© Copyright 2002-2023

In deze tekst staat het tunen van het motorische gedeelte centraal.

Chris (T_M_C) heeft deze tekst geplaatst op het forum van http://puchmaxi.dsv.nl op 25 mei 2002. De tekst komt bij het bedrijf Protuning vandaan ( www.protuning.biz )

Ook al heeft een tweetakt motor niet zoveel bewegende delen is het niet zo simpel om de motor meer vermogen te laten produceren.
Het probleem van dit gegeven is dat de gas dynamica in de motor bijna niet te voorspellen is.
Er is op dit moment software te koop waarmee dit tot op zekere hoogte is te voorspellen.
Een goed pakket op dit gebied is het boek en software van Prof Blair Design and simulation of two strokes.
Om te bekijken wat er nou verandert moet worden gaan we uit van de vraag wat vermogen nu precies is.

Vermogen = koppel x toerental

Uit deze formule kun je opmaken dat als je meer vermogen wilt hebben je het koppel moet verhogen, of bij gelijkblijvende koppel het toerental moet verhogen.
Nog beter is het om beide te verhogen.
Om een start te maken beginnen we met het koppel.
Wat is koppel?
Dit is de kracht waarmee het ontbrandend mengsel de zuiger naar beneden drukt.
Om dit fenomeen te verhogen dient de vullingsgraad van de motor verbetert te worden.
Dit betekent dat de poort groottes van de cilinder aangepast dienen te worden.
Vaak wordt alleen de uitlaat poort en bij zuiger gestuurde motoren de inlaat aangepast.
Een betere methode is om de spoeltiming aan te passen aan de uitlaat timing.
Tevens moet men de doorstroming verbeteren zodat met alle aanpassingen een betere vulling van de motor bereikt wordt.

Wat kan men zoal veranderen?

1 Cilinder.
2 Carter.
3 Cilinderkop.
4 Krukas.
5 Uitlaat.

Als je de spoeltiming wilt aanpassen aan de uitlaat timing ben je ongeveer de volgende richtlijnen nodig:

Uitlaattiming spoel timing inlaat timing

170° 120° 150°
180° 124° 160°
190° 128° 170°
200° 132° 190°

Natuurlijk zijn dit alleen richt waarden waarbij je niet moet vergeten dat de timing ook afhangt van de gebruikstoepassing.
Heb je een motor voor enduro zal de motor niet zoveel toeren draaien dus minder sterke pulsen nodig hebben en daardoor ook grotere spoelpoorten hebben en als dit niet mogelijk is langere tijden open staan.
Heb je een race motor zal naar verhouding de spoeltiming lager liggen maar toch veel oppervlakte hebben.
Dus begrijp uit het bovenstaande wel dat de timing nog niets te maken heeft met de oppervlakte van de poort.
Om een goede combinatie van deze maten te krijgen zie je ook dat de motor voor hoge prestaties dan ook altijd een korte slag heeft.

Om verder sterke pulsen te krijgen in de motor zal ook het volume in het carter zo klein mogelijk moeten zijn.
Hierdoor wordt het volume van de pomp (zuiger) eigenlijk niet kleiner maar wel effectiever.
De op deze site staande NSR50 heeft een aangepaste krukas welke veel minder dode ruimte in het carter achterlaat, de speling in het carter is 0.2mm.
Als je dit blok vergelijkt met een blok met een standaard krukas begint dit blok al bij een lager toerental te trekken en trekt ook harder door.
Dit betekent dus als je de dode ruimte in het carter kleiner kunt maken moet je dit zeker niet nalaten.

Ook de cilinderkop draagt bij tot een goede loop van de motor.
Bij een verkeerde vorm, compressie of squish hoogte zal de motor of warm lopen en als dit te erg wordt zelfs vastlopen of de motor levert geen vermogen.
Is de vorm goed gekozen, de compressie op de juiste hoogte en de squish hoogte goed afgesteld dan blijft de motor redelijk op temperatuur en zakt het vermogen niet in als de motor langere tijd op vol vermogen draait.

De krukas is een onderdeel die vooral bij kleinere motoren veel problemen kan geven.
Deze is vooral belast op doorbuigen, waarbij de krukwangen naar binnen kunnen schuiven op de big-end pen.
Door de hier optredende warmte ontwikkeling komt de smering van het big-endlager in het gedrang en loopt het lager er uit.
Ook de uitlijning van de krukas is van belang.
De slingering van de twee assen mag niet meer dan 0.02mm bedragen.

Om maximaal vermogen uit de motor te krijgen is een goede uitlaat erg belangrijk.
In principe moet de uitlaat eerst een "onderdruk" op de uitlaatpoort creëren waarna vlak voor de zuiger de uitlaatpoort sluit er een dusdanige overdruk in de uitlaat wordt gecreëerd zodat het verse mengsel welke in de uitlaat terecht is gekomen wordt terug geduwd in de cilinder.
Hieruit blijkt dan ook dat men goed moet weten waar voor de motor moet dienen en wat voor een poort timing de motor heeft.

De poorttiming de poort hoeken en de oppervlakte van de poorten zijn van groot belang voor de afgifte van het vermogen.
De hoogte van het te halen toerental is niet alleen afhankelijk van de uitlaat poort hoogte maar ook van de squish hoogte en de uitlaat maten.
Tevens moet de spoeling voldoende tijd hebben om vers mengsel in de cilinder te krijgen.
Om dit goed te krijgen is het raadzaam om de poort-tijd-oppervlak te berekenen.
Deze berekening geeft de poort timing weer in relatie tot cilinderinhoud en toerental.
De meeste tuners welke volgens dit principe werken weten ook de getallen welke nodig zijn om het gewenste resultaat te krijgen.

Als men een cilinder wil veranderen moet men zich eerst afvragen van wat voor vermogen men als resultaat wil zien.

Maximum top vermogen of een meer verspreid vermogen met een lager top vermogen.

Over het algemeen kan men stellen dat als men een hoog topvermogen wil hebben de cilinder aan de volgende eisen moet voldoen:

Uitlaatpoort opent over de totale breedte.
Spoelpoorten Alle poorten openen gelijktijdig.
Spoelingrichting loopt over de zuigertop
De motor heeft een hoge gas snelheid.

Een hoge gas snelheid wordt verkregen door:

Hoge carter compressie.
Kleine poorten.
Relatief een lage poort timing (lange blowdown periode).
Blowdown periode is de tussen liggende tijd dat de uitlaat poort open gaat tot de speolpoorten openen in graden.

Wil men een meer gespreid vermogens gebied met een lagere top vermogen dan moet de cilinder voldoen aan de volgende eisen:

Uitlaat poort opent progressief.
Spoelpoorten openen na elkaar.
Gas stromingsrichting naar de achterwand van de cilinder.
Gas stromingsrichting licht naar boven.

Om de timing van de cilinder uit te rekenen kun je de volgende formule gebruiken:

D=(180-cos((T^2+R^2-L^2)/(2*R*T))*2

T=R+L+C-E

Hier is R = de slag gedeeld door 2 in mm.
L = is de drijfstang lengte van hart tot hart in mm.
C = Afstand top zuiger in B.D.P. tot aan rand van de cilinder in mm.
E = Afstand van de toprand van de poort tot aan de cilinder toprand in mm.

Uitlaat timing spoel timing
170° 120°
180° 124°
190° 128°
200° 130°

Nu kun je aan de hand van de bovenstaande tabel ongeveer uitrekenen wat je moet veranderen.
Hier is wel een waarschuwing op zijn plaats, mocht je de spoel poorten niet goed kunnen modificeren door gebrek aan speciaal gereedschap maak dan de uitlaatpoort niet hoger kwa timing dan in de tabel aangegeven spoelduur.
Vergeet hierbij ook niet dat hier de poort oppervlakte van belang is.
Ook zul je na een modificatie van de cilinder de uitlaat moeten aanpassen om de gewenste resultaten te krijgen.

Natuurlijk zoals al eerder vermeld is de oppervlakte van de diverse poorten ook belangrijk.
Om een idee te geven hoe dit werkt probeer ik dit in het hier volgend verhaal uit te leggen.

Als eerste wordt de timing oppervlakte weer gegeven in seconden-mm^2 en om diverse type motoren met elkaar te vergelijken kun je de oppervlakte nogmaals delen door de cilinderinhoud.
Om nu het bovenstaande verhaal nog eens op te pakken over veel top vermogen en een gespreid vermogenpak ik het volgend voorbeeld bij de hand.
Stel je hebt een poort met een oppervlakte van 2cm^2 welke over een tijd van 3sec open staat dan zou de timing oppervlakte 3*2=6seconden-cm^2 zijn.
Nu maken we de poort lager maar wel breder en de poort oppervlakte wordt 3cm^2.
De poort staat nu nog maar 2 seconden open maar de timing oppervlakte blijft 2*3=6 seconden-cm^2.
Je ziet nu al dat je met deze methode meer mogelijkheden hebt om de timing aan te passen naar de toepassing van de motor.

Globaal kun je stellen dat de diverse poorten aan de volgende maten moeten voldoen:

Inlaat 0.015 tot 0.020 s-mm^2/cm^3
Spoeling 0.008 tot 0.010 s-mm^2/cm^3
Uitlaat 0.014 tot 0.016 s-mm^2/cm^3
Roterende inlaat 0.018 tot 0.019 s-mm^2/cm^3

Bij benadering kun je de volgende formule toepassen om de diverse timingen uit te rekenen:

Timing oppervlakte = K*H*W/N in s-mm^2

Hier is H de poort hoogte in mm
W de poort breedte in mm
N het toerental in RPM
K proportioneel getal aan de hand van de
poortduur.

Poortduur K
130° 14.35
140° 15.40
150° 16.45
160° 17.50
170° 18.65
180° 19.65
190° 20.70
200° 21.75
210° 22.80

Op de volgende pagina heb ik een voorbeeld gegeven met de formules om dit eventueel in een programma te bouwen of de specifieke timing oppervlakte handmatig te berekenen.

Om dit sneller te vergelijken en om de poort breedte of hoogte te converteren naar de specifieke timing oppervlakte is handiger om dit in een computerprogramma te verwerken.

Voor het bepalen van de juiste onstekingstijdstip komen de volgende problemen om de hoek kijken.
Het ontstekingstijdstip is voor het hele toeren bereik niet het zelfde.
Jammer genoeg zijn de meeste ontstekingen niet te programmeren hebben een vaste ontstekingstijdstip of vervroegingscurve.
Er zijn zelfs ontstekingen welke in plaats van vervroegen het tijdstip verlaten.
Om de juiste tijdstip te vinden kun je gebruik maken van een testbank en een ontsteking met een vast ontstekingstijdstip.
Je begint dan met bijvoorbeeld een ontstekingstijdstip van 2.2 mm voor bdp (het aantal graden is afhankelijk van de slag en drijfstang lengte) en gaat per 0,1 mm naar het bdp.
Hierna leg je de curves over elkaar en kun je de ideale tijdstippen in een tabel zetten.
Als je nu een programmeerbare ontsteking hebt kun je de gevonden tijdstippen in de ontsteking programmeren.
Anders zoek je een tijdstip uit waarbij je een ideale vermogens afgifte hebt voor de toepassing waar je het blok voor wilt gebruiken.

Alle tweetakt motoren hebben een zelfde probleem.
Van een laag toerental tot aan het toerental waarbij het maximale koppel wordt afgegeven is de cilinder vulling niet optimaal wat in houd dat tot op dit punt verhoudingsgewijs erg veel verbrandingsgassen achterblijven in de cilinder na het spoelproces.
Nu is gebleken dat dit 'vervuilde' mengsel langzamer verbrand dat een schoner mengsel.
De spoeling van de motor wordt namelijk effectiever naarmate het toerental stijgt dus zal ook het 'verse mengsel' schoner worden en dus sneller verbranden.
Om dus toch maximale druk op de zuiger te krijgen zonder verliezen zal het ontstekingstijdstip verlaat moeten worden.
Dit houdt dus in dat het ontstekingstijdstip van stationair toerental tot het toerental waar het maximum koppel geleverd wordt langzaam verlaat moet worden.
Stijgt het toerental na de afgifte van het maximum koppel nog verder dan zal het ontstekingstijdstip weer vervroegd moeten worden.
Door specifieke tuning kan het zijn dat deze curve niet erg lineaire is.
De meeste standaard ontstekingen van wedstrijd motoren zijn wel voorzien van dit type curve maar uiteraard is dit alleen toegesneden op de standaard timing en uitlaat.

Auteur: Chris
Op dit artikel geldt auteursrecht, niets mag zonder toestemming worden gekopieerd.