Den Hubraum deines Töfflis berechnen?
Kein Problem mit diesen Tipps und Formeln
Hubraum beim Mofa – die Grundlagen
Ganz allgemein versteht man unter dem Hubraum beim Mofa das Volumen, das durch den Hub des Kolbens im sogenannten Verdichtungsraum von dessen Oberfläche verdrängt wird. Somit fungiert der Wert als zuverlässiger Indikator für die maximale Leistung, die der Motor entwickeln kann, schliesslich wird in Maschinen mit einem grösseren Zylinderhubraum automatisch auch mehr Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt. Auf diese Weise wird der Durchsatz pro Arbeitszyklus erhöht, was auch den Leistungsumsatz unmittelbar beeinflusst.
Beim Mofa wird das Hubvolumen in aller Regel in der Einheit Kubikzentimeter angegeben, wobei Werte bis maximal 50 Kubikzentimeter üblich sind. Historische Töffli-Motoren verfügen manchmal noch über einen etwas grösseren Hubraum, da die heutige gesetzliche Hubraumbegrenzung für Kleinkrafträder damals noch nicht galt.
Die spannende mathematische Herleitung zur Hubraumberechnung
Glücklicherweise musst du kein Ingenieurs- oder Mathematikstudium absolviert haben, um den Hubraum deines Mofas korrekt zu berechnen. Um besser zu verstehen, was du bei der Hubraumberechnung genau kalkulierst, lohnt es sich jedoch die mathematischen Hintergründe besser zu kennen. Beim Hubraum eines Mofa-Motors handelt es sich um ein Volumen, welches grundsätzlich durch die Multiplikation einer Basisfläche mit der zugehörigen Höhe berechnet wird. Im Fall eines Töffli-Motors betrachten wir die kreisförmige Querschnittsfläche des Zylinderkolbens als Basisfläche, schliesslich kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch lediglich innerhalb dieser Fläche aus dem Zylinder verdrängt werden. Die Höhe wird durch die Hublänge definiert, also dem Weg, den der Kolben in einem Arbeitszyklus zurücklegt. Bildlich kannst du dir diesen Wert auch als die Differenz zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt der Kolbenoberfläche innerhalb des Zylinders vorstellen.
So funktioniert eine exakte Hubraumberechnung bei deinem Hödi
Genug mit der mathematischen Theorie – jetzt geht es um die praktische Anwendung der Erkenntnisse. Im ersten Schritt bietet es sich dabei an, alle Werte zu sammeln, die für die mathematische Berechnung des Mofa-Hubraums benötigt werden. Diese haben wir in einer kurzen Checkliste in übersichtlicher Form für dich zusammengefasst:
- Bohrungsdurchmesser (d) in Zentimetern, auch Zylinderdurchmesser genannt bzw. die Hälfte davon, nämlich der Radius (r)
- Länge des Kolbenhubs (h)
- Gesamtanzahl der Zylinder (z), nur bei Maschinen mit mehr als einem Zylinder
- Die Kreiszahl Pi(π)= 3,141
Für die genaue Berechnung solltest du auf jeden Fall einen Taschenrechner zur Hand haben. Um eine häufige Fehlerquelle zu eliminieren, solltest du die Werte zum Bohrungsdurchmesser sowie der Hublänge zunächst in die Einheit Zentimeter umwandeln, schliesslich sollte der Hubraum beim Mofa direkt in der Einheit Kubikzentimeter berechnet werden. Aus dem Bohrungsdurchmesser wird mithilfe der Formel für den Flächeninhalt eines Kreises 2πr2 zunächst der Oberflächenwert des kreisförmigen Kolbens berechnet, welcher anschliessend nur noch mit dem Wert der Hublänge multipliziert werden muss.
Verfügt dein Fahrzeug nach einem Custom-Umbau über mehrere Zylinder, musst du den errechneten Wert zusätzlich mit der Zylinderanzahl multiplizieren, da sich der Gesamthubraum dieses Motors aus mehreren Einzel-Hubräumen zusammensetzt.
Für alle Mathematik-Begeisterten haben wir hier noch einmal die Formel für einen Zylinder in Reinform:
Hubraum = V = π r^2 h
Den Hubraum beim Mofa berechnen – eine Beispielrechnung
Falls das Konzept der Berechnung des Hubraums bei dir bisher noch nicht so ganz gezündet hat, wird es mit dieser kurzen Beispielrechnung mit Sicherheit klarer werden. Das ikonische Piaggio-Bravo-Töffli aus der Toskana verfügt über einen Bohrungsdurchmesser von 3,82 Zentimetern sowie einen Hub von 4,3 Zentimetern. Rechnen wir den Flächeninhalt des Kolbens aus, so kommen wir auf einen Wert von etwa 11,4 Quadratzentimetern (3,141 x (3,82/2)²). Multipliziert mit der Hublänge des Modells ergibt dies ein gesamtes Hubvolumen von 49 Kubikzentimetern (11,4 x 4,3), was dem tatsächlichen Hubraum des Motors entspricht.
Für Fans des Töffli-Tunings: Ein vergrösserter Hubraum für maximale Power
Wenn Töfflibuebe und Töfflimeitli über das Tuning ihres Hödis nachdenken, zählt die Vergrösserung des Hubraums vermutlich zu den ersten Ideen, die ihnen in den Sinn kommen. Das ist nicht verwunderlich, wenn man bedenkt, dass mit einer Hubraumvergrösserung eine Vervielfachung der Leistung erreicht werden kann. Ganz konkret kannst du den Hubraum beim Mofa durch den Einbau sogenannter Kubiksätze vergrössern. Diese Zylinderkits aus dem Tuning-Bereich enthalten besondere Kolben und Zylinder mit einem erhöhten Bohrungsdurchmesser, wodurch die Kolbenbodenfläche entscheidend vergrössert und der Hubraum in die Breite erweitert wird.
Dabei gilt jedoch zu beachten, dass aufgrund der grösseren Ein- und Auslässe auch spezielle Rennvergaser mit einem höheren Querschnitsswert sowie Auspuffe mit einem dickeren Rohr montieren werden müssen. Denn ein grösser Hubraum stellt auch höhere Anforderungen an das Material.
Tuning-Fans, die ein gewisses handwerkliches Know-how mitbringen, können die Leistung ihres Töfflis auch durch ein gezieltes Aufbohren der Zylinder auf das maximale Übermass steigern. Auch der Einbau einer speziellen Kurbelwelle für einen grösseren Hub stellt eine gute Möglichkeit dar, eine Hubraumvergrösserung vorzunehmen. Allerdings handelt es sich bei diesen Varianten des Motortunings um riskante Unterfangen, die zu überhöhten Motortemperaturen sowie einer problematischen Belastung des Antriebsstranges und der Bremsanlage führen können. Aus diesem Grund ist für diese Art des Tunings einiges an Erfahrung erforderlich.
Bildquelle:
Hubraum Darstellung: Von Tmoore, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1131542
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