Theoretische Frage zur Höchstdrehzahl beim C1

[Bernd Andritzky]

O.K., habe das wohl missverstanden weil Thorsten anfangs versehentlich von Auslassventilen sprach und ich daher die Natriumfüllung für einen Teil dieses Irrtums hielt. Aber ich denke das Thema Na-gefülltes EV lässt sich bis morgen klären, ansonsten bohre ich mal einen Porschekollegen an.

Doch zurück zur Maximaldrehzahl:
Mit freundlicher Genehmigung meines Scheffs kann ich Interessierten per Email den gemessenen Verlauf von Ventilfederkräften über der Motordrehzahl sowie Verläufe von Ventilhub/-geschwindigkeit und -beschleunigung über °Kurbelwinkel nahe Maximaldrehzahl und knapp über Maximaldrehzahl zusenden.
Hieraus wird ersichtlich, daß die mechanische Belastung keinesfalls mit steigender Drehzahl linear zunimmt sondern ab zulässiger Maximaldrehzahl innerhalb weniger 100 1/min sprunghaft ansteigt. Schon bei 300 1/min über zulässiger Maximaldrehzahl steigt die Federkraft auf den doppelten Wert des dauerhaft zulässigen, ab 500 1/min über nmax kommt es zu Ventilabhebern mit all seinen ungesunden Folgen. Leider dürfen die Scans nicht skaliert sein, es ist aber trotzdem ganz gut erkennbar was schon knapp über der zulässigen Maximaldrehzahl im Ventiltrieb abgeht. Möge jeder seine eigenen Schlüsse daraus ziehen.

Gruß, Bernd

[Bernd Andritzky]

So Jungs,

auch der freundliche Hr. Heckel von Porsche (0711/911-8895) konnte mir keine eindeutige Auskunft bezüglich der Serienventile geben, was er aber wusste sind die Ventilgewichte: Serie=120g, CS=114g.
Daß die EV´s beim CS hohl sind darüber dürfte auch Einigkeit bestehen.
Bleibt zu klären ob die Serien-EV´s Vollschaftventile oder hohle Na-Ventile sind.
Nehmen wir an es wären Na-gefüllte Hohlschaftventile, dann müsste die Na-Füllung 6g wiegen.
Macht mit der Dichte von Na (0,971g/cm³) bei einem Bohrungsdurchmesser von 6mm (das ist das alleräußerste was man in einen 8mm-Schaft reinbohren könnte) eine Länge der Na-Füllung von 210mm - Kann also nicht sein.
Realistischer wäre eher eine Bohrung beim CS von 4mm Durchmesser und 60mm Länge, das ergibt dann 0,75cm³ "fehlenden" Stahl, Dichte=7,86g/cm³ macht 5,9g.
Fazit: Mein Weltbild hört wieder zu wackeln auf, die Serienventile sind Vollschaftventile und die CS-Ventile sind hohlgebohrt um eine höhere Grenzdrehzahl zu erreichen.

Vielleicht hat ja der eine oder andere hier einen Draht zu den Buchautoren oder Verlägen der fehlerhaften Quellen, auf daß wir eines Tages auf verlässliche Fachliteratur zurückgreifen können und nicht erst zur Säge greifen zu müssen (Thorsten, ich hoffe Du hast noch nichts zersägt ;-)).

Gruß, Bernd

Servus,
uebrigens sind die Ventile vom 911 RS 1973 auch hohl und mit na gefuellt ... aber natuerlich die AV's ...
Gruss: Guenter
sorry, bezugnehmend auf den T+A-Thread: "AV" heisst Auslass-Ventile

[Thorsten Subtil]

So Bernd,

so macht das Ganze auch wieder einen Sinn. Ich habe deine Rechnung noch mal nachvollzogen und bin noch einen Schritt weiter gegangen: Wenn man das hohle Ventil jetzt ca. zur Hälfte mit Natrium füllen würde (so sieht es in dem Aichele Buch aus), würde es nur ca.0,36 Gramm schwerer!
Wir können also festhalten: Fehler und Folgefehler in Büchern und Unterlagen!

[andreas 1,2 & 3,2]

bringt zwar niemanden weiter, aber das hab ich grad gefunden:

M2409
Einlassventil
Für Carrera 3,0l; SC
und Carrera 3,2l
Nicht für Clubsport “CS”!
65,04

M2409/1
Einlassventil
Für Carrera 3,2l Clubsport “CS”
75,64

M2417
Auslassventil
Alle 2,7l Motoren bis 77
92,30

M2418
Auslassventil
Für alle 3,0l und 3,2l von 76 bis 89
59,80
http://autoahrens.de/911_74_bis_89.html

[Tobias Kindermann]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="Verdana, Arial">Zitat:<HR>Original erstellt von Bernd Andritzky:
<STRONG>So Jungs,

auch der freundliche Hr. Heckel von Porsche (0711/911-8895) konnte mir keine eindeutige Auskunft bezüglich der Serienventile geben, was er aber wusste sind die Ventilgewichte: Serie=120g, CS=114g.
Daß die EV´s beim CS hohl sind darüber dürfte auch Einigkeit bestehen.
Bleibt zu klären ob die Serien-EV´s Vollschaftventile oder hohle Na-Ventile sind.
Nehmen wir an es wären Na-gefüllte Hohlschaftventile, dann müsste die Na-Füllung 6g wiegen.
Macht mit der Dichte von Na (0,971g/cm³) bei einem Bohrungsdurchmesser von 6mm (das ist das alleräußerste was man in einen 8mm-Schaft reinbohren könnte) eine Länge der Na-Füllung von 210mm - Kann also nicht sein.
Realistischer wäre eher eine Bohrung beim CS von 4mm Durchmesser und 60mm Länge, das ergibt dann 0,75cm³ "fehlenden" Stahl, Dichte=7,86g/cm³ macht 5,9g.
Fazit: Mein Weltbild hört wieder zu wackeln auf, die Serienventile sind Vollschaftventile und die CS-Ventile sind hohlgebohrt um eine höhere Grenzdrehzahl zu erreichen.

Vielleicht hat ja der eine oder andere hier einen Draht zu den Buchautoren oder Verlägen der fehlerhaften Quellen, auf daß wir eines Tages auf verlässliche Fachliteratur zurückgreifen können und nicht erst zur Säge greifen zu müssen (Thorsten, ich hoffe Du hast noch nichts zersägt ;-)).

Gruß, Bernd</STRONG>[/quote]


Sorry Bernd!

Aber Deine Rechnung stimmt nicht ganz: Der Ventilschaft ist 9mm stark. Ich habe das aus meinen Unterlagen - und einen Kollegen ein entsprechendes Ventil nachmessen lassen.
Es gibt nun zwei Möglichkeiten: Man hat Dir die falschen Ventile durchgegeben, oder nur den falschen Wert des Schaftes. Trotzdem neige ich dazu, Dir zuzustimmen.

Thorsten hat ein Gewicht von der Natriumfüllung von weniger als 0,5g errechnet. Die hätte Porsche dem CS auch noch gönnen können.

Trotzdem:

Schlagen wir also Kapitel 2 in unserem kleinen Tuning-Handbuch auf:

Zum Modelljahr 1976 erhielt der Carrera einen 3,0-Liter-Motor. Folgende Bauteile kamen u.a. zum Einsatz:

Einlassventil: 930 105 409 01
Auslassventil: 930 105 419 02
Ventilteller: 901 105 421 03
Ventilfedersatz: 901 105 901 00
Nockenwelle links: 930 105 147 08
Kipphebel links: 930 105 043 00

Zum Modelljahr 78 mutierte der Carrera 3,0 zum SC mit 180 PS und u.a. folgenden Teilen:

Einlassventil: 930 105 409 01
Auslassventil: 930 105 419 02
Ventilteller: 901 105 421 03
Ventilfedersatz: 901 105 901 00
Nockenwelle links: 930 105 147 08
Kipphebel links: 901 105 043 00

Im Laufe der Produktion bis Mj. 82 204 PS änderten sich einige Nummern:

Einlassventil: 930 105 409 13
Auslassventil: 930 105 419 15
Ventilteller: 901 105 421 03
Ventilfedersatz: 901 105 901 00
Nockenwelle links: 930 105 147 10
Kipphebel links: 930 105 043 00

Mit dem 3,2 ab Mj. 84 änderte sich nur noch der Ventilfedernsatz. So lautete es nun:

Einlassventil: 930 105 409 13
Auslassventil: 930 105 419 15
Ventilteller: 901 105 421 03
Ventilfedersatz: 901 105 901 50
Nockenwelle links: 930 105 147 10
Kipphebel links: 930 105 043 00

Alle Teile, die beim Carrera 3,0 zum Einsatz kamen, wurden laut Porsche inzwischen durch die 3,2-Ausführungen (z. B. der Ventilfedersatz) ersetzt. Wer also seinen 3,0 Carrera überholt, baut 3,2 Teile ein.

Warum ich diese Teile anführe?

Ganz einfach:

Es ist unter Tunern Allgemeingut, dass die Nockenwelle vom Carrera 3,0 bis zum 3,2 identische Steuerzeiten aufweist, die jeweils in unterschiedlichen Steuerzeitenvarianten montiert wurden.

Auch der Rest des Ventiltriebs ist identisch - wie wir oben nachgewiesen haben.

Deshalb dürfen wir also - ohne uns von den strengen Werksnormen zu entfernen - annehmen, das alle Motoren im Ventiltrieb die selbe Drehzahlfestigkeit aufweisen.

Und nun kommts *g*:

Porsche Carrera 3,0:

200 PS bei 6000 U/min, zulässige Höchstdrehzahl: 7000 U/min

Porsche SC 3,0 mit 204 PS:

204 PS bei 5900 U/min, zulässige Höchstdrehzahl 6800 U/min +/- 200 U/min
(danke an Heinz BN-HK 912 für die Kontrolle meiner Unterlagen durch die Angaben im Betriebshandbuch)

Selbst wenn kein Salz rausrieselt, wenn wir ein altes 3,2-Einlassventil opfern: Der Ventiltrieb des Serien 3,2-Ventilen ist gut für mindestens 7000 U/min.

Fazit 1: Mit einer Abregeldrehzahl von 6840 U/mmin ist man also auf der sicheren Seite. Die serienmäßigen 6520 U/min sind sehr großzügig gewählt.

Fazit 2 @Bernd: Es ist tatsächlich so, wie Thorsten geschrieben hat: Porsche hat damals den Motor wirklich mit großen Reserven ausgestattet. Man kann das nicht mit heutigen Konstruktionsmethoden vergleichen - BMW ist da sicher nicht anders als (inzwischen) Porsche.

Gruß

Tobias

PS: Ich bitte um Nachsicht, falls ich eine der vielen Zahlen falsch übertragen habe.

[911C1 Dieter]

Hallo Jungs,
dieser Thread macht wieder richtig Spaß

ungeachtet der Ersatzteilnummern wurden ab 1986 die Ventilschäfte verchromt, dies diente aber nur der Lebensdauer.
Warum der 3.2L mit den 3.0L-Ventilen eine wesentlich höhere Leistung erzielte liegt unter anderem auch an den vergrößerten Einlass- und Auslasskanälen.

Daten vom 3.2L-Motor:
Einlassventil-DN: 49mm
Einlasskanal-DN : 40mm
Auslassventil-DN: 41,5mm
Auslasskanal-DN : 38mm

ansonsten: wenn der erste Zylinder in der Drehzahlgrenze ist: SCHALTEN !

Grüße, Dieter

[Bernd Andritzky]

Hallo Jungs,

macht in der tat Spaß dieser thread.
@Tobias: 8mm war ein Fehler meinerseits, diesen Wert hatte ich nicht vom Hr. Heckel d.h. die Ventilgewichte stimmen trotzdem. Denke aber hier geht´s nicht um 1mm hin oder her sondern um ganze Größenordnungen, aber das Thema hohle Einlasventile mit Na-Füllung dürfte eh vom Tisch sein.
Bleibt Deine Feststellung, daß es mal Motoren mit identischem Ventiltrieb gegeben hat, die maximal 7000 1/min drehen durften.
Bleibt die ganz einfache Frage: Warum hat Porsche die Maximaldrehzahl beim 3.2 auf 6520 1/min reduziert, obwohl dem Fahrzeug eine höhere Abregeldrehzahl definitiv gut täte?
Bitte nenne mir nur einen guten Grund hierfür außer daß Porsche nach zunehmenden Langzeiterfahreungen mit den 7000 1/min der Vorgängermodelle kalte Füße bekommmen hat.
Wenn es so ist daß Porsche immer mit viel Sicherheitsabstand operiert, dann müssten sie sich ja mit jeder Modellüberarbeitung (bei identischem Ventiltrieb) eher näher an die tatsächliche Grenze wagen, was aber geschehen ist ist das genaue Gegenteil, man hat die Drehzahlgrenze heruntergesetzt. Warum?

Gruß, Bernd

[Thorsten Subtil]

Meine Vermutung: Bei der Serie kommt oberhalb von ca. 6500 U/min eigentlich nichts mehr. Ich habe vor dem alpha/n Umbau so gut wie nie bis in den Begrenzer bei 6600 gedreht, die Kurve fällt dann ab. Optimal war damals immer bis in den roten Bereich rein und dann schalten. Und seit dem Umbau hat sich ca. 6800 für mich als optimaler Schaltpunkt herausgestellt. Lenz gibt auch an, dass max Drehmoment ca. 300 U/min höher und max Leistung ca. 200 U/min höher als Serie liegt.
Wie bereits mehrfach gesagt: Seit nunmehr fast 7 Jahren und 60000km!

[Thumi]

Heruntersetzen der Drehzahlgrenze:

Das Porsche bei Modellwechseln die Drehzahlgrenze heruntergesetzt hat, muss ja nicht zwangsweise mit dem Ventiltrieb zusammenhängen. Weniger Drehzahl ist sicherlich hilfreich um strengere Emissionsgrenzwerte (USA) und den Verbrauch zu senken (weniger USA).

Nebenbei wurde bis zum 996 ja auch der Hubraum immer größer. Eine geringere Höchstdrehzahl reduziert natürlich auch die Kolbengeschwindigkeit, was im Pleuelbereich sicherlich von Vorteil ist.

Und so ein klein wenig besser dürften sich die Sportversionen und Leistungskits auch verkaufen lassen, wenn die Serie nicht das Limit darstellt.

Stephan

[Bernd Andritzky]

@Thorsten:
Im Entwicklungsablauf eines neuen Motors geht man (und ging man auch schon vor 20 Jahren) eigentlich außer vielleicht bei Iveco andersrum vor: Man schaut wie hoch der Motor drehen kann und passt dann den Ladunsgwechsel (in erster Linie die Saugrohrlängen) hieran an. Dabei gilt: Je höher die Nenndrehzahl desto mehr Leistung ist zu holen. Der C1 trat damals direkt gegen Autos vom Schlage eines Ferrari 328/Mondial an, man hatte also nichts zu verschenken.
Und daß auch dem serienmäßigen C1 eine höhere Abregeldrehzahl gut täte, ich dachte da wären wir uns bereits einig?
@Thumi:
Kein einziger mir bekannter Abgas- oder Verbrauchzyklus beinhaltet Betriebspunkte bei Maximaldrehzahl, was den ECE-Geräuschzyklus angeht hat man sogar mit einem hochdrehenden Motor bessere Karten, da dieser bei Einfahrt in die Messstrecke mit 50km/h im 2. und 3. Gang noch nicht so viel Drehmoment bereitstellt wie ein niedrigdrehender "Drehmomentmotor" und somit leiser ist (bzw. einen "offeneren" Schalldämpfer haben darf). Das ist auch der Grund dafür, daß die japanischen Supersportmaschinen obenraus so brüllen dürfen, bei 50km/h im 2. und 3. Gang ist da einfach noch nichts los mit dem Motor und entsprechend offen können die ihre Schalldämpfer gestalten.

Also lasst weiter Eure Brains stormen, warum wurde die Maximaldrehzahl beim C1 so niedrig gewählt?

Gruß, Bernd

[Thorsten Subtil]

Leistungs- bzw.drehmomentmässig gab es 1984 ein anderes Limit: Das 915 Getriebe. Und ams testete damals die ertsen 3,2 er mit 254 km/h. Die wesentlich teureren turbos kamen gerade mal auf 260 km/h. Der Abstand musste hier gewahrt bleiben. Aus witschaftlicher Sicht hätte man aus dem 3,2 er auch einen 3,3 er Sauger machen können (also wie der turbo), unterließ es aber wegen des Getriebes.
Ich sehe eigentlich auch keinen Grund, warum die Serie höher drehen soll als ca. 6600 U/min, weil, wie gesagt, da nichts mehr kommt.
Was solls: Ich klinke mich hiermit aus dem Thema aus!

[Bernd Andritzky]

Hallo Jungs,

um das Thema doch noch mit einer Erkenntnis abzuschließen hier eine Mail, die ich direkt von einem PAG-Entwickler bekommen habe:
_____________________________________________

Hi Bernd,

ich habe tatsächlich was zu dem Thema rausbekommen.

Über die Motorlebensdauer fällt die Ventilfedervorspannung ab. Bei der
SC-Nockenwelle lag die Drehzahl für beginnendes "Nachsetzen" der Ventile
bei 6800 1/min daher Festlegung der Abstellerdrehzahl toleranzbedingt
auf 6500 1/min mit Vollschaftventilen, 6800 1/min mit Hohlschaftventilen
(Einlassseite).

Dies war der Bericht eines Zeitzeugen. Ich hoffe, dass hilft eurer
Diskussion weiter !

Gruss,
_____________________________________________

Es ist also tatsächlich so, daß man über die Jahre festgestellt hat daß man mit "gealterten" Ventilfedern eben doch nur 6800 1/min drehen darf ("Nachsetzen" ist ein "hard fact", ab hier beginnt eine echte Schädigung!!). 300 1/min Sicherheitsabstand sind ein üblicher Wert für Serienmotoren, woraus sich die Grenzdrehzahl von 6520 1/min ergibt. Wer höher drehen will nutzt also schon den Sicherheitsabstand, Maximaldrehzahlen &gt;6800 1/min sind m.E. nur mit neuen Ventilfedern zu empfehlen.

Gruß, Bernd

[till]

Hallo,

um noch ein bisschen Schwung in diese Diskussion zu bringen noch ein paar weitere Infos von "Zeitzeugen" .

Ein Bekannter meines Vaters hatte Anfang der 70er einen Interserie-Sportwagen gebaut und eingesetzt. So eine Art Low-Budget Porsche 908 (das auto steht heute bei Rosso-Bianco in Aschaffenburg). In Verbindung mit Carrera 6 - Nocken (Friedhelm!) hatte er in einem 2,8l-Motor damals rund 285 PS (mit Doppelzündung, Flachschieber, geschmiedeten Kolben, offenen Auspuff etc etc aber den Serienpleuel, kein Titan und Serienventilfedern, gab nix besseres). Auf diesen Punkt (überdrehen) angesprochen erzählte er: Mit den leichteren, geschmiedeten und fürs Rennen polierten Kipphebeln aus dem 911S 2.0 und Serienventilfedern drehte er 8200. Bei 8500 brach der Kipphebel, was bedeutete: Platikmotorhaube runter, Ventildeckel runter und tauschen. "Das konnte ich dann bald in 15 Minuten."

Für meinen SC hab' ich mir genau diese frühen 911S 2.0 Kipphebel besorgt. Laut dem Entwicklungsingenieur von Schleicher ist meine "schärfere" Schleicher-Nocke (entspricht am ehesten einer E-Nocke vom 2.4E, allerdings mit mehr Hub) mit serienmäßigen Ventiltrieb für 7500 gut. Dann bricht der Kipphebel, sagt der Entwickler. Und hab die Ventile vom Turbo eingebaut - nach meinem Wissen beidseitig natriumgekühlt.

In der Praxis: Natürlich macht das normalerweise keinen Sinn, so hoch zu drehen. Aber wenn man in einer langezogenen Kurve beschleunigt gibt es eben Situationen, wo man Weder Gaswegnehmen noch Schalten möchte... .

Und das früher die Reserven sicher größer waren, zeigt sich ja oft. Wenn ich an meine Alfasuds denke... Da waren regelmäßig über 8000 mit dem Serienmotor angesagt, ohne Probleme...(und der rote Bereich begann glaube ich bei 6250). Zur Erinnerung: Der Alfasud-Motor wurde von einem Ex-Porsche-Mann konstruiert.


Aus dem staubtrockenen Büro

Till

(der mal wieder in den Ölsumpf möchte)

Hmmm, das ist alles in der Praxis sehr interessant.
Aber der Thread beginnt ja mit "Theoretisch"...

Ist es theoretisch nicht so, daß kurzhubige Motoren höher drehen, weil, jetzt mal laienhaft ausgedrückt, weniger Massen bewegt werden müssen und somit das Material nicht so beansprucht wird?!?
Und Langhuber sund ja eigentlich immer Motoren mit niedriger Höchstddrehzahl.

Klar hängt das alle vom verwendeten material und der Konstruktion ab.

Beim C1 wurde aber doch gegenüber dem SC nur der Hub erhöht? Großartige konstruktive Änderungen am Motor gabs doch nicht? Liegt hier nicht einfach der Grund für die niedrigere Max-Drehzahl?
So dacht ich immer...

Bin aber kein Motor-Spezialist...

Grüße
Winnie