Die Sache mit der Ansauglänge

Hi there!

Jetzt wird es so langsam ruhiger in der Werkstatt, drum finde ich endlich die Zeit, Euch zu berichten, was es so Neues am Prüfstand gibt. Anfangen möchte ich mit einer Geschichte über die Ansauglänge für den Motor am Fallbeispiel der Duke-III-R:

Du Dyno-Kurven unten zeigen die Differenz in der Performance zwischen dem altbekannten RU-1750 von K&N und dem Filter, den KTM zu seinem Nockenwellen-Kit für die 690 dazu gibt. Die motorische Basis ist bei diesen Runs jedoch die Standard-Nocke im Schädel und ein originaler, leiser, dicker Niro-Serienschalldämpfer als Auspuff.
Man sieht an den Leistungswerten, so übel geht die Serienbuchse gar nicht. Und zusätzlich verlängert der Serien-Puff von außen unsichtbar die Krümmerlänge auf ca. 950mm innen drinnen in seinem voluminösem Innenleben. Das ist ein Maß, das recht gut zu den Eckdaten dieses Motors paßt.

Auf jeden Fall gestattet es der Serienauspuff, den RU-1750 zu installieren. Dieser Filter verkürzt die originale Ansauglänge massiv im Vergleich zum originalen Ansaugtrichter, der in der Airbox drinnen steckt. Das ist nichts Neues, darüber habe ich an anderer Stelle bereits "referiert". Hier möchte ich nun aber den RU-1750 mit besagtem K&N aus den "Powerparts" vergleichen, um an diesem Beispiel einige Grundzüge der Ansaug-Abstimmung, der Wahl der Trichterlänge für den Motor zu erörtern:

Bei der Trichter- und in der Folge um die Ansauglänge geht es nicht nur um die gestreckte Länge des Einlaßkanals bis zum Ventil, auch dessen Durchmesser ist ein wesentlicher Designparameter, um die "Schwingungen" oder "Resonanzen" im Einlaßtrakt so zu timen, daß zur richtigen Zeit auf die Strömung "drauf drücken" und so helfen, Extra-Luft und damit Leistung in den Motor zu pumpen. In einer Näherung kann man sich die dort schwingende Luftsäule als eine Feder vorstellen, die Abhanging von ihrer Länge (= Gesamtlänge des Einlaßtrakts) und Drahtdurchmesser (= Durchmesser, Volumen des Kanals und Trichters), wenn man sie anregt, an ihr zupft, mit unterschiedlichen Amplituden nachschwingt: je kürzer oder je dicker der Draht, umso so schneller schwingt die Feder.
Hält man daher die Gesamtlänge des Ansaugtraktes bei und vergrößert "nur" den Druckmesser des Ansaugtrichters an seinem Ende zum Luftfilterkasten oder der "Atmosphäre" hin, hat einen beträchtlichen Effekt auf die Amplitude und die Frequenzlage der Ansaug-Resonanz: Der dicke Trichter wirkt so, als hätte man einen ursprünglich dünnenTrakt gekürzt.

Die Fotos unten des orginalen Ansaugschnochels aus der Airbox sowie des KTM-K&Ns zeigen, daß die Gesamtlänge jeweils recht ident ist, allein im Durchmesser macht der LTM-K&N was ganz anderes her. Und dies bewirkt eine grundlegend andere, will heißen "höhere" Ansaugabstimmung für den K&N im Vergleich, eine mit einer wesentlich höheren Amplitude. Eine Abstimmung mit höherer Amplitude, mit einer schneller, d.h. in der Zeit öfter schwingenden Gassäule konserviert zwar in sich nicht die Energie einer "tieferen" Abstimmung mit längerem, respektive dünnerem Einlaßtrakt, dafür ist eine derartige Abstimmung "höherer Ordnung" deutlich unkritischer, was ihr Timing angeht. Denn die mächtigste Resonanz im Einlaß ist vollkommen vergebens, drückt sie erst zu einer Zeit auf die Strömung im Kanal, zu der das Ventil nicht offen ist. Und die meiste Zeit ist halt so ein Einlaßventil entweder ganz geschlossen oder gerade mal einen kleinen Spalt nur angehoben.
Dies ist gerade ein Problem unserer modernen Hochleistungsmotoren, die trotz Euro-III-Abgas Literleistungen produzieren, von denen man vor gar nicht so langer Zeit in der Serie nur träumen konnte. Dieser Trick gelingt nur dadurch, daß heute (im Verhältnis" riesengroße Ventile in die Kopfe installiert werden, die mit großen Ventilbeschleunigungen auf recht üppige Hübe geliftet werden, und somit trotz kurzer Steuerzeiten ohne Überschneidung, also Öffnungszeiten am Ventil, die gar nicht so unähnlich sind einem ollen Opel-Kadett aus dem Jahre Schnee, wirksame Flächen für den Gaswechsel ermöglichen, welche allerst dies Leistung erst möglich machen.
Der Preis, den man aber zahlen muß, wenn riesige Ventile nur für kurze Zeit offen sind, ist aber leider der, daß dadurch das Timing für die Einlaßschwingung delikat wird, so delikat, daß kleine Differenzen in den Steuerzeiten, Produktionstoleranzen in der Zylinderhöhe, in der Steuerkette, der Positionierung der Kettenräder auf der Kurbel- sowie auf der Nockenwelle in modernen Motoren sofort einen überproportionale Wirkung auf den "Intake-Ram" haben können, die sich nur schwer kalkulieren läßt. Die Sache wird umso delikater, als die Eigenfrequenz der Ansaugabstimmung natürlich abhängig von den Umgebungsbedingungen, von Luftdruck, Temperatur, aber auch Luftfeuchte zusätzlich und additiv ändert..

Damit nun die Ansaugabstimmung zu keinem Buch mit sieben Siegeln wird, zu einem "Wunder", daß sich bei jedem Bike und vielleicht auch noch von Tag zu Tag ändert, bevorzuge ich für mein Teil auf modernen Motoren die "höchst" mögliche Ansaugabstimmung, will heißen die mit der kürzesten, dicksten Feder oder Gesamtlänge für den Ansauger. Deren Schwingungen sind sicher nicht so energiereich wie die einer "Feder", die seltener, dafür aber heftiger schwingt, aber nach dem Motto "Lieber der Spatz in der Hand als die Taube auf dem Dach" wähle ich lieber die hohe Variante, einfach weil sie besser zu kontrollieren und schlicht gutmütiger ist. Dies ist eine Abstimmung, die gerade so "hoch" ist, daß der Motor nicht über alle Maßen Spitzendrehmoment verliert. Dies passiert z.B., wenn man den 690 ganz ohne Alles auf dem Drosselklappenkörper bautechnisch kürzest möglichen Variante für die Ansauglänge.
Der kurze Gummistutzen am RU-1750 von K&,N reicht glücklicherweise´hin, die Eigenfrequenz im Ansauger so weit "runter" zu bringen, daß sich ein recht guter Kompromiss einstellt, was das Spitzendrehmoment angeht. Und aus diesem Grund ist dieser Filter mein Filter der Wahl.

Die Leistungskurven habe ich deshalb ausgewählt, weil sie exemplarisch recht schön zeigen, was diese Theorie in der Praxis bewirkt: Sicher bringt der K&N von KTM mit seinem langem Trichter mehr Spitzendrehmoment in der Mitte. Die 3 NM mehr sind schon was, da kommt der kurze RU-1750 nicht ran. Aber so weit daneben liegt es auch nun wieder nicht, was die Competition um die maximalen NM angeht, und er kann zwei Dinge, bei denen ein längerer Ansaugtrakt, ein längerer Filter ausläßt:
* Er "überredet" den Motor dazu, oben raus weniger im Drehmoment nachzulassen, will heißen, er steigert die Drehfreude und die Spitzenleistung. +68 Hinterrad-PS mit originaler Nockenwelle ist doch auch eine Ansage
* Ferner "überredet" er den Motor, bereits im Drehzahlkeller, also ab 3000 zu kultivierter Leistungsentfaltung. Den Dyno-Run starte ich immmer am Einzylinder bei ca. 2700-2800 UpM, also ab der Drehzahl, wo das Ding so halbwegs rund läuft. Mit der "tieferen" Abstimmung durch den längeren Trichter gibt es halt leider keine Resonanz unterhalb von 3500, welche den Motor beatmet, einfach weil die Schwingungen zu selten daher kommen. Mit dem krzen RU-1750 klappt dies jdoch sehr fein. Entsprechend profitiert natürlich auch die Fahrbarkeit gerade in der Stadt, aber auch im Gelände.

So, das war meine "Ansaug-Geschichte". Ich habe sie am Fallbeispiel der Duke-III-R erzählt, aber sie gilt auch für die anderen 690er.

.Hey, glaube schon, daß GEGO´s SMC mit dem langen Ansaugrohr geht wie die Feuerwehr.

Die Message, die ich mit der Geschichte hier transportieren, kommunizieren will ist aber die: Die 690er (aber nicht nur die, sondern das gilt auch für die V2 von KTM - selbe "Philosophie" )ist wegen der kurzen Abgas/Lärm-Nockenwellen extrem kritisch, was die Ansaugabstimmung angeht. Drum funktioniert eine Länge, die auf einem bestimmten Eisen der wirkliche Bringer ist, und zwar über den ganzen Bereich, auf einem anderen so gar nicht. Im Prinzip muß man die Ansauglänge für jeden Motor individuell einstellen.
Und bei diesem "individuell Einstellen" kann es durchaus sein, daß man feststellen muß, die "lange Länge" funktioniert auf manchen Exemplaren, bei denen sich sie Toleranzen in den Steuerzeiten "unglücklich" summieren, trotzdem nicht.

Ich will auch mit meiner Ansaug-Geschichte hier nicht behaupten, daß die "kurze Länge", die RU-1750 auf der Drosselklappe "as it is", was den Wirkungsgrad angeht, die beste, leistungsstärkste Variante ist. Aber ich halte den puren RU-1750 auf jeden Fall für die gutmütigste Ansaugabstimmung für den 690 (sofern ein hinreichend langer Krümmer auf dem Motor steckt - Problem für die Duke-III mit Racing-Dämpfern), die man diesem Motormuster verpassen kann.
Der Preis für diese Gutmütigkeit ist womöglich ein dezenter Verlust im Spitzendrehmoment (das aber immer noch prall über der Serie liegt), im Gegenzug darf man sich aber darauf verlassen, daß die Ansaugabstimmung keine Ärger macht und nirgendwo "eini haut".

Ich sehe da noch einen weiteren Vorteil für die "hohe" Abstimmung durch den RU-1759 für den Motor: Diese Abstimmung ist diejenige, die für die beste Fahrbarkeit "unten herum" sorgt, im tiefsten Drehzahlkeller und bei wenig Gas. Und in meinen Augen ist der "Response", die Leistungsentfaltung in der Teillast, mindestens so wichtig für den Fahrspaß, wenn nicht sogar wichtiger, als die schiere Power bei Vollgas.
Gerade in der Stadt, aber auch am Kurvenscheitel, sollte der RU-1750 das beste Feeling vermitteln, die beste Kontrolle gestatten.

Jede Abstimmung ist stets ein Kompromiss. Der RU-1750 liegt in meinen Augen nicht weit weg vom perfekten Schnittpunkt. Aus diesem Grund favorisiere ich diese Variante.