). Das ist wahrscheinlich der Grund, warum der bessere Weg wäre, es in Software zu tun, aber theoretisch könnte es mit einem überbrückten Webstuhl laufen, albiet etwas weniger als perfekt.
Steve Matthews
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@SteveMatthews Du bist jetzt über 10K. Glückwunsch!. TY für die Antwort.
DucatiKiller
Danke @DucatiKiller, ich habe nachgesehen und es sieht so aus, als ob die Subaru Cams mit einer Passfedernut ausgestattet sind. Wenn Sie dies einfach von der Nocke abarbeiten, kann die Nocke um 180 Grad nach außen montiert werden (Sie müssen jedoch sicherstellen, dass das Nockenrad recht fest sitzt). Ich kenne einige Motorsportler, die ohne Passfedernut fahren, weil sie auf diese Weise die Standardausrüstung (nach ihren Vorgaben) als Nonius-Nockenscheibe verwenden können. Nochmals vielen Dank, dass Sie mich über 10K geschoben haben.
Steve Matthews
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Läuft einer der Vierzylinderautos dieser Konfiguration?

Nicht, dass ich finden kann, mit der simulierten Ausnahme einiger "Scatter Cams", die von @Steve Matthews referenziert wurden und eine großartige Antwort von @ Paulster2 erhalten haben. Obwohl dies per Definition nicht wirklich "Urknall" ist.

Hier ist ein Link zu einer wirklich guten Lektüre, obwohl es nur am Rande angemessen ist!

Wenn ja, wie würden sie diese Kameras nennen?

Sie tun es nicht, also sage ich Ghostphantasie Offset Vaporbang Unheardof Cams (GOVUC)

Insbesondere bin ich sehr gespannt, gibt es ähnliche Lösungen für Subaru-Plattformen wie den WRX-Boxermotor 2008 oder 2009?

Die Subie-Szene kann ich mit größter Genauigkeit und Schnelligkeit kommentieren. Und die Antwort ist einfach "nein". Es ist mir egal, was jemand "glaubt", es passiert nicht. Es scheint nicht, dass der große Leistungspuls, der mit der Urknall-Konfiguration verfügbar ist, einem Auto helfen würde. Ich bin auf eine komplexe Physik gestoßen, die feststellt, wie die Impulse die Karkasse des Reifens auf Motorrädern verzerren , was (bei einem sehr erfahrenen Fahrer) zu einer bösen, pulsierenden Kurvenfluchtgeschwindigkeit und damit zu einer zunehmenden Beliebtheit beim Selbstbrauen dieser Bestien führt.

Das gleiche hat keine Anwendung in Autos. Tatsächlich denke ich, dass mit der Radialreifentechnologie von Sooper-Genius in Motorrädern der größte Teil des Nutzens jetzt auch von dieser Anwendung weggeht. Der "Faustkämpfer" -Motor hat ein feines Gleichgewicht und einen niedrigen Schwerpunkt. Ich habe Methanol, E85 und eine ganze Reihe von Turbos gesehen, die auf Motoren der EJ-Serie angewendet wurden, zusammen mit jedem Trick in dem Buch und einigen, die es nicht sind. (Über 500 AWD-PS bei 2 Litern, über 750 AWD-PS bei 2,5 Litern) Aber kein GOVUC bei Subaru.

Das Schneiden und Drehen von Subie-Nocken (2 bei einigen, 4 bei anderen) ist einfach nicht in den Karten. Und es ist auch kein verschwendeter Funke, also ist das ein Problem. Zusammen mit dem FI. Aber Sie könnten es einfach genug manipulieren, indem Sie einfach den 1-4- und den 2-3-Funken und den FI zusammenfügen, wie @Steve Matthews vorschlug. Aber diese kostspieligen Nocken werden wertlos sein, und ich denke, dies ist ein Nachteil für die Erzeugung von Drehmoment, Leistung oder Kurvenausgangsgeschwindigkeiten.

Das ist also keine gute Antwort, aber es ist trotzdem eine Antwort. In der Zwischenzeit habe ich einen großartigen Artikel gefunden, der einen Großteil der Torsionseingabe an einer Kurbelwelle bei verschiedenen Konfigurationen und Zeitpunkten beschreibt. (Mit anderen Worten: Beantwortet die Frage nicht mit einem Klick, ist aber trotzdem eine gute Lektüre - und bietet viele Hintergrundinformationen, die zum vollständigen Nachdenken über diese Frage erforderlich sind ...)

Kurbelwellendrehmoment Verschiedene Konfigurationen und Zeitpunkte

SteveRacer
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Ich liebe die Antwort. Vielen Dank. Besonders gut gefällt mir dieser literarische Ausdruck "Ghostphantasie Offset Vaporbang Unheardof Cams". +1
DucatiKiller
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Es werden 2 Hauptfeuerungsbefehle verwendet, die als Screamer und Big Bang bezeichnet werden. Der Unterschied liegt nicht in der Feuerungsreihenfolge, sondern in der Zeit zwischen den Feuerungen der Kolben. Das berüchtigte Geräusch eines Superbikes, dieses hohe Schreien ist ein Schreiermotor, der nacheinander einen Kolben nach dem anderen in regelmäßiger Weise abfeuert, wobei der Bigbang-Motor 2 der Kolben gleichzeitig abfeuert und dabei gibt Wenn es so klumpig klingt, dann klingt das Yamaha R1 mit seinem Kurbelflugzeug so, wie es klingt, ganz anders als ein Ninja oder ein CBR oder ein BMW S1000RR. Sie müssen berücksichtigen, dass dieser Unterschied in der Zündung das Drehmoment oder die Leistung in einem Prüfstandsbericht nicht wirklich ändert. Der Unterschied ist bei einem Fahrrad mit einem 4-Zylinder-Motor berüchtigter.

CrisRam
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SteveRacer
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Kann nicht scheinen, diesem Tier zu entkommen. "Der Unterschied liegt nicht in der Zündreihenfolge, sondern in der Zeit zwischen den Zündungen der Kolben." Ich habe keine Ahnung, was das bedeutet, als ob ich sollte. Der UNTERSCHIED hat mit der Ausrichtung der Kurbelwelle nichts mehr zu tun. Die endgültigen Auswirkungen müssen bei dieser Herausforderung noch ermittelt werden.
SteveRacer
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@SteveRacer Ich nehme an, dass er sich mehr auf die Nockenperiode im Verhältnis zur Kurbeldauer bezieht. In dem alten Motor der Austin A-Serie konnten "Scatter Cams" verwendet werden, die für verschiedene Zylinder unterschiedliche maximale Dauer hatten. Dies funktionierte teilweise aufgrund der siamesischen Anschlusskonfiguration des Kopfes, bei der sich die mittleren zwei Zylinder einen Auslassanschluss und nur zwei Einlassanschlüsse teilten. Ich weiß nicht, ob dies bei einem 4-Zylinder-Motor mit 8 Ports genauso funktioniert.
Steve Matthews
@SteveRacer Dieser Thread enthält weitere Informationen, es ist etwas unabhängig ... mechanics.stackexchange.com/questions/23939/…
Steve Matthews