Ist die Länge der Pleuelstange wichtig?

Im Laufe der Jahre wurden wir immer wieder nach der Länge der Pleuelstange und den Auswirkungen gefragt, die diese auf die Leistung und Haltbarkeit eines Motors hat. Wie sich herausstellt, wird diese Frage oft überdacht. Dabei kommt es weniger auf die Pleuellänge als vielmehr auf die richtige Höhe des Kolbenbolzens an. Die Länge der Pleuelstange spielt bei der gesamten Gleichung eine Rolle, sie ist jedoch nicht die Grundlage dafür, was Ihrem Motor mehr PS oder eine bessere Haltbarkeit verleiht.

Wir haben mit dem Motorenbauer Steve Morris von Steve Morris Engines gesprochen, um seine Meinung zur Auswahl der Pleuelstange zu erfahren und zu erfahren, ob die Stangenlänge wichtiger ist als andere Faktoren im Aufbau der rotierenden Baugruppe.

„Meine kurze Antwort lautet: Im Vergleich zu all diesen anderen Dingen wird viel über die Länge der Pleuelstange und die PS-Zahl nachgedacht“, gibt Morris zu. „In der aufgeladenen Welt besteht unser Hauptziel darin, den Motor zum Leben zu erwecken. Es geht nicht um die Jagd nach 10 PS mehr, denn wir haben das perfekte Verhältnis von Stange zu Hub. In der NA-Welt sind Sie möglicherweise auf der Suche nach 10 PS, und sie können die Höhe des Decks ändern, sie können die Länge der Pleuelstange zur Kurbelwelle ändern und mit unterschiedlichen Kolbenbolzenhöhen auskommen. Das ist eine gute Möglichkeit.

„Allerdings würde ich darauf wetten, dass jemand hintereinander verschiedene Rutenlängen testet, und es macht keinen Unterschied. Es sei denn, Sie sprechen von einem 1-Zoll-Unterschied in der Stangenlänge oder etwas ganz, ganz Dramatischem, was eine völlig andere Motorplattform erfordern würde, also ändert sich alles – ein um Zentimeter höherer Deckhöhenblock und eine um Zentimeter längere Stange – das verlängert sich der Ansaugkrümmer und die Ansaugkanäle. Es verändert die Eigenschaften von allem, sodass man nie einen wirklichen, genauen Blick auf das Gesamtpaket erhält.“

Laut den Leuten von Diamond Pistons verwenden viele Rennmotoren längere Pleuel, um das Kolbengewicht zu reduzieren und gleichzeitig positive Auswirkungen auf die Form und Positionierung der Drehmomentkurve sowie die Verbrennungseffizienz zu haben. Längere Stangen erfordern normalerweise kürzere, leichtere Kolben. Dadurch wird das Ringpaket höher auf den Kolben gedrückt. Bei Anwendungen mit normaler Ansaugung wissen Bauherren dies zu schätzen, da sie das Ringpaket gerne nach oben bewegen, um die hin- und hergehende Baugruppe leichter zu machen, die Kolbenstabilität zu verbessern und unverbrannte Gase im Spaltvolumen über dem oberen Ring zu minimieren.

Allerdings können längere Stangen in einer aufgeladenen Anwendung problematisch sein, da das Ringpaket weiter unten am Kolben angebracht werden muss, um ihn vor übermäßiger Hitze zu schützen. Bei längeren Stangen ist dies schwierig zu erreichen, da die Bolzenbohrung die Ölringnut schneidet. In vielen Fällen kann für aufgeladene Anwendungen eine kürzere Stange spezifiziert werden, da der Ladedruck die Notwendigkeit der kritischen Abstimmungsbeziehungen zwischen Stange und Hub verringert, die für einen effizienten Betrieb mit normaler Ansaugung erforderlich sind.

Letztendlich ist es das, was Sie erreichen wollen, die richtige Höhe des Kolbenbolzens. Im Gespräch mit Steve geht es vor allem darum, Komponenten auszuwählen und Berechnungen durchzuführen, die ihm die gewünschte Kolbenbolzenhöhe liefern.

Sobald die Stablänge ausgewählt ist, ergeben sich zwei Teile der Gleichung. Da Stablänge und Hub nun feststehen, ist die Stifthöhe die verbleibende Variable. Um die erforderliche Stifthöhe zu ermitteln, addieren Sie die Stablänge und die Hälfte des Hubs und subtrahieren das Ergebnis von der Höhe des Blockdecks. Blöcke, die nicht abgedeckt wurden, weisen typischerweise einen Fudge-Faktor von etwa 0,020 Zoll auf. Dies wird häufig entfernt, wenn der Block auf Null eingestellt wird, um ihn an den Kolbenboden anzupassen. An diesem Punkt kann der Bauunternehmer den verfügbaren Platz für das Ringpaket bewerten und feststellen, ob sich ein längerer Stab negativ auf die Ringposition auswirkt.

„Ich schaue bei der Wahl der Pleuelstange danach, wo mein Kolben sein wird“, sagt Morris. „Ich kann keine zu kurze Kolbenbolzenhöhe haben. Wenn ich bei einer Anwendung mit hoher Leistung eine zu kurze Kolbenbolzenhöhe habe, werden die Kolben schwach und könnten brechen. Oft hängt es davon ab, welche Länge ich in die Stange einbaue, die kürzer ausfällt, weil ich die richtige Höhe des Kolbenbolzens haben muss.

„Ich betrachte es aus der Sicht des Gesamtpakets. Wenn die Leute zu viel darüber nachdenken und etwas überkonstruieren wollen und versuchen, das perfekte Pleuel-zu-Hub-Verhältnis herauszufinden, es aber eine falsche Kolbenbolzenhöhe hat und den Kolben schwach macht und der Kolben bricht, dann ist das egal ? Wen interessiert es, wie toll es ist, wenn es kaputt geht?

„Ich suche nicht nach einem mythischen, magischen Verhältnis von Rute zu Schlag. Ich tue, was die Kombination richtig macht und wie ich einen Kolben darin am Leben erhalten kann und wie ich die Stange darin am Leben erhalten kann. Das hängt alles von der Deckhöhe des Blocks, dem Hub der Kurbelwelle und all diesen Faktoren ab. Ich denke nicht an das Verhältnis von Stange zu Hub.“

Wenn Bauherren wie Steve Morris die Höhe des Kolbenbolzens anstreben, welche Höhe des Kolbenbolzens möchte Steve dann im Allgemeinen erreichen? Abhängig von der Bohrungsgröße liegt Steve gerne im Bereich von 1,250 Zoll bis 1,350 Zoll.

„Das 1,250“ bis 1,350“ ist ein typisches Paket mit großer Blockhöhe für Stifte“, sagt Morris. „Mit LS-Sachen versuchen wir, im Bereich von 1.200“ zu liegen. Wenn ich könnte, würde ich immer noch gerne alles im unteren Bereich von 1,250 bis 1,350 Zoll haben, wenn möglich. Mit Motoren mit kleinem Kubikzoll und kurzem Deck kann man diesen Bereich einfach nicht gut erreichen.“

Generell sagte uns Steve, dass er sich aufgrund der Motorkombinationen, die er so oft baut, oft für eine kürzere Rute entscheidet.

„In unseren Kombinationen mache ich nichts mit extrem hohen Deckhöhen, daher kann man keine großen, langen Ruten hineinstecken, wenn man keine wirklich hohen Deckblöcke hat“, sagt er. „Wir verwenden so etwas nie, und wir machen auch keine wirklich riesigen Kubikzoll-Sachen (900 cid). Die längste Rute, die ich habe, ist 6,800 Zoll lang. Ich bevorzuge kurze Pleuel aufgrund der Winkligkeit und der Möglichkeit, den oberen Totpunkt in einer unbegrenzten, verstärkten Anwendung zu überschreiten.“

Offensichtlich verwenden verschiedene Motorplattformen wie Chevy, Ford und Hemi unterschiedlich lange Pleuel, aber eines der anderen Probleme, auf die Hersteller bei der Pleuellänge stoßen, sind die verschiedenen Gegengewichte der Kurbelwelle.

„In einem LS-Paket sind alle Kurbelwellen für eine 6,125 bis 6,200 Zoll lange Stange gegengewichtig“, betont Morris. „Wenn ich eine 6.000 Zoll lange Stange in einen LS mit einem Hub von 4.000 Zoll einbauen wollte, müsste man am Ende die Gegengewichte reduzieren und eine Menge Auswuchtungen vornehmen, damit das alles funktioniert, weil dadurch der Kolben und der Kolbenbolzen gezogen werden in die Gegengewichte hinein, da es für eine längere Rute ausgelegt ist.

„Wenn möglich, verwende ich gerne die 6,125-Zoll-Rute in einem LS. Manchmal verwenden wir in LS-Sachen eine 6.000-Zoll-Stange, je nachdem, wie groß der Hub ist. Allerdings müssen wir manchmal Gegengewichte reduzieren, um eine 6.000-Zoll-Rute in ein LS-Paket zu packen.

„Bei Big-Block-Chevrolet-Fahrzeugen und meinen SMX-Kombinationen ist meine übliche Pleuelstange eine 6,385-Zoll- bis hin zu einer 6,800-Zoll-Pleuelstange. Bei Hemi-Combos kommt es auf die Deckhöhe und den Hub an, gängige Rutenlängen liegen jedoch bei 7,100“ bis 7,300“. Ich denke, 7,100 Zoll ist die längste Länge, die ich gerne verwende, und reicht bis in den Bereich von 6,800 bis 6,600 Zoll.

Laut Steve haben diese kleinen Änderungen in der Pleuellänge keinen Einfluss auf die PS-Zahl, können sich aber auf die Haltbarkeit auswirken.

„Wenn man einen 540-Kubikzoll-Big-Block-Chevrolet-Boost-Motor mit 3.000 PS nimmt, hat dieser normalerweise eine 6,385 Zoll lange Stange darin“, sagt er. „Wenn ich eine 6,250 Zoll lange Rute hineinstecke, macht das meiner Meinung nach keinen Leistungsunterschied. Wenn überhaupt, könnte es sogar zu einer etwas besseren Kolbenbolzenhöhe und einem stärkeren Kolben führen. Damit es funktioniert, wäre jedoch eine Menge Auswuchten und eine Menge Änderungen an der Gegengewichtskurbelwelle erforderlich.

„Wenn Sie eine 6,535-Zoll-Stange hineinstecken, also 0,150 Zoll länger, macht das keinen Leistungsunterschied und keinen Unterschied in der Lebensdauer, mit der Ausnahme, dass der Kolbenbolzen nach oben in den Kolben bewegt wird, was den Kolben schwach und anfällig macht um den Kolben zu zerbrechen.“

Auch hier sollten Motorenbauer nach Lösungen suchen, die diesen Motorkomponenten die beste Möglichkeit bieten, in den Umgebungen, in denen ein bestimmter Motor eingesetzt wird, gut zu funktionieren. Aus diesen Gründen sagt Steve: „Verwenden Sie eine so lange Pleuelstange wie möglich, damit der Rest der Mathematik richtig berechnet wird und trotzdem ein guter Kolben entsteht.“ Das ist das Wichtigste. Wenn Sie wissen, welchen Hub Sie haben werden und welche Deckhöhe Sie haben werden, bauen Sie dort die längste Stange ein, die möglich ist, ohne die Haltbarkeit des Kolbens zu beeinträchtigen.“EB