Quetschkante, Position, Zylinderkopf, OT, Quetschfläche, Brennraumkuppel, Zylinderwand

Alternative Begriffe: Quetsche

Definition der Quetschkante

Die Quetschkante bei Verbrennungsmotoren ist die kleinste Distanz zwischen der Quetschfläche im Zylinderkopf und dem Kolbendach, wenn der Kolben sich im oberen Totpunkt (OT) befindet. Die Quetschkante befindet sich häufig am äußeren Rand der Zylinderbohrung an der Zylinderwand.


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Einfluss des Quetschwinkels auf die Position der Quetschkante

Die Abstände sind häufig nicht gleich groß zwischen der Quetschfläche und dem Kolbendach. Durch den Winkel der Quetschfläche (Quetschwinkel) und die Wölbung des Kolbens variiert die Quetschkante oftmals in der Postion. Bei einem negativen Quetschwinkel befindet sich die Quetschkante näher an der Brennraumkuppel.

Wirkung die Quetschkante

Die Quetschkante bewirkt, dass der Kolben im oberen Totpunkt nicht gegen den Zylinderkopf schlägt. Sicherlich kann eine Verkleinerung der Quetsche eine größere Verdichtung des Gemisches bewirken, allerdings ist das nicht die Hauptaufgabe der Quetschkante.

Größe der Quetschkante

Quetschkante berechnen

Bild 2:

Gerade in diesem Bereich gibt es wieder sehr viel Philosophie. Graham Bell schrieb beispielsweise ein Buch über Zweitaktmotoren und veröffentlichte Werte für die Quetschkante:

  • 50 – 80 ccm: Quetschkante → zwischen 0,6 mm und 0,8 mm
  • 100 – 125 ccm: Quetschkante → zwischen 0,7 mm und 0,9 mm

Unsere Empfehlung

Bei Rennmotoren: Hub x 0,0132 in mm (Aufgerundet auf eine Stelle hinter dem Komma)

Bei Alltagsmotoren: Hub x 0,0232 in mm. (Aufgerundet auf eine Stelle hinter dem Komma)

Ein Alltagsmotor mit einem Hub von 57 mm hat also eine Quetschkante von 1,3 mm.

Rechnung: 57 x 0,0232 = ∼ 1,3 mm

Sollte bei dieser Quetschkante die Kompression zu groß sein, müsste das Volumen der Brennraumglocke vergrößert werden. Bei Rennmotoren kann eine Quetschkante von 0,8 mm gewählt werden. Dadurch wird noch einmal das Quetschkante zu groß – Ist das ein Problem?

Genau mit diesem Sachverhalt haben wir uns auch auseinander gesetzt. Unsere bisherige Erfahrung ist die, dass eine zu große Quetschkante Leistungsverlust bewirken kann. Beispielsweise haben einige Vespafahrer fälschlicherweise einen Zylinderkopf für 60 mm Hub bestellt. Bei diesen Zylinderköpfen ist die Distanz zwischen Kolbendach und Quetschfläche größer, da der Kolben mit einem Mehrhub von 60 mm anstatt 57 mm im OT weiter heraus ragen kann, sofern keine dicken Fußdichtungen eingesetzt werden.

Quetschkante zu klein – Ist das ein Problem?

Zu kleine Quetschkanten können ein Problem für die Haltbarkeit eines Motors sein. Nachfolgend sind Faktoren aufgelistet, welche die Größe der Quetschkante bzw. die Haltbarkeit des Motors beeinflussen.

Verdichtung

Eine zu kleine Quetschkante kann zu einem Problem werden. Durch die Verkleinerung der Quetschkante erhöht sich auch immer die Verdichtung. Und bei zu hoher Verdichtung fängt der Motor an zu klopfen. Beim Klopfen explodiert ein großer Teil des Gemisches fast gleichzeitig.

Verformung der Bauteile bei hohen Drehzahlen

Es gibt die Behauptung, dass bei zu kleiner Quetschkante bei hohen Drehzahlen der Kolben gegen die Quetschfläche stoßen könnte. Grund: Da Werkstoffe nicht vollkommen starr sind, werden sie unter Einwirkung einer Spannungen verformt. Die Verformung eines Werkstücks kann zum Beispiel in Form einer Stauchung, Dehnung, Biegung, Verdrillung etc. auftreten. Bei  Zweitaktermotoren mit Lagern aus Stahl kann dieser Gedanke vernachlässigt werden. Die Leistung der Vespa Motoren ist zu gering, um eine erhebliche Verformung der Bauteile zu bewirken.

Ausdehnung von Bauteilen auf Grund von Temperatur

Gerade im Brennraum treten auf Grund der Verbrennungstemperaturen bei Werkstoffen Ausdehnungen des Materials auf. Bei betriebswarmen Motor kann die Quetschkante durch diese Ausdehnungen geringfügig verkleinert werden.

Auswirkung von Verschleiß auf die Quetschkante

Der Motor ist Verschleiß ausgesetzt. Betroffen davon sind Kolbenbolzen, Lager etc. Dieser Verschleiß ist jedoch im Extremfall im Bereich von 1-2 Zehntel Millimeter.

Auswirkungen von Verbrennungsrückständen auf die Quetschkante

Bei zu geringer Quetschkante kann es passieren, dass durch eine wachsende Schicht an Verbrennungsrückständen auf Kolbendach und Quetschfläche die Quetschkante erheblich verkleinert wird. Hier sollte durch regelmäßiges Entfernen der Verbrennungsrückstände die Gefahr gebannt werden.


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