Leistungsoptimierung des Honda K20 Saugmotors
Nachdem Thorsten Rüffer mit seinem „KOMO – TEC – NORMA“ in den vergangenen beiden Rennsaisonen die „kleine“ Klasse der SCC „Sport Car Challenge“ dominiert hatte, wurden für die Saison 2010 Siege im Gesamtklassement als neues Ziel definiert.
Als Alternativen bot sich der Umstieg auf ein hubraumstärkeres Triebwerk oder eine weitere Optimierung von Fahrwerk, aerodynamischem Gesamtpaket und Leistung des
aktuellen „Honda 2,0 Liter“ Motors an.
Ausführliche Computersimulationen mit der „Bosch Lap Sim“ Software ergaben, dass eine Leistung von mindestens 300 PS des Honda K 20 Motors ausreichen sollte um die Rundenzeiten der schnellsten Fahrzeuge im Gesamtklassement einstellen zu können.
300 standfeste PS auf der Basis eines nicht aufgeladenen Seriemotors waren für „KOMO –TEC“ eine technische Herausforderung die im Herbst 2009 mit der Erstellung des Lastenhefts für das Projekt „Honda C3“ angenommen wurde.
Als Grundbedingung wurde eine störungsfreie Laufleistung bis zur ersten Überholung von mindesten einer Saison einschließlich aller Testfahrten festgelegt.
Als Schwerpunkte der Entwicklung wurden definiert:
· Verbesserung des Ladungswechsels.
Der serienmäßige Ansaugsammler mit einer gemeinsamen Drosselklappe
stellt hinsichtlich Gasdurchsatz und Schwingungsaufladung keine optimale Lösung für einen Rennmotor dar.
Es wurde daher eine aufwendige Walzendrossel (Roller barrel) – Anlage entwickelt.
Durch Einströmtrichter in unterschiedlicher Länge kann die Drehmomentcharakteristik des Motors der jeweiligen Rennstrecke angepasst werden.
Die für einen 2. Liter Rennmotor kleine Zylinder - Bohrung von 86,5 mm
verbunden mit einem relativ großen Ventilwinkel von 25° bzw. 26° erfordern hinsichtlich der Parameter - Ventilgröße, Ventilhub in OT, Verdichtungsverhältnis und Kompaktheit des Brennraums - einen Kompromiss.
"Der optimale Kompromiss dieser gegenläufigen Faktoren ist das
Geheimnis der Leistung dieses Motors."
· Reduzierung der translatorischen Massen des Kurbeltriebs.
Um die Belastungen des Kurbeltriebs auch bei Drehzahlen bis 10.000 U/min
in maßvollen Größenordnungen zu halten wurde das Gewicht des Pleuel/Kolben Pakets auf nahezu die Hälfte der Serienkomponenten reduziert.
· Optimierung des Zusammenspiels von Nockenwellenprofil und Phasenverstellung der Einlassnockenwelle.
Stabiles Leerlaufverhalten, Abgasemission und hohes Drehmoment bei Drehzahlen unter 4.000 U/min sind bei einem Rennmotor von untergeordneter Bedeutung.
Der Entfall der Nockenhubverstellung (V-Tec) bringt jedoch erhebliche Vorteile hinsichtlich mechanischer Verlustleistung, Reduzierung der oszillierenden Massen des Ventiltriebs und Störanfälligkeit bei hohen Drehzahlen.
Im Bereich von 5.000 U/min bis 9.500 U/min können Drehmoment verlauf und „Fahrbarkeit“ des Motors durch eine sorgfältige Abstimmung von Profil und Steuerzeiten der Einlassnockenwelle jedoch erheblich verbessert werden.
Die Phasenverstellung der Nockenwelle wurde daher beibehalten und ein zughöriges Kennfeld der Steuerelektronik auf unserem „Schenck“ – Motorenprüfstand herausgefahren.
Als Ergebnis dieser Entwicklung zeigte unser der Motorprüfstand einen fülligen Drehmomentverlauf und eine Maximalleistung von 308 PS.
Dieser hervorragende Wert wurde auf unserem Referenz – Rollenprüfstand verifiziert.
Mit 314 PS bei U/min wurde unser ambitioniertes Entwicklungsziel sogar noch übertroffen.
Nachdem wir einige Anfragen erhalten haben, überlegen wir nun, ob wir unsere Motorkomponenten oder komplette Motoren unseren Kunden anbieten sollen.
Beim Ersten Renneinsatz am Nürburgring konnten wir uns nur 0,5 sec. hinter dem gesamt Führenden einreihen.
