Die Sache mit dem Resorohr!

Ich möchte diese Seite gern in Theorie und Praxis teilen

Hier der theoretische Teil

Die Wirkungsweise:
Bei der Auf- und Abbewegung schließt der Kolben den Einlass und den Auslass des Zylinders. Bewegt er sich aufwärts, so schließt er den Einlass kurz vor dem Auslass. Wichtig ist die Zeitdauer der Auslassöffnung zu kennen. Die Dauer ist etwa 140 bis 160 Grad einer Umdrehung der Kurbelwelle.

Die Kombination Krümmer-Resorohr ist unterschiedlich dick, wobei das dickere Ende vom Motor wegzeigt. Während des Auslassvorgangs strömt heißes Auspuffgas in den Krümmer, weiter in das Resorohr und strömt weiter in den hinteren, dickeren Teil. Wenn Gas sich ausdehnt , kühlt es sich ab. Wenn es abkühlt, beansprucht es weniger Volumen. Dadurch wird ein Unterdruck am Motorauslass erzeugt und die verbrannten Gase werden besser aus dem Motor herausgesaugt. Das ist einer der Vorteile eines Resorohrs gegenüber einem normalen Auspuff. Leider hat jede Medaille zwei Seiten.

Denn wenn der Motor das verbrannte Gas ausstößt, saugt das Resorohr zusätzlich durch den erwähnten Unterdruck. Durch dieses schnelle Ausströmen, wird der Zylinder schnell frei für frisches Gas. Das frische Gas strömt also hinein, jedoch zu schnell, sodass es teilweise gleich wieder zum Auspuff hinausgesaugt wird. Das schnelle Ausströmen ist also ein Vorteil. Leider geht dabei ein Teil des frischen Gases verloren.
Um diesem Umstand entgegenzuwirken hat das Resorohr eine Prallplatte, die im Rohr angebracht ist. Sie verschließt einen Großteil des Rohres. Wenn der Motorauslass öffnet, so strömen die Gase explosionsartig aus und erzeugen eine Schockwelle. Wenn die Schockwelle die Prallplatte erreicht, so wird sie reflektiert, und geht den gleichen Weg wieder zurück.

Was bringt uns das?
Der Motorauslass öffnet, wodurch die stark erhitzten und komprimierten Gase durch den Krümmer in das Resorohr strömen. Es entsteht die Schockwelle. Das größere Volumen im Resorohr erzeugt einen Unterdruck, wodurch verbrannte und dann frische Gase in den Auspuff gezogen werden. Wenn die Schockwelle die Prallplatte erreicht, kehrt sie um in Richtung Motorauslass. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben weiter und schließt den Einlass kurz vor dem Auslass.
Wenn wir es nun schaffen, dass die Schockwelle gerade in dem Augenblick den Auslass erreicht wenn er noch offen ist, der Einlass aber bereits zu ist, so würden wir die (unbeabsichtigt ausgestoßenen) frischen Gase wieder vom Auspuff in den Motor zurückdrücken. Dadurch wäre der Zylinder mit mehr Frischgasen gefüllt und die Motorleistung würde steigen.

Ist das Resorohr aber zu kurz, so würden zusätzlich zum Frischgas auch alter verbrannte Auspuffgase in den Motor zurückgedrückt werden, was zu Leistungsabfall und Überhitzung führt. Daher darf ein Resorohr niemals zu kurz abgestimmt sein !

Längenberechnung:
Die Motordrehzahl spielt eine entscheidende Rolle. Daher kann ein Resorohr auch nur für eine bestimmte Drehzahl optimal abgestimmt werden. Bei anderen Drehzahlen gibt es nur Kompromisse.
Nehmen wir als Beispiel eine Motordrehzahl von 10.000 U/min was 167 U/s entspricht. Eine Umdrehung dauert also 1/167 = 0.006 Sekunden. Der Auslass ist nur für ca. 160 Grad während einer Umdrehung offen, was 0.00267 Sekunden entspricht. Die Schockwelle soll während dieser Zeit vom Zylinder zur Prallplatte gehen und wieder zurück kommen. Da sie sich mit Schallgeschwindigkeit bewegt (340 m/s) muss die zurückgelegte Entfernung also 0.00267 x 340 = 0.91m = 91 cm betragen. Da sie sich ja einmal vor und einmal zurückbewegt, muss die Prallplatte die halbe Entfernung vom Zylinder haben (91/2 = 45,5 cm). Die Schockwelle sollte aber geringfügig früher eintreffen, solange der Auslass noch ganz geöffnet ist.
Exakte Ergebnisse darf man sich von so einer Rechnung nicht erwarten, denn es gibt einige Unbekannte, welche das Ergebnis erheblich verfälschen !
Dazu gehört der Auslasswinkel des Motors. Diesen kann man aber messen und somit diese Unbekannte ausschließen. Was man aber kaum in den Griff bekommen kann, ist die Abgastemperatur. Denn diese beeinflusst die Schallgeschwindigkeit erheblich !
Aus diesem Grund kann ein Rechenergebnis immer nur ein grober Schätzwert sein.
Um diese Probleme so gut wie möglich in den Griff zu bekommen, wurde die Berechnung entwickelt. Das Ergebnis wird um so genauer, je präziser die Eingaben gemacht werden können. Mit einem Temperaturmessgerät zur Messung der Abgastemperatur messen kann, so kann er die Abstimmlänge schon relativ genau berechnen:
Die meisten Motore haben Auslasswinkel im Bereich von 140 bis 160 Grad. Da das Ergebnis stark von der Präzision dieses Winkels abhängt, sollte man ihn am ausgebauten Motor messen.
Die Abgastemperatur kann man nur ahnen. Vielleicht sind 300 Grad - Celsius ein brauchbarer Wert. Er hängt natürlich stark von der gesamten Abstimmung des Motors, Vergasers, dem Sprit und der Kerze und natürlich der Resorohr-Abstimmung ab.

Längenmessung:
Zuerst muss man die genaue Position der Prallplatte feststellen. Dies geht mit einem Draht recht brauchbar. Die einzustellende Länge muss inklusive Krümmer und Verbindungsrohren gemessen werden. Dazu eignet sich ein flexibles Bandmaß. Man beginnt an der Auslassöffnung des Motors und misst bis zur Markierung des Resorohrs wobei man dem Krümmer mittig folgt.

Nun zu meiner Praxis

Irgend wann habe ich festgestellt, das während ich immer noch mit messen und rechnen beschäftigt war, viele meiner Fliegerfreunde ihren Flugtag bereits beendet hatten. Ich ging in mich und stellte mir die Frage “Tut das Not?”.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt habe ich noch kein Resorohr selbst gebaut, wo ich dieses Wissen hätte in vollem Umfang anwenden können. Und da ich immer noch mehr Spaß am Fliegen habe als am Messen, besteht mein Werkzeug, zum Resorohr abstimmen, nur noch aus einem Drehzahlmesser und einer Eisensäge.

Es ist auch bekannt, das unser “Liebling” in seinem Element andere Drehzahlen realisiert als am Boden. Noch erschwerend kommt ja hinzu, das man sich für einen Drehzahlbereich entscheiden muß, denn man kann den Motor nur auf eine Drehzahl optimal mit dem Resorohr abstimmen. So das ich für mich beschlossen habe fein, das es auch in Theorie funktioniert.