Umbau Stufe 2 (Jan. 2008)

Überblick über diese Seite

• Einleitung
• Feststellungen und erste Erklärungsversuche
• Bilder von der Demontage:
  • Zylinder, Zylinderköpfe und Kolben
  • Austritt der Kurbelgehäuseentlüftung
  • Ventile und Führungen
• Meßwerte bzw. genauere Betrachtung
• Geplante Maßnahmen: nicht nur reine Reparatur, sondern auch ein wenig Tuning
• Durchgeführte Maßnahmen
  • Zylinder, Kopf & Kolben - leichte Verdichtungserhöhung
  • Kurbelgehäuseentlüftung: eine schicke und eine primitive Variante
  • Doppelzündung
    • Zündsteuergerät
    • Verstellkurve modifizieren
  • Lambdasonden-Aufnahmen
• Montage
• Bilddokumentation Zusammenbau
• Ergebnis
  • Leistungsmessung dazu

Einleitung

• Auslöser: Ölkohleablagerungen - schon wieder (Nov. 2007) - siehe Bilder
• gefahrene km seit letzter Öffnung des Motors (Zylinder, beim Umbau auf 1000 cm³): ca. 10.000 km
  • da wurden auch Ventile und v.a. die Ventilführungen professionell erneuert - sollten also noch OK sein
  • an dieser Stelle werde ich weder den Namen der Werkstatt nennen, die "Sanierung" & Umbau vor 10.000 km erledigt hat, noch die, die diesmal die unten dargestellten Maßnahmen durchgeführt hat.
• Ölverbrauch zuletzt: ca. 0,2-0,3 l/1000 km, 20W-50 SG - also unauffällig, keine Rauchentwicklung, auch nicht nach Seitenständerparken
• Kraftstoff:
  • getankt habe ich immer Eurosuper (je etwa 1/3 Aral, Esso und Texaco)
  • gelegentlich, um der Klingelneigung auf die Spur zu kommen, auch 100 Oktan Edelsaft (dann war das Klingeln weg)
  • und das bei einer Standardverdichtung von ~8,5:1 - da sollte eigentlich Normal genügen, aber daran war eigentlich nie zu denken (und seit ~2011 gibt's das eh nicht mehr). Daß hingegen die Q Eurosuper saufen möchte, ist für mich jedoch völlig akzeptabel.
• Kerzen W6, Kerzenbild normal und symmetrisch
• Betriebsbedingungen: nie Kurzstrecke, immer >30 km, auch zur Arbeit - also an sich ideal
  • einmal pro Tour gebe ich der Q bewußt die Sporen, d.h. drehe sie über 6500, was ich ansonsten eher selten tue
• wie hier schon angedeutet, gab es spätestens ab Sommer 2007 Probleme mit einer hartnäckigen Klingelneigung, die weder vergaser- noch zündungsseitig erklärbar oder in den Griff zu bekommen war
• darauf hin habe ich über 4 Tankfüllungen mit der "Legende" experimentiert, daß synthetisches (!) Zeitaktöl, etwa 1:200 - 1:400 beigemischt, Ablagerungen im Brennraum entfernen soll. Dies hat definitiv nichts gebracht (außer ein paar hämischen Kommentaren gewisser Leute im Forum...)
• der Auslöser, die Faulheit zu überwinden und die Zylinder zu ziehen, war ein ganz harmloser Blick in den Brennraum durch's Kerzenloch. Dabei sah ich im rechten Zylinder eine kleine "Pfütze" - ob Wasser, Öl oder Benzin war so nicht feststellbar. Rot-Alarm! Ferner waren am Kolbenboden Ablagerungen deutlich zu erkennen. Also dann man los ...!
  

Feststellungen, erste Ideen für mögliche Ursachen:

• links sind im Brennraum insgesamt noch stärkere Ablagerungen festzustellen als rechts
  • es war jedoch im Verlauf der letzen 5.000 km eher der rechte Vergaser, an dessen Stutzen Öl austrat (muß nichts bedeuten, vielleicht ist hier nur die Schelle undichter als links)
  • die Ablagerungen sind sehr hart, vor allem links (rechts war aber allerdings die mysteriöse "Benzinpfütze" drin). Eigentlich stelle ich mir unter "Ölkohle" eher weichere Ablagerungen vor.
• umgekehrt ist es am Feuersteg der Kolben (und gegenüber im Zylinder): da sieht der rechte schlimmer aus als der links
• Kurbelgehäuseentlüftung?
  • (Beim Boxer mit seinen starken Pulsationen im Kurbelgehäuse = je 1 l pro Umdrehung! ist dies ein viel wichtigeres System als beim 4-Zylinder oder 180°-Twin oder echtem V2. In den Foren wird ja öfter dieses System als Ursache hohen Ölverbrauchs und in dessen Folge wiederum ursächlich für Ölkohle angesehen.)
  • zur Funktion des Systems siehe hier
  • Zwar hängen an den beiden Ausgängen zu den Vergasern hin ein Öltröpfchen, aber sowohl dies wie auch alle anderen Komponenten des Kurbelgehäuseentlüftung-Systems sehen auf den ersten Blick intakt aus - speziell das Flatterventil.
  • das Flatterventil ist vorhanden, nicht gebrochen und sieht zunächst mal korrekt aus
  • auch als 800er hat sie schon gut "gekohlt". Das spricht also für eine "gleichgebliebene" Ursache. Deswegen hoffe ich, daß das neue Flatterventil anders aussehen möge als das was auf'm Tisch liegt. Dann leg ich das alte ebenfalls in den Geldbeutel, zu dem Stift ...

Bilddokumentation

• anklicken ð groß.

Zylinder, Zylinderköpfe und Kolben:

ê  Austritt der Kurbelgehäuseentlüftung - ölfeucht ...?	ê "Pfütze" rechts: von Viskosität und Geruch her handelte sich um Benzin. Ursache unklar, Schwimmerkammern waren leer.
ê Brennraum rechts: viel Kohle, aber immer noch weniger als links	ê Brennraum rechts:
ê Rechter Einlaß:	ê Brennraum links: insgesamt noch stärkere Ablagerungen als rechts
ê Linker Auslass:	ê Links Mitte:
ê Linker Zylinder oberhalb Einlass:	ê Linker Kolben: zeigt ein anderes Ablagerungsmuster als der rechte. Auffällig ist der saubere Bereich um den Einlass herum!
ê Linker Kolben:	ê Linker Kolben, unterhalb Einlass:
ê Rechter Kolben (noch feucht von der "Benzinpfütze"): zeigt ein anderes Ablagerungsmuster als der linke. Hier ist der dickste Dreck um den Einlass!	ê Rechter Kolben, Einlass:
ê Rechter Kolben, Feuersteg Auslass: noch mehr Ablagerungen als links	ê Rechter Kolben, Feuersteg unten: mehr Ablagerungen als links
ê Rechter Zylinder, Einlass: mehr Ablagerungen als links	ê Rechter Zylinder, Auslass: mehr Ablagerungen als links
ê Rechter Zylinder, nahe Einlass: mehr Ablagerungen als links	ê Rechter Zylinder, nahe Auslass: mehr Ablagerungen als links
ê Rechter Brennraum:	ê Rechter Brennraum:
ê Linker Brennraum:	ê Linker Brennraum:
ê Linker Kolben, Feuersteg am Einlass:	ê Linker Kolben, Feuersteg am Auslass. Hier viel, sonst weniger als rechts. Rechteck rechts: gutes Tragbild 2. Kolbenring:
ê Linker Zylinder: weniger Ablagerungen als rechts	ê Linker Zylinder: weniger Ablagerungen als rechts

Kurbelgehäuseentlüftung:

ê die Komponenten der Kurbelgehäuseentlüftung:	ê Abdeckung des Flatterventils:
ê Das Flatterventil öffnet sich bei Überdruck von unten (= Kurbelgehäuse), baut somit Unterdruck im Kurbelgehäuse auf	ê Das Flatterventil abgebaut. Die runde Grundplatte, auf der das Flatterventil sitzt, geht übrigens manchmal schlecht raus.
ê Unten das alte Flatterventil: ist in Ruhelage dicht geschlossen, das Federblättchen braucht einen gewissen Druck von unten, um sich zu öffnen. War das die Ursache ...?	ê Unten das neue Flatterventil: das Federblättchen ist in Ruhelage ein kleines bißchen geöffnet.

Ventile und Führungen

ê Einlaßventil: 45°	ê Ventilsitze links: Einlaß OK; Auslaß ca. 2,3 mm, Soll = 2 mm
ê Auslaßventil: 30°	ê Auslaßventil:
ê Ventilsitze rechts: Einlaß OK; Auslaß ca. 2,3 mm, Soll = 2 mm	ê Einlaßkanal:
ê Kipphebel: nicht "eckig", also OK	ê Ventil-Schaftende: nicht eingeschlagen
ê Ich glaube, das sind die "langen" Ventilführungen:

Meßwerte bzw. genauere Betrachtung

Ventilführungsspiel

	Schaft  (7,950 ð 7,925) [mm]	Kippspiel (0,7) [mm]	Bemerkungen
Einlaß links	7,93	0,18	Sitzwinkel 45°
Auslaß links	7,93	0,29	Sitzwinkel 30°
Einlaß rechts	7,93	0,28
Auslaß rechts	7,93	0,17

• Verschleißmaß in der Kopfzeile in Klammern, alle Werte aus BMW-Werkstatthandbuch. Ventilschaftdicke gemessen mit Bügelmeßschraube.
• Kippspiel:
  • gemessen mit guter (digitaler) Schieblehre, jedoch nicht mit Taster, nach "Rezept" im BMW-Werkstatthandbuch
  • daher etwas ungenau, aber: Fazit = alles schien zunächst mal im grünen Bereich.
• Aber die Ventile und Führungen wurden dennoch ersetzt, weil trotz geringem Kippspiel hier die Ursache für die Ölkohle vermutet wurde, und ferner beide Teile vom Fachmann (nicht mir) als eher mäßige Qualitäten beurteilt wurden.
  • Nachtrag 2010, nach nunmehr 10.000 km: der Ölverbrauch ist bedeutend gesunken. Somit dürfte es also stimmen, daß es bei Ventilen und Führungen deutliche Qualitätsunterschiede gibt.

Ventil der Kurbelgehäuseentlüftung: ein Exkurs

• Das folgende stellt einen Exkurs dar, um die Funktion des Gesamtsystems "Kurbelgehäuseentlüftung" darzusustellen. Es besteht aus folgenden Komponenten:
  • Flatter- oder Membranventil
  • Beruhigungsraum mit Ölrückführung
  • "der Rest" geht entweder in die Vergaser oder in einen Sammelbehälter

Abbildungen aus dem 2V-Forum:

• Ziel und Funktionsweise der Kurbelgehäuseentlüftung, speziell des "Flatterventils":
  • es gibt 2 konstruktive Aufgabenstellungen:
    • es soll im Kurbelgehäuse einen Unterdruck herstellen. (Warum nun wiederum das? Lest weiter.)
    • und Ölverluste sollen minimiert werden.

Zum ersten Punkt: Unterdruck im Kurbelgehäuse erzeugen

• Theorie:
  • Dies soll erreicht werden, obwohl von den Brennräumen her immer ein gewisser "blow by" Verbrennungsgase in das Kurbelgehäuse einbringen und dort den Druck tendenziell erhöhen (im "Arbeitstakt", nicht im "Ansaugtakt"!). Dieser Volumenstrom durch "blow by" wird bei den nachfolgenden Überlegungen der Einfachheit halber ignoriert.
  • der Boxermotor ist prinzipbedingt eine Luftpumpe. Pro Umdrehung ändert sich das Volumen im Kurbelgehäuse um 1000 cm³.
    • wenn man mal das Volumen des Kurbelgehäuses (also alles oberhalb des Ölpegels, Kolben im OT) mit 5 l annimmt, dann werden somit also 5 l auf 4 l verdichtet
    • nimmt man jetzt noch an, daß das Kurbelgehäuse "fast geschlossen" ist (die Öffnung am Flatterventil ist ja recht klein), dann wird im unteren Totpunkt ein Druck von 1,2 bar aufgebaut (glaube ich ...). Und das ist schlecht. Warum? Moment noch.
  • Durch das Flatterventil wird nun ein Unterdruck gegenüber dem Atmosphärendruck erzeugt. Es "läßt Überdruck (weitgehend) raus", aber "sperrt Unterdruck ein". Man könnte das sicher schön als Sinuskurve und horizontalen Linien mit den Mittelwerten zeichnen, und die "Überdrucksegmente" schraffieren.
  • Wenn kein Flatterventil existiert, stellt sich im Mittel im Kurbelgehäuse der Atmosphärendruck ein, aber mit Pulsationen, deren positive Halbwelle dann auch deutlichen Überdruck ggü Atmosphäre beträgt!
    • im Ansaugtakt (wenn also der Druck im Kurbelgehäuse höher ist als der Druck oberhalb des Kolbens!) dürfte dadurch in diesem Moment Öl an den Ringen vorbei in Richtung Brennraum gedrückt werden ð Ölverbrauch
  • die einzige Alternative zu dem ganzen System wäre folgendes:
    • um zu verhindern, daß Überdruck im Kurbelgehäuse (mit den og. Folgen) entsteht, müßte das Kurbelgehäuse entweder selbst sehr groß sein, so daß die Druckpulsationen vernachlässigbar sind (ich würde mal schätzen ab 20 l aufwärts)
    • oder aber das vorhandene Kurbelgehäuse hat eine sehr große Öffnung zur Außenwelt (diese Außenwelt stellt das größtmögliche Volumen dar, was es auf der Erde gibt). Ich würde schätzen, daß dies eine Öffnung von 5-10 cm Durchmesser braucht (stellt Euch immer vor, ihr müßt durch diese Öffnung tausendmal in der Minute 1 l Luft rein und rauspumpen). Dies aber scheidet aus Umweltschutzgründen aus, und vermutlich würde auch Öl untragbar schnell verlorengehen).
      • Ab einer gewissen Drehzahl herrscht im Kurbelgehäuse ein Orkan: das Öl hängt zu einem Gutteil an den Gehäusewänden, und ein Teil wird in richtig feine Tröpfchen zerstäubt. Die würden dann rausgeblasen, und die werden im existierenden System eben wieder aufgefangen.
      • ein solches Auffangsystem darf nun nicht allzu groß werden, somit ergibt sich zwangsläufig ein kleinerer Austrittsquerschnitt (eben die ca. 1 cm Durchmesser), und zusammen mit der zweiten konstruktiven Aufgabe, Unterdruck herzustellen, kommt man ganz zwangsläufig auf die Lösung so wie sie existiert.
    • daher braucht es schlicht und ergreifend einen Unterdruck im Kurbelgehäuse, damit abgeschiedenes Öl (und ohne eine solche wären die 2 l Öl schnell weg!) wieder zurückbefördert werden kann. Oder wollte jemand hierzu eine weitere Ölpumpe vorsehen...?
  • Die korrekte Funktion des Flatterventils hängt von 2 Dingen ab:
    • ob das Federblättchen die korrekte Spannung und Ausgangslage hat ð auf keinen Fall aufbiegen
    • ob hinter dem Flatterventil im Prinzip möglichst der Atmosphärendruck anliegt, besser noch leichter Unterdruck. Auf jeden Fall müssen die vom Flatterventil entlassenen Luftvolumina widerstandslos entweichen können.
  • Fazit: ich bin der Meinung, daß man besser die Finger von "Optimierungen" an dem ganzen System läßt. Lediglich der Verbleib des auch jenseits des Ölabscheiders / Beruhigungsraumes  trotzdem noch rausgeblasenen, mehr oder weniger stark zerstäubten Motoröls kann Gegenstand irgendwelcher Modifikationen sein.
  • gelegentlich kommt das Gegenargument: "im Kurbelgehäuse kann gar kein Unterdruck sein, denn warum sonst siffen manchmal die Wellendichtringe?"
    • der Unterdruck im KGH ist ein Mittelwert und pulsiert ganz erheblich. Z.B. bei der ersten Umdrehung nach dem Start besteht erstmal Überdruck! Faktoren wie z.B. Blow-By kann ihn reduzieren bis auf ein Maß, daß trotz eines mittleren Unterdrucks es positive Druckspitzen gibt.
    • Man stelle sich vor, was los wäre, wenn man...
      a) mal das Flatterventil ausbauen würde, so daß im Mittel der Druck im KGH gleich dem Atmosphärendruck wäre, aber mit deutlichen Spitzen ins Plus (UT)
      b) oder noch viel schlimmer, wenn man das ganze an der Stelle des Flatterventils zuschrauben würde!

• Zurück zu der Aktion an meinem Motor. Bei mir unterscheide ich jetzt ein "altes" Ventil (bis Nov. 2007 eingebaut) von einem neuen: das Federblättchen scheint beim alten dicht geschlossen, es braucht also einen gewissen Druck von unten, um sich zu öffnen.
  • es benötigt also einen höheren Überdruck im Kurbelgehäuse, um das Ventil einen Spalt weit aufzubiegen: das passiert dann, wenn die Kolben nach unten gehen
  • im Gegenzug schließt das Ventil sofort, wenn nicht mehr "gepumpt" wird, wenn also die Kolben den UT erreicht haben.
    Sogar ein bißchen früher, weil ja die Feder leicht "vorgespannt" ist. Das bedeutet, es bleibt ein kleiner Überdruck bestehen.
  • dann gehen die Kolben nach oben, das Volumen im Kurbelgehäuse vergrößert sich, aber es kann keine Luft nachgesaugt werden,
    weil das Ventil geschlossen ist ð Unterdruck entsteht
  • weil zuvor noch ein bißchen Überdruck bestand, dürfte der Unterdruck etwas geringer ausfallen.
• das neue Federblättchen ist in Ruhelage ein kleines bißchen geöffnet. Hier nun das gleiche Gedankenexperiment:
  • wenn die Kolben nach unten pumpen, wird die Luft rausbefördert, es dürfte sich dabei deutlich aufbiegen
  • wenn der Kolben den UT überschritten hat, baut sich Unterdruck auf. Ein kleines bißchen Luft flutscht noch durch das Ventil, erst dann "klappt" es zu, wird "angesaugt". Erst dann kann sich also der Unterdruck aufbauen. Dieser sollte also wiederum "etwas geringer ausfallen" - das Ergebnis ist also dasselbe wie oben ...?
  • der einzige Unterschied besteht "ganz am Anfang", also unmittelbar nach OT: in diesem Fall entsteht keine "kleine Druckspitze".
• Es scheint also, daß es egal ist, ob das Federblättchen leicht vorgespannt ist, oder einen kleinen Spalt offensteht. Aber natürlich sollte man jetzt nicht hergehen und das Federblättchen grob aufbiegen !
• (Bei diesen 3 Gedankenspielen wurde der Eintrag infolge "blow by" der Einfachheit mal weggelassen. Er dürfte sich, intakte Kolbenringe etc. vorausgesetzt, auch gegenüber dem "jedesmal 1000cm³" mengenmäßig geringer ausnehmen.)

Ob es nun diese "kleinen Druckspitzen" beim "alten" Federblättchen waren, die Ölverbrauch bewirkt haben...? Das, lieber Leser, der bis hierher durchgehalten hat, werden wir alle niemals erfahren. Denn ich habe nicht die Nerven, das alles jetzt genau so wieder zusammenzubauen, sondern es gibt genügend Indizien, die in Richtung Kolben zeigen. Also werde ich dort auch etwas tun (lassen). Wieder eine Chance auf ein "streng wissenschaftliches Experiment" vertan...

Zweite Aufgabe des Gesamtsystems "Kurbelgehäuseentlüftung": Ölabscheidung und Rückförderung

• im Kurbelgehäuse herrscht gegenüber dem "Beruhigungsraum" also ein Unterdruck (siehe Text und Bild oben). Daher genügt eine ganz kleine Bohrung (links markiert, ca. 1,5 mm), daß das Öl, welches sich im "Beruhigungsraum" aus dem Ölnebel absetzt, wieder ins Kurbelgehäuse zurückgesaugt wird.

diese Bohrung zu vergrößern, wäre eine sehr schlechte Idee: dann nämlich schnüffelt der Motor begierig durch dieses (dann größere) Loch, anstatt durch die "Einbahnstraße" des Flatterventils. Somit reduziert sich der etablierte Unterdruck, und das war's mit dem ganzen System. Kurbelgehäuse = Schrott. (Nicht weil der Ölkreislauf sofort zusammenbricht, aber weil dann die Öl-Rücksaugung nicht klappt, könnte auch das passieren.) Durch eine 1,5mm Bohrung wird das abgeschiedene Öl, wenn es warm ist (und das ist es dort), problemlos durchgedrückt (bzw. genauer: gesaugt). Wasser hingegen setzt sich hier im "Beruhigungsraum" großenteils nicht ab: die Temperatur ist hier 80°C oder mehr, so daß das Wasser in Dampfform vorliegt, und dies wird dann aus dem ganzen System rausgeatmet/abgesaugt - entweder in die Vergaser (wo übrigens auch wieder ein allerdings sehr viel geringerer Unterdruck herrscht als im Kurbelgehäuse), oder aber in einen Abscheidebehälter oder ganz schlicht in die Umwelt (Schlauch nach außen). So bleibt also das durch die 1,5er Bohrung zurückgesaugte Öl relativ "sauber".

Ölrücklaufbohrung am Zylinderfuß im Querschnitt: hier stört übrigens irgendwelches Schleuderöl von sonstwoher nicht, in dem Sinne, daß von unten her so viel Öl an das Loch dranspritzt, daß von oben her nichts nachlaufen kann. Ab mittleren Drehzahlen ist im Kurbelgehäuse sowieso "Orkan" und "Nebel". Was zählt, ist der Unterdruck. (Höchstens bei extrem hohen Drehzahlen könnten die Dinge anders liegen.)

Kolben & Zylinder

• Vorab-Gespräche mit den "üblichen Verdächtigen" in der Szene ergaben folgendes:
  • ein Laufspiel von 0,6 mm, wie es damals vor 10.000 km schon bestand, wird von einigen schon als grenzwertig gesehen
  • ... obwohl es in der Mitte der BMW-Angaben ist: Einbauspiel 0,4 mm, Verschleiß 0,8 mm.
  • beide Werte seien eher großzügigst ausgelegt: einige der "Zunft" zielen auf 0,3 mm Einbaumaß und sehen 0,6 als "Schrott" an. Tja.
• was mir sonst noch auffiel: es gibt Kolben in 3 Verdichtungen. 8,2 ó 8,5 ó 9,5. Ich habe *nicht* die 9,5er - aber habe ich nun 8,2 oder 8,5er? Den aktuellen Satz habe ich ja gebraucht gekauft.
  • Im Kolben steht lediglich innen am Hemd:
  • auf der einen Seite "094022" und darunter "7 +    4"
  • auf der anderen Seite "1275".
  • beides ist nicht (das Ende) von einer der ET-Nummern.
• Vermessung

Geplante Maßnahmen

• dauerhafte (!) Abstellung möglicher Ursachen - ich habe keine Lust, alle 10.000 km die Zylinder zu ziehen. Womöglich sogar alle 5000 km, denn solange besteht die Klingelneigung schon.
• Brennraumüberarbeitung vom Profi, damit das mit der Quetschkante und der Verwirbelung besser klappt
  • dabei Verdichtung leicht erhöhen, Zielwert etwa 9 bis 9,5:1. Ich will auf keinen Fall (und auch nach längerer Laufzeit) auf "Super-Super" angewiesen sein, Eurosuper hingegen ist mir recht, denn Normalbenzin verschwindet demnächst sowieso vom Markt.
  • Ziel ist dabei eher eine optimierte Verbrennung und somit Reduktion der Neigung zur Ablagerungsbildung, nicht so sehr eine deutliche Leistungssteigerung.
• Bohrung für Doppelzündung einbringen, Elektrik entsprechend umrüsten.
• zumindest vorübergehende Verlegung der Kurbelgehäuseentlüftung, so daß die Öldämpfe nicht mehr in die Vergaser gelangen.
• wenn man schon mal dabei ist: Lambdasonden in die Krümmer setzen lassen, damit endlich eine wirklich genaues Setup möglich wird.

Durchgeführte Maßnahmen

Zylinder, Zylinderkopf & Kolben

• Kolben:
  • neu, "Rohling" ein niedrig verdichtender (8,2, Kolbenboden flach) Original-BMW-Kolben
  • der Kolben wurde noch kräftig überarbeitet: Quetschkante abgedreht, Zielverdichtung ca. 9,2:1
  • jetzt Klasse "C"
  • natürlich neue Kolbenringe
• Zylinder:
  • angehont (zwecks besserem Einlaufen der Kolbenringe)
  • Laufspiel insgesamt auf 3/100 eingerichtet
  • oben und unten um insgesamt ca. 2 mm gekürzt, es ergab sich zusammen mit dem überarbeiteten Kolben eine Verdichtung von etwa 9,2:1
  • passend dazu 2 mm gekürzte Stößelstangen: an sich könnte man über den Verstellbereich der Einstellschrauben die 2 mm abfangen, aber dann wäre der "Knickwinkel" des Stößelkopfes in der Kugelpfanne beim Hub nicht mehr symmetrisch
  • exakte Definition der Lage von Zylinder zu Gehäuse und Kopf zu Zylinder durch Paßhülsen
• Ventiltrieb:
  • neue Ventilführungen und Ventile: diese wurden ersetzt, weil trotz geringem Kippspiel hier die Ursache für die Ölkohle vermutet wurde, und ferner beide Teile vom Fachmann (nicht mir) als eher mäßige Qualitäten beurteilt wurden.
    • hier die Bilder der alten, und hier die neuen.
  • Ventilsitzwinkel am Auslaß auf 45° umgestellt.

Doppelzündung

• siehe hier allgemeines zum Thema "Doppelzündung"

2 PVL-Zündspulen:

• die sind sehr kompakt (siehe Bilder)
• die Nr. 356101 hat einen (Primär-)Widerstand von 1,4 Ohm. 2 davon parallel ergeben 0,7 Ohm, was ziemlich genau dem Widerstand der (neuen) Original-Spule entspricht.
• es gibt auch noch die Nr. 356100 mit 0,7 Ohm und die Nr. 356104 mit ca. 2,8 Ohm.
• Daten von PVL aus deren Webseiten (im Bild gezeigt wird die 356100):
  • Hochspannungsangebot: > 21 kV
  • Funkenenergie max: 30 mJ
  • Primärwiderstand: 0,6 Ohm
  • Primärinduktivität: 1,65 mH
  • Sekundärwiderstand: 8,7 kOhm
  • Sekundärinduktivität: 9,2 H
• Belegung zu den Kerzen hin:
  • auch ich habe es so gemacht, daß eine Spule die beiden oberen, die andere die beiden unteren Kerzen befeuern.
  • Andersrum ("eine Spule links, die andere für rechts") geht es natürlich genauso, aber dann müßte man bei einem Ausfall der einen die Kabel neu legen und evtl. sind sie dann zu kurz... Also höhere Betriebssicherheit.
  • Wenn solcherart eine Spule ausfällt, wird man es also nur am Klingeln oder weniger Leistung bemerken, und dagegen kann man auch auf Reisen etwas tun.

Zündsteuergerät: Serie - und nur eines!

• ich habe das Zündsteuergerät nicht "verdoppelt", so wie es die meisten Anleitungen im Netz empfehlen, oder auf das Zündsteuergerät von Q-Tech umgerüstet. Hierzu habe ich mich mit ein paar Gurus aus der Szene unterhalten, die genau diese Konfiguration schon mehrmals und bisher vollkommen ohne Probleme verbaut haben.
  • der Widerstand der beiden Zündspulen ist genauso groß wie vorher - warum sollte das Zündsteuergerät also überlastet werden?
  • es ist (vermutlich, sagen jedenfalls die meisten) auf 7 A Strom limitiert
  • in der Tat jedoch müßte sich jetzt die Gesamtenergie auf 4 statt 2 Zündfunken verteilen ...?
  • ich habe daher folgendes Experiment durchgeführt und mir dabei die erzeugten Zündfunken angeschaut (alle Kerzen auf dem Zylinder liegend). Zugegeben ist das eine sehr grobe Methode der Marke PSE ("paßt-schon-engineering"), aber auch ein erster kurzer Start- und Fahrversuch ergab keinerlei Probleme.
    • alte Original-Zündspule
    • 2 neue Spulen an einem Zündsteuergerät
    • 2 neue Spulen an einem geliehenen Zündsteuergerät von Q-Tech
    • Ergebnis: optisch und akustisch keine Unterschiede.
  • (Dies ist Stand Januar 2008, ich werde an dieser Stelle ggf. weiter berichten.)
• Hier eine sehr verständliche Beschreibung zum Thema "Zündspule" von Andreas:

  Hallo Marcus und alle nicht Fachmänner, ich versuch mal eine hoffentlich verständliche, unfachmännische Schilderung der Physik (Vorsicht, lang!):

  Ein Widerstand ist konstant. Bei einer bestimmten Spannung stellt sich unmittelbar ein konstanter Strom ein. Die Leistung, U x I, wird stante pede in Wärme umgesetzt.

  Eine Spule sträubt sich gegen eine Änderung des durch sie fliessenden Stromes. Legt man eine konstante Spannung an, so steigt der Strom linear (proportional der Induktivität) mit der Zeit. Im Magnetfeld wird Energie gespeichert, proportional der Induktivität und dem Quadrat des Stromes.

  Ein Kondensator sträubt sich gegen eine Änderung der an ihm anliegenden Spannung. Bei konstantem Strom steigt die Spannung linear mit der Zeit. Energie wird im elektrischen Feld gespeichert, proportional zur Kapazität und dem Quadrat der Spannung.

  Eine Zündspule kannst du dir als Reihenschaltung von Spule und Widerstand betrachten. Wieso? Wäre es eine Parallelschaltung, könntest du sie unabhängig betrachten, aber wie du selber probieren kannst, steigt der Strom durch die (Zünd-)Spule bei "konstanter" Spannung nicht über den sich aus dem ohmschen Widerstands der Zündpule ergebenden Maximalwert an. Legt man an diese Reihenschaltung eine Spannung an, beginnt also der Strom bei 0 zu fliessen (Wirkung der Induktivität) und steigt auf den Maximalwert (Wirkung des ohmschen Widerstandes).

  Bei der Auslegung werden Schließwinkel, Induktivität und Widerstand der Zündspule nun so gewählt, das im ungünstigsten Fall, höchste Drehzahl und damit kürzester Stromfluß, noch genügend Energie für einen stabilen Zündfunken im Magnetfeld gespeichert wird. Der Maximalwert des Stromes ist vielleicht noch nicht ganz erreicht, aber die Feldenergie durchaus schon hoch genug für einen stabilen Funken.

  Damit kannst du automatisch schliessen, dass jeglicher Strom, der bei niedrigeren Drehzahlen länger als für diese Zeit erforderlich fliesst, verschwendet ist .

  Annahme: Schließwinkel 60 Grad, d.h. 1/6 einer Umdrehung, n=6000 Upm, d.h. 100/s. Damit: geschlossen für 1/6*0,01s, ~0,0016 ms. Bei 1000 Upm sinds dann 6*1/6*0,01s, davon sind eigentlich 5/6 verschwendet, werden entweder in Wärme (ohmscher Anteil) oder eine überflüssige Funkenenergie (je nach Induktivität und Widerstand) umgesetzt.

  Moderne, elektronische Zündungen können diese Verluste vermeiden, weil sie wissen, wann ungefähr die nächste Zündung erforderlich ist, und damit den Strom nicht zu früh einschalten, wie es eine "dumme" (elektrische oder mechanische) Zündung halt macht. Allerdings kenne ich keine derart intelligente Zündung für unsere Qe.

  Der Zündfunken entsteht dann dadurch, das der Unterbrecherkontakt abrupt geöffnet wird. Die Spule will aber den Strom beibehalten (sie mag keine Änderung des Stromes!), ob durch Primär- oder Sekundärspule, ist ihr erst mal egal. Damit lässt die Zündspule an beiden Seiten die Spannung ansteigen, auf Grund der Windungsverhältnisse an der Sekundärseite auf deutlich höhere Werte als auf der Primärseite, bis schließlich ein Funkenüberschlag das Magnetfeld entlädt.

  Ciao, Andreas

• Technische Daten des Zündsteuergeräts:

MIN. Typical MAX UNITS Coil Current Limit 6.20 7.00 7.80 Amps Coil Voltage Limit --- 425 525 Volts Saturation Voltage   2.00 3.75 Volts Battery Voltage 6.0 14.5 24.0 Volts Operating Temperature -40 --- +125 °C Storage Temperature -65 --- +150 °C

Zündkerzen:

• NGK BP6ES oben (Langgewinde)
• NGK BP6HS unten (Kurzgewinde)
• ich habe übrigens nicht die BPR-, sondern die BP-Typen gewählt, weil schon die Kerzenstecker 5 k-Ohm Widerstand haben. ("R" steht für "Resistor", diese Kerzen haben dann nochmal 5 k-Ohm, was zwar angeblich nicht schaden soll, aber bestimmt die Zündfunken nicht verbessert.)
• es gibt von NGK auch extra-kurze Kerzenstecker für unten (siehe Bild).

Hallgeber:

Phase 1

• zunächst habe ich ihn nicht mit den üblichen Methoden modifiziert
• Zündzeitpunkt:
  • "statisch" von 6 auf 2-3° vor OT zurückgenommen
  • Verstellbereich ist nach wie vor 26°
  • ZZP also jetzt: 3° - 29°.
• Ergebnis: Leerlauf unmittelbar nach Inbetriebnahme ca. 1500 U/min, die Vergaser waren noch so wie früher eingestellt. Habe dann über die Vergaser einen Leerlauf von ca. 100 U/min eingestellt.
• Ich glaube, daß die Zündkurve so durchaus paßt - die Leistung stimmt auf jeden Fall (laut Popometer), und Klingeln tut es nicht.
• Der Klang des Motors ist jedoch "härter" geworden. Dies bestätigen andere 2-Ventiler-Fahrer.
  • Hierzu gibt es sogar wissenschaftliche Aussagen, die bestätigen, daß das Verbrennungsgeräusch mit einer Doppelzündung lauter wird. Ursache: die Verbrennung verläuft schneller, somit steigt der Druck schneller an, und das wiederum ist sowohl hörbar also auch die von allen Tunern gesuchte "Erhöhung des mittleren Arbeitsdrucks".
    • der Druck steigt schneller an (der "Endwert" ist deswegen nicht unbedingt höher!). Also wirkt die Kraft länger => Drehmoment => Leistung.
    • hier ein kleiner Auszug aus diesem Buch (Gedanken von "Matthias NZ").
    • dort wird übrigens auch gesagt, daß (und warum) eine Zündzeitpunktverstellung nur etwa bis 3000 U/min sinnvoll ist - darüber hinaus folgt die Brenndauer schlicht der Drehzahl, Grund ist die starke Verwirbelung. Also ist die "gekappte" Kennlinie unserer antiken Fliehkraftverstellung doch gar nicht so "primitiv"...!
  • ferner hat sich sogar ein Patent gefunden, welches zum Ziel hat, die durch Doppelzündung lauter werdenden Motoren wiederum mit bestimmten Maßnahmen leiser zu bekommen.
  • Eine möglicherweise sehr bedeutsame Nebenwirkung: die gestiegene Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle wird direkt auf den Rotor der Lichtmaschine übertragen! Interessant ist, daß einige Fahrer bestätigen, daß ihr erster Rotorschaden ... genau: nach dem Einbau einer Doppelzündung aufgetreten ist. Kann natürlich auch sein, daß einfach "sportlicher" gefahren wird, aber merkwürdig ist es doch.
    • und tatsächlich: ca. 10.000 km nach Einbau der Doppelzündung ist auch bei mir der erste Rotor kaputtgegangen ...

Phase 2

• generelles und Details beim Umbau siehe hier
• Regelbereich - Kappung um 6°
• die Gewichte habe ich mit einer Bohrung von 4 mm erleichtert - Effekt nur gering bzw. schlecht meßbar, "Anschlag" jetzt bei ~3500

Das hier ist ein Foto von mir: ich habe eine schüchterne 4 mm Bohrung eingebracht ...	...hier hat jemand wesentlich mehr Löcher gebohrt - allerdings in der Nähe des Drehpunkts, was weniger wirksam ist

• Statischer ZZP jetzt auf ca. 5° vor OT (zwischen 3 und 6°), somit Regelbereich 5 - 25° vor OT

Lambdasonden-Aufnahmen in die Krümmer

• siehe Bilder

Kurbelgehäuse-Entlüftung: Ölsammelbehälter

• siehe hier zur Funktionsweise des Flatterventils
• die "Entsorgung" des Rests, der nach der Ölabscheidung übrigbleibt, habe ich von den Röhrchen in Richtung Vergaser in einen Behälter innerhalb des Luftfilters verlegt. Dort sammelt sich der Schmodder, und so werde ich sehen, ob die Kurbelgehäuse-Entlüftung bzw. genauer die Rückschlagklappe und der Beruhigungsraum seinen Job tut. Über die Vergaser jedenfalls kommt nix mehr rein.
• Fazit nach 3000 gefahrenen km: im Behälter hat sich ca. 5 cm³ Öl angesammelt. Das hätte in diesem Sammelbehälter für etwa die 10-fache Strecke gelangt, bevor der Behälter voll gewesen wäre.
• dieser Auffangbehälter ist übrigens eine echte Edel-Variante des Themas: es wurde sogar eine Entleerungseinrichtung nach außen vorgesehen, die ich jedoch selbst nicht installiert habe, und die nach der obigen Erfahrung auch nicht nötig erscheint.
• Das ganze ist eine Anfertigung eines engagierten und kompetenten 2V-Besitzers, und wurde erstmals im "2V-Forum" vorgestellt (genau hier). Grundidee von "Jürgen", dann nochmals verfeinert von "Uwe01". Ich habe meins von "Uwe01".
• Hier der Link darauf. Das ganze kostet natürlich ein paar Euros - ich fand die 80€ einen angemessenen Preis. Manch einer wird natürlich "overengineered" schreien usw., aber das wurde schon im og. Thread ausdiskutiert.

links ist das System eingebaut: im roten Kreis das derzeit nicht verwendete Ablauf-System. Den blauen Schlauch unten würde man dort einstecken (sind allerfeinste Hydraulik-Komponenten, mit 1a Verschlüssen), und dann den Schlauch durch das Durchführstück nach außen führen. Die Durchführ-Verschraubung (Bild unten, auf dem blauen Schlauch aufgesteckt) kommt in den linken SLS-Durchlaß. Der blaue Schlauch hängt dann außen und ist mit einem Abschlußstück (hier auf dem Behälterstutzen steckend, das schwarze Teil) verschlossen. Mopped schiefstellen (auf den linken Zylinder), Verschlußstück raus und abtropfen lassen. Das war die Idee.

oben sieht man die angeschweißten Stutzen, den "Filter", die Ventilationsöffnungen und den verschraubten Deckel links: sauber gefertigtes Drehteil für "plug and play", Schlauch exakt passend abgelängt

Primitiv-Variante: Röhrchen direkt auf den Luftfilter-Boden

• 2 Winkelstücke aus dem Installateurs-Bedarf: 1x90°, 1x45°, passend zugesägt. Paßt genau in die Gummitülle!
• ein bißchen Öl auf dem Boden des Luftfiltergehäuses schadet mit Sicherheit nicht, vielleicht sogar im Gegenteil: hält zusätzlich noch Staub auf ...
  • Im übrigen ist es bei den 11xxer genau so gelöst: da gibt es im Luftfiltergehäuse einen Stopfen zum gelegentlichen Ablassen eventuellen Schmodders. Und nein, das Luftfilterelement wird nicht verölt, das liegt ja "stromaufwärts".
• Auswischen beim Luftfilter-Wechsel dürfte vollauf genügen. Vorausgesetzt natürlich, es ist nichts defekt (Flatterventil, Kolbenringe, ...=!

Montage des Motors

Allgemeines

• Aus dem Web: vorzugsweise sollten Ventilfedern mit grüner bzw. braunem Farbpunkt verbaut werden. Ventilfedern so einbauen, dass der Farbpunkt unten ist (zum Brennraum).
• Reihenfolge in Stichworten:
  • Stößel einsetzen und ölen, überhaupt alle Teile, die es brauchen, gut einölen
  • Dichtmasse (dauerelastisch!, ~250°C) dünn (!) auf Gehäusefläche Zylinderfuß
  • O-Ringe oberer Stehbolzen auflegen oder (m.E. besser) in Fettkragen in die Senkung im Zylinderfuß
  • Stößelrohr-Dichtgummipilze: Dichtmasse, nur "außen" und dünn
  • Kolbenbolzen: Kolben erwärmen, Kolbenbolzen kühlen, 1 Sprengring vorher aufsetzen, WD40, Vorsicht: Sprengring in offenes Motorgehäuse ...
  • Zylinder runterdrücken
  • Zylinderkopfdichtung: Beschriftung lesbar
  • Kolben auf OT
  • Zylinderkopf aufsetzen, Schrauben 5 & 6 leicht anziehen
  • Stößelstangen einsetzen
  • Kipphebel-Baugruppe (Körnung oben/außen) montieren
  • Zylinderkopf anziehen, Vorsicht daß Stößelstangen in die Kugelpfannen gelangen
  • Axialspiel der Kipphebel auf 5/100
  • vor dem Anlassen des Motors kontrollieren, ob Öl nach oben gefördert wird: ohne Kerzen (und mit leeren Vergasern) den Anlasser betätigen und beobachten, ob an den Kipphebeln Öl austritt.

Probleme:

• ...

Bilddokumentation Zusammenbau

Die neuen Teile:

ê Neue und alte Kolben im Vergleich:	ê Neue Ventilführungen:
ê Neue Ventile: Inschrift "EINT11"	ê Alte Ventile: Inschrift "+IVS+"
ê 2. Kerzenbohrung von innen:	ê Probemontage (mit alter Kopfdichtung): Lötzinnstreifen auf die Kolben geklebt und dann Motor 1x von Hand durchgedreht
êeingeschweißte Aufnahmen für Lambdasonden:	Wozu diese Sache mit dem Lötzinn?
	é Zweck ist, die Quetschkante einmal exakt hinzubekommen, also die Höhe des verbleibenden Spaltes exakt zu definieren und zum anderen dieses Maß rechts und links genau gleich zu bekommen mit Lötzinn ist die Messung auf 1/100 möglich, das geht mit Knete nicht es gibt offenkundig Toleranzen der Motorgehäuse! (Bei mir fand sich ein Unterschied von 0,05 mm.) Diese Toleranzen wurden 2015 erneut bestätigt. montiert wurde alles bis zu den Köpfen hin, jedoch ohne Dichtmasse und noch mit der alten Dichtung (die sich schon gesetzt hat!), Stehbolzen mit 35 Nm angezogen Lötzinn ist durchaus nicht so hart: ich hatte mir viel mehr Widerstand beim Durchdrehen des Motors mittels Imbus am Rotor vorgestellt danach gingen Zylinder und Köpfe nochmals zur Feinbarbeitung zum Profi, erst dann erfolgte die Endmontage

Endmontage des Motors:

ê Eintreiben der Stößelschutzrohre: Zylinder in den Backofen ...	... Stößelschutzrohre ins Gefrierfach, oben etwas Curil (dauerelastisch, ~250°C)
ê Lage der "Ringe" für die Gummipuffer: bündig mit Unterkante, max. 1 mm "höher" (das Eintreiben war bei mir übrigens ein ziemlich wüstes Gehämmer- dazu gibt es eine sehr intelligente Alternative (lokale Kopie))	ê Kolben in Zylinder einsetzen mittels Kolbenringspannband (kostet 12€ und spart viel Nerven), Ringstoßversatz ~120°, wichtig: beim Ölabstreifring den Stroß nach oben
ê Gummipilze mit Curil dünn (!) und nicht ganz unten (!) einschmieren, also nur zwischen den "Ringen", damit keinesfalls Curil in den Ölkreislauf gelangt:	ê Dichtfläche Zylinderfuß dünn (!) mit Curil einstreichen, Vorsicht an oberen Stehbolzen, dort Gummiringe nicht vergessen, dann Zylinder samt Kolben aufschieben (Pleuel hier noch mit Kabelbinder fixiert):
ê kein O-Ring am Zylinderfuß (die Nut ist jetzt durch Materialabnahme um ~2 mm nach oben "weggewandert") Achtung bei der folgenden Montage des Sprengrings am Kolbenbolzen...	ê hier ist der Sprengring am Kolbenbolzen montiert. Bei Abrutschen springt er gern mal ins offene Kurbelgehäuse ... (Nein, das ist mir nicht passiert ...!)
ê Auflegen der Zylinderkopfdichtung (2 Löcher für Paßhülsen erweitert):	ê Stößel einlegen nicht vergessen (fragt nicht, warum ich extra drauf hinweise  ):

ê Beim Festziehen darauf achten, daß die Stößel in die Kugelpfannen einspuren:	ê beim 2. Zylinder fand ich es bequemer, den O-Ring in etwas Fett in den Zylinder zu drücken, anstatt ihn am Motorgehäuse aufzulegen:

Tip zum Stößelschutzrohre einsetzen

• Das klassische Vorgehen ist "Zylinder in den Backofen, Stößelschutzrohre ins Gefrierfach, und dann zügig mit dem Dorn eintreiben." "Gib ihm."

Aus dem 2-Ventiler-Forum von "Martin" stammt folgender Tip: Dazu wird eine Gewindestange M12 durch das Stösselrohr und den Zylinder gesteckt und beidseitig dicke U-Scheiben und Muttern aufgeschraubt. Zylinderseitig wird ein passender Holzkeil (gleicher Winkel wie der Winkel der Stösselrohre zur Zylinderachse, ca. 17°) verwendet. Dann wird der Zylinder erhitzt und die Stösselrohre werden langsam durch drehen der Muttern eingezogen bis die max. Einpresstiefe erreicht ist.   Hierzu habe ich von einem Leser noch eine Korrektur bekommen: demnach sei der Winkel 13°22'. Für den Holzkeil kommt's sicher nicht soo genau drauf an. Zur Tiefe:

Wieviel Dichtmasse am Zylinderfuß?

Kolben eingeölt oder ganz trocken einsetzen ?

• auch über diese Frage gibt es verschiedene Meinungen. Hier eine interessante Diskussion dazu, und hier meine Zusammenfassung dazu:
  • ich habe Zylinder und Kolben (auch die Ringe) mit der Hand mit Motoröl gut eingeölt und dann montiert (Kolbenringzange)
  • es mag aber neuartige teflon-beschichtete Kolbenringe geben und auch spezielle Kolben, die trocken montiert werden sollen, damit sie sich schneller bzw. überhaupt (während der ersten 500 Umdrehungen!) einlaufen
  • wichtig ist allerdings, daß alle Teile sehr sauber sind
  • in obiger Diskussion aus den USA war dies ein "moderner" 1050er Kolben in einem aufgebohrten Graugußzylinder (nicht Nikasil!)

Montage der Zündspulen:

ê Halterung für die vordere Zündspule (einteiliges U-Profil hatte ich keins). Sie wird in den selben Löchern montiert wie die originale:	ê nimmt man hier "Schloßfallen-Schrauben", kann man von hinten einfach festziehen ohne vorne gegenzuhalten (wo man nicht hinkäme):
ê So sieht das dann montiert aus:
ê der Luftfilterdeckel ist nach wie vor problemlos abnehmbar:	ê "hängende" Montage an der Stelle, wo für US-Ausführungen wohl der Benzindampf-Filter sitzt

Lambdasonden-Aufnahmen

• je ein Anschluß pro Krümmer erlaubt die genaue Messung eines Vergasers - denn im Prinzip, so könnte man sagen, besteht ein Boxer aus 2 getrennten Motoren

ê Lambdasonden-Aufnahmen in den Krümmern: sind fast unsichtbar, ein Detailfoto hier	ê nur von oben sichtbar, und hier fehlt noch das Prallblech unter der Ölwanne und dem Querrohr, was die Stelle ohnehin "dunkel macht":
ê Nahaufnahme:	ê Doppelzündung von der Seite:

• hier kann ich eine Lambdasonde (waagrecht, und nur für die Messungen) montieren. Die Einstellung werde ich dann im Fahrversuch mittels eines Meßgeräts vornehmen. Und dann wieder ab das Zeugs.

Ergebnis (2008)

• ein erster kurzer Fahrversuch verlief erfolgreich. Alles weitere kann ich erst nach März berichten. Dann auch wird man erst nach einer Zeit sehen, wie es mit dem Ölverbrauch aussieht. Die KGH-Entlüftung habe ich ja nun als Zufuhrquelle ausgeschlossen.
• ich hoffe, das war's jetzt zum Thema Ölkohle...!

Status Juli 2008

• bisher ca. 6000 km in der neuen Konfiguration gefahren
• Leistung und Drehmoment subjektiv leicht gestiegen - Messung auf dem (gleichen!) Prüfstand wie zuvor siehe hier
• Ölverbrauch nach der Einlaufzeit ca. 0,3 l/1000 km (Einfahrzeit ca. 0,5)
• Verbrauch bei gleicher Vergaserkonfiguration um ca. 0,3l/100 km gesenkt

---inhaltsverzeichnis ok 16.09.2015---