Motortuning

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Tuning-Diagramme einer BMW F 800 GS: blaue Kurve BWM Werks-Regelung, grüne und rote Kurven alternative Regelungen eines Motor-Feintunings. Die drei Diagramme aufgezeichnet über die Motordrehzahl: oben Leistung in PS, mitte Drehmoment in Nm, unten Luft-Benzin-Gemischverhältnis. Das Tuning erzielte eine leichte höher Leistung (max. 13 %) und einen saubereren und effizienteren Verbrennungsvorgang durch eine bessere Steuerung des Gemischverhältnis.

Der Begriff Motortuning beschreib, typischerweise nachträgliche, nicht durch den Hersteller durchgeführte, leistungs- oder effizienzsteigernde Maßnahmen an Verbrennungsmotoren. Diese Tuningmaßnahmen werden mit den üblichen Motormetriken wie PS/kW oder Drehmoment über der Drehzahl charakterisiert. Der englische Begriff Tuning bedeutet eigentlich (Fein-)Abstimmung.

Geschichte[Bearbeiten]

In den 1970er Jahren war das Tunen von Motoren fast als Volkssport zu bezeichnen, viele Arbeiten wurden zu Hause in Eigenregie durchgeführt. Im Laufe der Zeit entdeckten jedoch Firmen und namhafte Autohersteller dieses lukrative Geschäft. So hat z. B. Mercedes von den drei größten, konkurrierenden Autotunern von Mercedesmodellen AMG, Brabus und Lorinser die Firma AMG aufgekauft. Diese stellt heute getunte Fahrzeuge von Mercedes her.

Prinzipien[Bearbeiten]

In der Theorie der Motorenentwicklung beleuchtet man das Thema Leistungssteigerung einer vorhandenen Maschine ausschließlich aus den folgenden drei Perspektiven:

Erhöhung des Mitteldruckes[Bearbeiten]

Der Mitteldruck ist der über alle Arbeitstakte gemittelte Zylinderdruck. Alle Maßnahmen außer der Hubraumerhöhung und der Drehzahlsteigerung dienen der Mitteldruckerhöhung. D.h. der Verbrennungsdruck muss gesteigert werden und die Druckverluste durch den Ladungswechsel (Ansaugen, Ausschieben der Verbrennungsgase) müssen reduziert werden.

Erhöhung des Hubvolumens[Bearbeiten]

Die Vergrößerung des Hubraums erhöht den Massendurchsatz und somit die pro Arbeitstakt chemisch umsetzbare Menge an Kraftstoff.

Die beiden obigen Maßnahmen dienen nicht nur der Leistungssteigerung, sondern auch der Drehmomentsteigerung.

Erhöhung der Drehzahl[Bearbeiten]

Bei Betrachtung der Leistungsformel kann durch Drehzahlerhöhung ebenfalls eine Leistungssteigerung erzielt werden. Die maximale Drehzahl ist durch Strömungsverluste, die notwendige Zeit für die Gemischbildung und die maximale Kolbengeschwindigkeit begrenzt. Ein Motor braucht beim Anfahren eine kleine Drehzahl, aber ein großes Drehmoment. Beim konstanten Fahren ist es umgekehrt.

Steigert man nur die Drehzahl erhöht sich nur die Leistung aber nicht das Drehmoment.

Motorleistungsformel[Bearbeiten]

P=\frac {M\times n}{9550}
P = Leistung (Motorleistung) in kW
M = Drehmoment (Motordrehmoment) in Nm
n = Drehzahl (Motordrehzahl) in 1/min

oder P=\frac {p\times A\times s\times z\times n}{x\times 300}

p = Druck (Mittlerer Verbrennungsdruck) in bar
A = Oberfläche (Kolbenoberfläche) in dm²
s = Weg (Kurbelhebel) in dm
x = Arbeitsweise (2=Zweitakt bzw 4=Viertakt)
z = Zylinderzahl

Diese Formel verdeutlicht die, unter Prinzipien angesprochenen Verfahrensweisen:

Erhöhung des Mitteldrucks (p)

Erhöhung des Hubvolumens (A*s*z)

Erhöhung der Drehzahl (n)

Für die Umrechnung in PS muss die Kilowattanzahl mit 1,36 multipliziert werden.

Diskussion[Bearbeiten]

Da ein Serienmotor häufig hinsichtlich Effizienz, Umweltverträglichkeit und Lebensdauer einen ausgewogenen Kompromiss darstellt, sollte er nicht leichtfertig verändert werden. Jedoch gibt es durchaus Anwendungsfälle in denen ein Tuning der Werks-Kompromisslösung in eine spezialisiertere Richtung (höhere Leistung, höhere Effizienz etc) sinnvoll sein kann. Auch kann ein erneutes (Fein-)Tuning eine bessere Abstimmung eines Motors erzielen als die ursprüngliche Werks-Abstimmung durch den Hersteller eines Motors am Anfang dessen Lebens. Will man jedoch einen potentiellen Gesetzeskonflikt sicher auszuschließen, kann es sich als Alternative zu einer Leistungsteigerung durch Tuning empfehlen sich einfach die nächststärkere Variante des entsprechenden Serienfahrzeuges zu wählen.