Formel Auslass Berechnung

Wie kann ich meinen Auspuff, Krümmer, Krümmerquerschnitt, Steuerzeiten, Steuerwinkel beim Tuning selbst berechnen?

Die Kegelwinkel des Konus (Diffusors) und des Gegenkonus wirken sich auf die Breite des Drehzahlbandes mit dem maximalen Drehmoment aus. Je stärker sich der Querschnitt ändert, desto mehr ist die Resonanzaufladung an ein schmaleres Drehzahlband mit stärkerer Wirkung gebunden. Das selbe gilt umgekehrt für flachere Kegelwinkel.

Das zylindrische Rohr befindet sich zwischen Konus und Gegenkonus. Das zylindrische Rohr sollte nicht zu kurz sein und eine Länge besitzen die etwa 20% bis 40% der Gesamtlänge von Konusanfang bis Ende Zylindrischem Rohr entspricht. Beträgt die Gesamtlänge vom Anfang des Konus bis zum Ende des zylindrischen Rohrs ca. 100cm - dann sollte das Zylindrische Rohr eine Länge von 20 bis 40 cm und der Konus (Diffusor) eine Länge von 100cm - 20cm = 80 cm bzw. 100cm - 40cm = 60cm besitzen.

Der Gegenkonus besitzt die halbe Länge des Konus (Diffusors) also in diesem Fall 80cm/2 = 40cm bzw. 60cm / 2 = 30cm.

Das Endrohr sollte gut die Hälfte (50% bis 60%) des Durchmessers des Krümmers besitzen. Das Endrohr besitze als Länge das Zwölffache seines eigenen Durchmessers. Beispiel: Der Krümmer hat einen Innendurchmesser von 50mm, somit sollte das Endrohr einen Innendurchmesser von 0,5*50=25mm bis 0,6*50=30mm besitzen. Für das 25mm Endrohr ergibt sich somit eine Länge von 25mm*12 =300mm = 30cm und für das 30mm Endrohr eine Länge von 30mm*12=360mm = 36cm.



Bild: Krümmer mit extrem langem Rohr (Mofa)
Quelle: eigene

Der Krümmer sollte über einen Krümmerquerschnitt verfügen, der 10% bis 20% (Faktor 1,1 bis Faktor 1,2) größer ist als die Fläche(!) des Auslass. Vorsicht: hier werden Flächen verglichen und keine Radien oder Durchmesser; die Fläche wächst in quadratischer Relation zum Radius (doppelter Radius oder Durchmesser => vierfache Fläche), daher kann die Angabe 10% bis 20% nur wiederum auf die Fläche bezogen werden.
Die Länge Krümmer ergibt sich aus seinem Durchmesser. Für einen spitzen, schmalbandigen Drehmomentverlauf wird eine Länge im Bereich sechs- bis achtfaches des Durchmessers gewählt. Für einen flacheren, breiteren Verlauf das neun- bis zwölffache des Krümmerdurchmessers.



Praktisches Vorgehen Schritt für Schritt zur Berechnung des gesamten Resonanzauspuffs:



Bild: komplette Auspuffanlage eines Mofas JAWA transistor 25, mit dem Krümmer nochmals separat
Quelle: eigene

Zuerst wird die Fläche des Auslasses bestimmt und hieraus der Querschnitt des Krümmers festgelegt (oder gemessen, wenn dieser bereits feststeht). Aus dem Durchmesser des Krümmers ergibt sich seine Länge, je nach gewünschtem Drehmomentverlauf. Die Dimensionen des Endrohres ergeben sich jetzt aus dem Durchmesser des Krümmers. Nun wird mittels der letzten Formel unten die Gesamtlänge des Resonanzsystems (vom Auslass bis 2/3 des Gegenkonus bestimmt). Von dieser Länge wird die Länge des Krümmers abgezogen: Es bleibt die Länge von Anfang Konus über zylindrischem Rohr bis Ende 2/3 des Gegenkonus übrig. Diese Teillänge setzt sich zusammen aus den Längen: Länge Konus, Länge zylindrisches Rohr und Länge Gegenkonus (je nach Formel geht nur 2/3 der Gegenkonuslänge in die Berechnung ein, siehe auch Beschreibungen Oben und Unten).




Allgemeine Formeln und Berechnung der Gesamtresonanzlänge:


Hierbei sei:
t = die Zeit, für die der Auslass geöffnet ist [s]
T = die Zeit für eine Vollständige Kurbelwellenumdrehung [s]
phi = der Winkel, um den sich die Kurbelwelle in der Zeit t dreht [KW]
n = die Drehzahl [1/min]




Hierbei sei:
c = Schallgeschwindigkeit in Luft [m/s]
Temp = Temperatur des Gases [Grad Celsius, ca 200 bis 300]
Anmerkung: das ergibt dann eine Schallgeschwindigkeit c von rund 500 m/s




Hierbei sei:
l = die Länge des Auspuffsystems vom Auslassschlitz bis 2/3 der Länge des Gegenkonus [m]
phi = wie oben, also die Öffnungsdauer des Auslasses; streng genommen gemessen vom Öffnen des Auslasses bis zum Schließen der Überströmkanäle, um ein Aufladen des Zylinders über das Resonanzsystem der Auspuffanlage zu ermöglichen
n = die Drehzahl [1/min]