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Sachverstand2 @ Geocities.com
29.November 1994 - 29. August 2006
Eine Stunde später: Sie sind auf der Kreisstraße 4711, die Dämmerung bricht herein, und es nieselt. Sie gehen um die abkühlende Maschine herum, entdecken bei dieser Gelegenheit, daß das Rücklicht auch defekt ist, und wundern sich, wie wenig Verkehr manchmal auf Kreisstraßen ist. Und wenn mal ein vierrädriges Gefährt vorbeikommt (etwa alle halbe Stunde), winkt der Fahrer zurück und setzt seinen Weg freundlich, aber bestimmt surrend fort. Ob der auch vor einer halben Stunde in Hildesheim hat sein wollen, fragen Sie sich. Doch Sie werden es nie erfahren.
An diesem Punkt glauben Sie noch, das Motorrad sei schuld. Natürlich haben Sie die Wartungsintervalle nicht eingehalten: bei den hohen Werkstattpreisen. Selber gewartet haben Sie selbstverständlich auch nicht: selbst wenn Sie etwas sehen oder hören, das wie ein Defekt aussieht, wüßten Sie davon ja noch nicht, wie schlimm das denn nun wirklich ist. Es befinden sich aber auch unheimliche Mengen von Schrauben und sonstigen Teilen an der Maschine, und alle sehen nun geheimnisvoll und bösartig aus. Außerdem wissen Sie, daß ihr Krad ein modernes High-Tech-Produkt bzw. ein ehrenwerter Klassiker, wenn nicht sogar Oldie ist und auf unerfahrene Schrauberfinger allergisch reagiert.
Ein paar Tage später: Sie stehen am Tresen des Händlers Ihres Vertrauens und bezahlen die Rechnung fürs Abschleppen und das Auswechseln diverser Teile mit dubiosen Namen. Nebenan steht ein Typ und fragt, warum seine Maschine im Leerlauf nach Stadtverkehr immer so unregelmäßig klappert. Er erfährt, daß das bei seinem Modell serienmäßig ist, und verschwindet schmunzelnd wieder, nachdem er eine Münze in die Kaffeekasse geworfen hat. Sie gucken auf Ihre Rechnung und ziehen seufzend den Schein aus Ihrer Börse. Im Hinausgehen schwören Sie sich, das alles demnächst besser zu machen; denn irgendwo lieben Sie Ihr Krad ja doch und geben es ungern in die Hände von brutal aussehenden Maulschlüsselschwingern mit schmutzigen Händen.
Da ein Motorrad eine Maschine ist, müssen Sie sich aber erstmal in die Technik hineinlesen. Und dazu nehmen Sie am besten dieses Buch, weil es nicht so trocken ist. Zweck dieses Buches soll keineswegs sein, aus Ihnen einen technikfreakigen Benzinredner zu machen (soweit Sie das nicht schon sind). Es soll Sie bloß in die Lage versetzen, die Erläuterungen über mögliche Defekte zu verstehen. Es zeigt in der gebotenen Kürze Zweck und Lage der wichtigsten Aggregate, wie sie arbeiten und was sie dazu brauchen.
Ein bißchen Know-How beruhigt (schließlich ist da wirklich nur Physik am Werk), spart Kosten (falls es nur die lose Hupe war und kein Kurbelwellenschaden) und macht das Leben erträglicher: zum einen für Sie (denn Sie wissen dann, worauf Sie sich verlassen können), zum anderen fürs Moped, das jetzt öfter frisches Öl bekommt.
In diesem Sinne: Gute Fahrt!
Alle Verbrennungsmotoren haben die folgenden Sachen gemeinsam:
Ein zugesetztes Filter verursacht Saugschwierigkeiten und erhöhten Benzinverbrauch.
Ein Filter mit Loch oder kein Filter macht das Vollgas zu mager, der Motor überhitzt, klingelt und stirbt in etwa dieser Reihenfolge.
Soviel genügt, daß der Motor läuft. Er braucht dazu also im wesentlichen diese Dinge:
Davon, daß sich die Kurbelwelle dreht, kann man aber noch nicht fahren.
Der Viertakter bemüht für den Gaswechsel mindestens 2 Ventile pro Zylinder. Das eine ist an den Frischgaskanal angeschlossen, das andere an den Auspuff.
Takt 1, Ansaugen. Die Kurbelwelle dreht sich 0,5mal, und der Kolben wandert von oben nach unten. Die Nockenwelle hält währenddessen das Einlaßventil auf. Der Zylinder füllt sich mit Frischgas.
Takt 2, Verdichten. Der Kolben geht von unten nach oben. Die Ventile sind zu. Das Frischgas wird zusammengedrückt und warm. Gegen Ende des 2. Taktes erfolgt die Zündung.
Takt 3, Arbeiten. Das heiße Abgas drückt den Kolben mit Macht nach unten.
Takt 4, Auspuffen. Der Kolben geht wieder hoch, und diesmal ist das Auslaßventil auf. Das Abgas wird ausgeschoben.
Zweitakter sind wirklich cool! Sie haben keine Ventile, sondern der Kolben erledigt den Gaswechsel ganz nebenbei mit. Dafür ist er auch komplizierter gebaut.
Der übliche Moped-Zweitakter hat über dem Kolben genau so einen Brennraum wie der Viertakter. Unter dem Kolben hat er aber einen weiteren Arbeitsraum, der als Pumpe benutzt wird. D.h. die Kurbelwelle rotiert im Frischgas und nicht im Motorölnebel. Deshalb muß ein bißchen Öl ins Frischgas, und deshalb verfügen alle Zweitakter über diese hübsche blaue Fahne.
Der Frischgaskanal führt vom Vergaser zum Pumpenraum. Das Kolbenhemd verschließt diese Öffnung die meiste Zeit, nur wenn der Kolben oben ist, ist sie frei.
Der Überströmkanal geht vom Pumpenraum in den Brennraum. Das untere Ende ist immer frei, das obere ist nur offen, wenn der Kolben unten steht. Der
Abgaskanal geht vom Brennraum in den Auspuff. Er ist nur frei, wenn der Kolben unten steht. Ein Arbeitsspiel sieht beim Zweitakter also folgendermaßen aus:
Also: wenn der Kolben unten steht, wird gerade Gas gewechselt. Wenn er oben steht, wird gerade gearbeitet.
Schließlich haben Zweitakter ein ganz besonderes Leerlaufverhalten. Zur Erinnerung: der Viertakter spült jedesmal ordentlich und verbrennt auch sein Leerlaufgemisch bei jedem Kolbenhub. Das Leerlaufgeräusch klingt entsprechend: Boffboffboff...
Der Zweitakter bekommt im Leerlauf pro Kolbenhub ebenfalls nur eine geringe Menge Frischgas. Diese mischt sich zunächst mit dem Abgas. Was dabei herauskommt, ist nicht zündfähig. Deshalb läuft der Motor wegen seines Schwunges noch ein bißchen weiter, nimmt sich bei jedem Hub einen neuen Schluck Frischgas und wirft ein bißchen Abgas, gemischt mit einem bißchen Frischgas, wieder hinten heraus. Bis der Frischgasanteil im Brennraum (und in dem Zeug, was aus dem Auspuff quillt) so groß ist, daß es zum Zünden reicht. DENG. Und schon ist der Brennraum wieder voller Abgas. Bis zum nächsten Mal. Das Ergebnis ist ein ungleichmäßiges Deng-Deng-Deng im Leerlauf.
Bei manchen Zweitaktern mündet der Vergaser direkt in den Pumpenraum unter dem Kolben. Ein Flatterventil aus schwirrenden Blechstreifen oder eine Kurbelwange, die als Lochschieber ausgebildet ist, verhindert das Zurückströmen des Frischgases in den Vergaser, während der Pumpeninhalt komprimiert wird.
Er ist zugegebenermaßen sehr selten beim Motorrad. Wenn Sie mal einen arbeiten sehen wollen, erledigen Sie das am besten dort, wo Kräder noch in der Hauptsache zu Transportzwecken herhalten müssen und die Leute auf Motoren angewiesen sind, die geringe Mengen möglichst billigen Sprits verkonsumieren: in Indien oder so.
Der Diesel saugt kein Frischgas, sondern Luft an. Er saugt nicht eine bestimmte Menge, sondern immer soviel er kriegen kann. Das komprimiert er dann - nicht auf 9 bar, sondern auf 20 oder mehr bar. Kurz vor OT wird der Diesel in den Brenraum gespritzt und fängt in der heißen Luft von allein an zu brennen (Selbstzünder). Anschließend wird gearbeitet und ausgepufft, wie üblich. Die Leistung wird nicht über eine Drosselklappe geregelt (ein Diesel HAT keine), sondern über die Menge des eingespritzen Diesels. Wenig Diesel spendiert wenig Leistung, viel Diesel viel, etc.
Weil die Leistung nicht über die Menge der hereingelassenen Luft, sondern über das Mischungsverhältnis von Luft und Kraftstoff geregelt wird, spricht man hier von Qualitätsregelung.
Direkteinspritzung vergrößert den Wirkungsgrad, die Triebwerksbelastung und das Betriebsgeräusch. Turboaufladung erhöht die Leistung, denn wenn mehr Luft im Zylinder ist, kann man bei derselben Drehzahl mehr Diesel abfackeln.
Wie ist das jetzt mit Nockenwelle und Ventilen? Wie ist das jetzt mit Unterbrecher und Zündfunke? Wie ist das jetzt mit Benzinhahn und Venturidüse?
Beim Spaziergang durch den Motor haben wir sie bereits flüchtig kennengelernt. Durch ihr rechtzeitiges Öffnen und Schließen steuern sie den Gaswechsel.
Ein Ventil besteht aus einem Schaft und einem Teller. Die kegelige Dichtfläche am Teller trennt den Brennraum von den Gaskanälen.
Der Schaft steckt in einer in den Zylinderkopf eingepreßten Führung, in der es vor und zurück gehen kann. Es wird von einer oder zwei (ineinanderliegenden) Federn in geschlossener Stellung gehalten. Die Federn stützen sich unten auf der Führung und oben auf einem Teller ab, der mittels Ventilkeilchen in einer Nut festgemacht ist. Falls die Feder bricht, fällt der Deckel von den Keilchen, diese fallen heraus, und das Ventil fällt in den Brennraum, um dort mit dem Kolben zu kollidieren und dabei nach Murphy's Gesetz möglichst viel Schaden anzurichten. Das kann aber nur bei unsachgemäßer Montage passieren.
Wir erinnern uns: das Einlaßventil soll im Einlaßtakt offen stehen, das Auslaßventil im Auslaßtakt. In der restlichen Zeit sollen sie zu sein, weil der Motor sonst nicht arbeiten kann.
Zu diesem Zweck enthält jeder Motor eine oder mehrere Nockenwellen. Sie werden von der Kurbelwelle angetrieben und tragen an einigen Stellen Nocken. Wenn man an der Nockenwelle dreht, kann der Nocken Teile in seiner Nähe wegdrücken. Weil der Nocken dabei auch noch an dem weggedrückten Teil entlangreibt, ist das Teil entweder ein Stößel, der in einer Bohrung im Motorgehäuse vor und zurück gleiten kann,oder ein Schlepp- oder Kipphebel, der beim Bewegen um eine stabile Achse kippt.
Der Stößel oder Hebel bewegt entweder das Ventil selber oder eine Hebelei, die ihrerseits das Ventil aufdrückt. Da der Nocken nur bei jeder 2. Kurbelwellenumdrehung arbeiten soll, gibt man dem Zahn- oder Kettenrad auf der Nockenwelle doppelt so viele Zähne wie dem antreibenden auf der Kurbelwelle.
In alten Zeiten war alles einfacher. Die Konstrukteure sagten: ''Die Nockenwelle wird von der Kurbelwelle angetrieben. Ergo setzen wir sie direkt daneben und lassen sie von Zahnrädern antreiben.'' - Der Brennraum ist da oben über dem Kolben. Ergo bauen wir die Ventile so ein, daß sie nebendem Kolben aus dem Motorgehäuse schauen und am anderen Ende von der Nockenwelle angetrieben werden.
Sie bauten sie also daneben und nannten die Bauweise Stehende Ventile. Der Motor trägt den stolzen Namen Ricardo-Motor.
Da der Fahrtwind nicht von allen Seiten an den Zylinder herankann, hat ein Ricardo natürlich Temperatursorgen, wenn er etwas Leistung produzieren soll. Außerdem ist der Brennraum sehr unsymmetrisch und verzieht sich deshalb gern.
Eine Lösung dieses Problems ist die Verlagerung der Ventile in den Brennraumdeckel, der davon voluminös wird und hinfort Zylinderkopf heißt. Sie kehren nach wie vor ihre Tellerseite dem Brennraum zu und wollen also betätigt werden, indem jemand auf das oben aus dem Zylinderkopf äugende Ende drückt.Zu diesem Zweck wird ein Kipphebel in den Zylinderkopf eingebaut. Mit dem einen Ende, das auch die Ventilspiel-Einstellschraube enthalten kann, drückt er auf das Ventil; das andere Ende nimmt das kugelige Ende einer Stoßstange auf, die vom Stößel betätigt wird.
Der Leistungsdurst der Kradbesitzer führte zur Erhöhung der Literleistung. Da Leistung = Drehzahl * Drehmoment ist und das maximale Drehmoment proportional zum Hubraum ist, mußte entweder der Hubraum oder die Drehzahlgrenze erhöht werden.
Der Hubraum wird vergrößert durch Vergrößern der Bohrung (=Brennraumdurchmesser) oder des Hubes (Abstand von OT zu UT).
Die Drehzahlgrenze wird zum einen bestimmt von der kritischen Kolbengeschwindigkeit. Wenn diese zu groß wird, reißt der Ölfilm, und der Kolben verschweißt sich mit dem Zylinder. Das wird umgangen, indem der (vorgewählte) Hubraum auf mehrere, kleine Zylinder verteilt wird. Ein kleiner Zylinder hat weniger Hub als ein großer und läuft demzufolge bei derselben Drehzahl weniger schnell.
Außerdem begrenzen die trägen Massen im Ventiltrieb die Drehzahl. Während einerhalben Kurbelwellendrehung muß ein Ventil ja einmal auf- und wieder zugehen, und irgendwann ist da Schluß.
Also begaben sich die Konstrukteure auf die Suche nach einzusparenden Massen im Ventiltrieb und begannen, die Nockenwelle(n) in den Zylinderkopf einzubauen. Sie wird dort von einer Kette, einem Zahnriemen oder einer Königswelle angetrieben. (Das sind alles Teile, denen es egal ist, wie schnell sie sich drehen.) Die einfachere Bauart besteht aus einer Nockenwelle und zwei Kipphebeln. Die aufwendigere Bauart sind zwei Nockenwellen: eine für die Einlaß- und eine für die Auslaßventile.
Bei der königlichen Bauart werden die Nockenwellen nicht durch Kette oder Zahnriemen, sondern durch eine Welle mit 2 Sätzen Kegelräder (''Königswelle'') angetrieben, zB Horex Regina.
Bei der vergoldeten Bauart gibt es pro Ventil einen Nocken und einen Hebel zum Öffnen (das kennen wir schon) und noch einen Nocken und noch einen Hebel zum Schließen. Klingt teuer. Heißt Desmodromik, zB Ducati Desmo.
Die Motoren werden ab Werk mit einem gewissen Spiel im Ventiltrieb ausgestattet, damit bei wärme- und verschleißbedingten Längenänderungen nicht gleich der ganze Motor verstirbt.
Das Ventilspiel ändert sich im Laufe des Motorlebens. Das Ventil arbeitet sich in seinen Sitz ein; die restlichen Teile schleifen und reiben sich aneinander schlank. Wenn ein Ventil zuviel Spiel hat, legt sich der Nocken nicht sanft dagegen, sondern schlägt zu. Das klingt dann wie ein kleines Hammerwerk und ist ungesund für den Motor.
Bei zuwenig Spiel reibt der Nocken die ganze Zeit am Ventil, und es setzt sich nicht korrekt in seinen Dichtsitz. Dann ist es auch nicht dicht (Kompressionsverlust, Leistungsverlust), und es kann seine Wärme nicht an den Sitz abgeben und verbrennt. Das ist sehr ungesund.
Vergaser beobachten den ganzen Tag, wieviel Luft der Fahrer in den Motor läßt, und mischen die richtige Menge Benzin dazu.
Da dieser Text im Fokus der Suzuki GS 400 steht, komme ich nicht umhin, zunächst teilweise einen Bremsluftvergaser zu beschreiben, wie wir ihn im Golf und Kadett finden. Als nächstes ist dann der mechanische Schiebervergaser dran. Zum Schluß kommt das Komplizierteste: Gleichdruckvergaser.
Das Leerlaufsystem, das Chokesystem und das Vollastsystem (sofern vorhanden) sind bei fast allen Vergasertypen gleich aufgebaut und deshalb in Extra-Kapiteln gelandet.
Okay wir denken uns ein Aluminiumgehäuse, eigentlich ein großes Rohr. Es verläuft horizontal, die Luft geht da von links nach rechts hindurch. (Rechts sitzt der Motor, offensichtlich, und links der Luftfilter.) WIEVIEL Luft da hindurchdarf, bestimmt eine Drosselklappe, die in der Nähe des Vergaser-Ausgangs sitzt. Über den Gaszug bestimmt der Fahrer, wie weit sie geöffnet ist, also wieviel Luft der Motor vernaschen darf. Das kann man sogar bei ausgeschaltetem Motor sehen, wenn man am Gashahn dreht und dabei die Vergaser beobachtet.
Luft allein brennt nicht, also muß da noch Benzin hinein. Das Benzin soll nicht von oben in den Luftkanal tropfen, sondern gezielt vom Motor angesaugt werden. Also machen wir eine Schwimmerkammer (das ist eine Art kleiner WC-Wasserkasten, nur für Benzin halt) unter das große Rohr. Von der Schwimmerkammer zum großen Rohr lassen wir ein Röhrchen laufen, und wo das Röhrchen in das Rohr mündet, machen wir das Rohr etwas enger.
Wenn nun Luft durch das große Rohr zieht, muß sie an der engeren Stelle besonders schnell vorbei. Dabei erzeugt sie an dieser Stelle Unterdruck. Dieser Unterdruck saugt etwas Benzin aus der Schwimmerkammer: es tritt oben aus dem Röhrchen aus, wird von der Luft mitgerissen und landet im Motor. Wenn wir den Durchmesser von dem Röhrchen korrekt abstimmen, landet (bei einer gewissen Luftgeschwindigkeit) genau die richtige Menge Benzin in der durchsausenden Luft. Normalerweise wird nicht der Durchmesser von dem Röhrchen genau kalibriert, sondern nur ein herausschraubbares Teilstück: die Hauptdüse.
Nehmen wir weiterhin an, wir hätten unsre Hauptdüse korrekt kalibriert für Vollgas bei 3000 rpm, mit einer Luftgeschwindigkeit von 30 km/h. Nehmen wir außerdem an, wir wollten auch mal 5000 rpm mit Vollgas fahren. Dann funktioniert das System nicht mehr richtig, denn die Luftgeschwindigkeit beträgt ja nun ca 50 km/h, und der Unterdruck an der engeren Stelle im großen Rohr wächst im Quadrat der Geschwindigkeit. Zuviel Unterdruck saugt zuviel Benzin an.
Also gibt es die Bremsluftdüse. Sie versorgt den Bremsluftkanal, der vom Vergasereingang zur Mitte des o.g. Röhrchens geht. Und das o.g. Röhrchen bekommt auch noch ein paar Löcher, damit die Bremsluft sich mit dem von der Hauptdüse nach der Venturidüse aufsteigenden Benzin mischen kann, wenn sie möchte.
Was für einen Grund sollte sie haben, das zu tun? Sehr einfach: am Vergasereingang herrscht zirka Atmosphärendruck. In der Venturidüse herrscht Unterdruck. Die Luft könnte den direkten Weg nehmen (was ein Großteil auch tut), oder eben den Bremsluftkanal benutzen. Und im Röhrchen sich mit dem aufsteigenden Benzin mischen - je mehr, desto größer der Unterdruck in der Venturidüse ist. Also kommt dank der Bremsluftdüse bei hohen Luftgeschwindigkeiten nicht mehr quadratisch soviel Benzin in die Venturidüse, sondern weniger. Bei korrekter Abstimmung der Bremsluftdüse also genau genug.
So ein Vergaser würde von 3000 rpm bis 6000 rpm perfekt funktionieren. Für einen Golf oder einen Kadett gelten die oben genannten Drehzahlbereiche, d.h. sie kommen mit dem beschriebenen Bremsluftvergaser aus.
Moppeds laufen aber von 2000 bis 9000 rpm, und der Bremsluftvergaser deckt nur den oberen Drehzahlbereich ab (ca 6000 bis 9000). Bei geringeren Drehzahlen wären die Luftgeschwindigkeiten und damit die Unterdrücke in der Venturidüse so klein, daß sich hier gar nichts täte. Woraufhin die Moppedindustrie sich was andres ausdachte.
Der Bremsluftvergaser hat ggf. ein kleines Problem bei plötzlichem Gasgeben. Für diesen Fall sehen manche Hersteller eine Membranpumpe vor, die bei plötzlichem Gasgeben eine Extraportion Benzin spendiert. Zweitakter haben immer eine Fuhre korrekt abgemischtes Frischgas in dem Pumpenraum, sie brauchen die Extra-Pumpe nicht.
Ein Wort noch: Im hohen Drehzahlbereich (6000-9000 rpm) spielt sich die Höchstleistung des Moppeds ab. Diese ist also nur vorhanden, wenn alle folgenden Teile ihre Sollwerte haben:
Veränderungen an diesen Teilen senken die Leistung im Regelfall.
Ein verdreckter Luftfilter macht das Gemisch fetter = zu fett, d.h. die Maschine wird saufen und beim Gasgeben spucken und beim Gaswegnehmen beschleunigen wollen.
Ein entfernter Luftfilter macht das Gemisch magerer = zu mager, d.h. die Maschine wird ruckeln, überhitzen und kaputtgehen. Und die kleinen Vergaserdüsen verstopfen durch den ganzen eingeschleppten Dreck.
Die Lösung des Problems zu geringer Luftgeschwindigkeit bei niedrigen Drehzahlen heißt: Verkleinern des Venturidüsenquerschnitts bei niedrigen Drehzahlen. Kommen wir also zum Schiebervergaser.
Innen gleitet der Schieber auf und ab in dem Maße, in dem ihm der Gaszug das vorschreibt, und bestimmt so, wieviel Frischgas in den Brennraum darf. So haben wir bei 3000 rpm mit Halbgas dieselbe Luftgeschwindigkeit wie bei 6000 rpm und Vollgas. Und ein neues Problem: Dieselbe Luftgeschwindigkeit bedeutet denselben Unterdruck, also dieselbe Benzinmenge wie bei Vollgas. Und das ist um das 4fache zuviel, denn wir fahren nur halb gefüllte Zylinder bei halbsoviel Zylinderfüllungen pro Sekunde.
Also muß unten an den Schieber eine Düsennadel dran, die in die Nadeldüse taucht. Die Nadeldüse ist dabei der obere Durchmesser des Mischrohrs. Je weiter unten der Schieber ist, desto kleiner ist der kreisförmige Spalt zwischen Düsennadel und Nadeldüse. Neues Problem gelöst.
So ein Schiebervergaser wird im oberen Drehzahlbereich (von 6000-9000 rpm) mit Vollgas gut laufen, da er ein Bremsluft-System hat, und im unteren Drehzahlbereich (3000-6000 rpm) auch, weil da der Venturidüsen-Querschnitt verkleinert wird.
Definitiv wird er weniger gut laufen, sondern eher spucken, wenn man bei niedrigen Drehzahlen Vollgas gibt. Denn dann haben wir eine geringe Luftgeschwindigkeit im Vergaser: die saugt nicht ordentlich und zerstäubt das Benzin nicht ordentlich.
Man kann dieses Problem umgehen, indem man bei Schiebervergasern einfach nicht bei niedrigen Drehzahlen Vollgas gibt, sondern vor jedem Beschleunigen 1 Gang runterschaltet. Man umgeht dabei langfristig ein größeres Problem: Das Reparieren von merkwürdigen Vergasern mit verschleißfreudigen Gummilappen darin.
Ich hab schon viele verdreckte, verstopfte, undichte und verrostete Schiebervergaser gesehen - aber noch nie einen irreparablen.
Es lag auf der Hand, daß das einigen Usern nicht gefallen würde. User wollen dumm sein und bei niedigen Drehzahlen Vollgas geben. Drum wurde der Gleichdruckvergaser erfunden.
Beim Gleichdruckvergaser bestimmt eine Drosselklappe am Vergaserausgang, wieviel Frischgas der Motor bekommt. (Wie beim Bremsluftvergaser auch.) Eine Kolben-Membran-Einheit mit einer Düsennadel-Nadeldüse-Kombination bestimmt, wieviel Benzin dazukommt, und wie weit die Venturidüse geöffnet ist.
Also der Aufbau ist wie folgt: Es gibt ein Teil, das einem Schieber (wie beim Schiebervergaser) sehr ähnlich sieht, aber ausschließlich von Gaskräften bewegt wird. Deshalb heißt es Kolben.
Oben an dem Kolben ist ein größerer Kolben oder eine Gummimembran angebracht, die das Volumen über dem Kolben in einen unteren und einen oberen Raum teilt. Der Raum unter der Membran ist durch einen Kanal mit der Einlaßseite des Vergasers verbunden, d.h. er steht praktisch unter Atmosphärendruck. Der Raum über der Membran ist durch ein kleines Loch im Kolben mit der Venturidüse verbunden.
Falls nun Unterdruck in der Venturidüse entsteht, kriecht dieser durch das Kolbenloch in den oberen Raum. Weil der obere Kolben bzw. die Membran größer ist als der Kolben, der in die Venturidüse ragt, wird der Kolben bei Unterdruck in der Venturidüse hochgezogen.
Niedrige Luftgeschwindigkeit: baut kaum Unterdruck auf, zum Benzin-Ansaugen reicht's, aber der Kolben rührt sich nicht.
Mittlere Luftgeschwindigkeit: erzeugt in der engen Venturidüse Unterdruck. Dieser hebt den Kolben an, wobei er die Venturidüse natürlich wieder weiter macht und den Unterdruck wieder senkt. Das heißt im Klartext: bei jeder Luftgeschwindigkeit wird sich eine Kolbenhöhe einstellen, und zwar ungefähr so, daß Luftgeschwindigkeit und Unterdruck in der Venturidüse ungefähr konstant sind. (Jedenfalls im Bereich von 3000-6000 rpm.)
Hohe Luftgeschwindigkeit: Ab ca. 6000 rpm ist der Kolben oben und bleibt auch dort.
Bei entsprechender Kalibrierung des Kolbens und seiner Masse und seiner Feder geht der Kolben also genau so hoch, daß eine optimale Luftgeschwindigkeit in der Venturidüse erreicht wird. Wo dann durch Hauptdüse, Bremsluftdüse, Nadeldüse und Düsennadel die richtige Menge Benzin dazugemischt wird. Im Bereich größer 6000 rpm tritt dann das Bremsluftdüsensystem in Aktion, und beschert uns die Spitzenleistung.
Gleichdruckvergaser (auch: Strombergvergaser oder CV-Vergaser [CV is for constant velocity, konstante Geschwindigkeit]) erzeugen folgende Vorteile:
Dafür ist die Membrane aus Gummi, sprich: empfindlicher; und auch der sonstige bauliche Aufwand ist höher.
Wenn das Frischgas genau soviel Benzin enthält, daß genau aller vorhandene Luftsauerstoff damit verbrannt werden kann, heißt das stöchiometrisch und erhält den Beiwert Lambda = 1.
Bei Lambda kleiner 1 ist zuviel Benzin bzw. zuwenig Luft da, so daß nicht alles Benzin verbrennen kann ( fettes Gemisch ). Das heißt:
Motoren brauchen zum Starten, zum Beschleunigen, bei Dauervollgas und im Leerlauf fetteres Gemisch.
Lambda größer 1 bedeutet zuviel Luft und heißt demzufolge mager. Ein zu mager eingestellter Motor wird wärmer und erzeugt Stickoxide (NOx) in großen Mengen, holt aber ein Maximum an Leistung aus dem Sprit.
Bei Lambda = 1 erfreut uns der Motor durch erstaunlich geringen Spritverbrauch und erstaunlich gute Abgaswerte. Zum Herumnuckeln in der Landschaft reicht das völlig aus.
Das Benzin fällt wegen der Schwerkraft aus dem Tank in das unten am Vergaser angebrachte Benzinreservoir (Schwimmerkammer). Wenn es voll genug ist, betätigt ein Schwimmer ein Nadelventil, das weiteres Nachfließen von Benzin unterbindet. (Wer das nicht verstanden hat, guckt am besten mal in den Wasserkasten einer Toilette.) Das Benzin steht dann etwa 2 mm unterhalb des Luftkanals im Vergaser.
Die Venturidüse ist eine Verengung des Ansaugkanals, durch den der Motor Luft ansaugt. Hier ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft erhöht; deshalb herrscht hier ein nennenswerter Unterdruck. Genug Unterdruck, um massenhaft Benzin durch ein Loch aus der Schwimmerkammer anzusaugen. An Massen sind wir aber gar nicht interessiert, darum ist an einer Stelle in dem Benzinkanal eine Verengung eingebaut. Sie soll dem Benzin das Durchkommen im richtigen Maße erschweren und heißt deshalb Düse. Da ein Vergaser viele Düsen enthält, heißt sie Hauptdüse. Und mehr Teile brauchen wir nicht zum Vollgas fahren.
Wenn nur die Hauptdüse vorhanden wäre, würde sie bei Teillast zuviel Sprit spendieren. Deshalb ist in den Vergasern das Pärchen Düsennadel-Nadeldüse vorgesehen.
Die Düsennadel ist länglich und konisch und ragt in den Kanal, durch den das Benzin aus der Schwimmerkammer in die Venturidüse gesaugt wird ( Nadeldüse ). Wenn der Schieber/Kolben oben steht (also bei Vollgas), ragt nur die Spitze der Düsennadel in die Nadeldüse und stört das Benzin nicht groß beim Durchfließen. Wenn der Schieber/Kolben aber zusammen mit der Düsennadel weiter herunterkommt, macht sie den Benzinkanal enger, so daß weniger Benzin durchfließen kann.
Während der Kolben/Schieber die durchgelassene Luftmenge bestimmt, bestimmt die Form der Düsennadel also die dazugehörige Benzinmenge. Die Form ist natürlich so gewählt, daß das Luft-Benzin-Verhältnis auch bei Teillast stimmt.
Leider ist dieses System immer noch nicht perfekt genug. Deshalb gibt es im Ansaugschlund des Vergasers eine Zusatz- oder Bremsluftdüse, die das Benzin, was durch die Hauptdüse emporgestiegen ist, im Mischrohr mit Luft mischt. Und dieses Gemisch (genannt Emulsion) wird dann durch die Düsennadel portioniert.
Mit anderern Worten: Bei Teillast sind folgende Faktoren für die Gemischfettigkeit zuständig:
Im Leerlauf will der Motor ebenfalls ein etwas fetteres Gemisch sehen, sonst geht er aus. Deshalb gibt es am Vergaser noch einen Extra-Benzinkanal, der direkt im Ansaugstutzen endet. Er tritt nur in Aktion, wenn die Drosselklappe bzw. der Schieber fast zu ist, d.h. wenn heftiger Unterdruck an dieser Stelle herrscht, d.h. wenn sich der Motor gerade im Leerlauf befindet. Der Leerlaufkanal spendiert die benötigte Extraportion Benzin. Bei den meisten Vergasern kann man sie an einer extrem kleinen Schraube (CO-Schraube) einstellen.
Mit Luft aufgeschäumtes Benzin läßt sich noch besser regeln als pures Benzin. Die Vergaserbauer wissen das auch und haben deshalb noch zwei Luftkanäle eingebaut, die in die Benzinkanäle münden und so das Benzin emulgieren. Das aufgeschäumte Benzin heißt Emulsion.
Der eine Kanal ist für das Aufschäumen des Leerlaufbenzins, seine Düse heißt deshalb Leerlaufluft-Düse. Der andere mischt Luft zu dem Benzin, das aus der Hauptdüse emporsteigt, und zwar desto mehr, je mehr Leistung dem Motor abverlangt wird ( ZusatzLuft-Düse ).
Die luftmengenregelnden Düsen liegen meistens im Einlaßschlund des Vergasers und können tatsächlich verstopfen - mit der Folge einer ewig zu fetten Vergasereinstellung. Bei manchen Vergasern kann man sie herausschrauben und von beiden Seiten mit Druckluft durchpusten; sonst kann man nur von der Innenseite der Vergaser aus pusten oder ggf ein Roßhaar zum Freipulen verwenden. In beiden Fällen sollte man aufpassen, daß die kleinen Dinger nicht ins Nirwana gepustet werden.
Zum Starten muß das Frischgas ganz besonders fett sein.
Manche Vergaserbauer machen einfach eine Klappe auf der Einlaßeite der Vergaser. Die hat dann denselben Effekt wie ein dreckiger Luftfilter: noch weniger Luft kann rein, noch höherer Unterdruck, noch mehr Benzin kann rein. - Beim Betätigen der Klappe wird auch der Schieber oder Kolben ein wenig gelupft, damit die Maschine trotz des kalten, zähen Öles im Leerlauf durchlaufen kann. Andere Hersteller sehen ein ventilbetätigtes System vor, das dem Leerlaufsystem ähnelt.
Bei uralten Mopeds, wo die Schwimmerkammer noch neben dem Vergaser hängt, statt organisch mit ihm verbunden zu sein, gab es häufig keinen Chokehebel. Man behalf sich durch den Tupfer, d.h. ein Knöpfchen, mit dem man den Schwimmer herunterdrücken konnte. So lief der Vergaser voller als normal, und entsprechend fetter war das Startgemisch. Allerdings braucht man von seiten des Fahrers ein Händchen dafür, und das kann man heutzutage einfach nicht mehr erwarten. Im übrigen bräuchte man für 4 Vergaser mit 4 getrennten Schwimmerkammern entsprechend 4 Tupfer.
Manche Vergaser können anhand der Drehzahl normalen Leerlauf vom Schiebebetrieb (mit dem Motor bremsen) unterscheiden. Sie tragen zu diesem Zweck unter einem Deckelchen ein Ventil, das den Unterdruck im Einlaßstutzen mißt und bei sehr großem Unterdruck (also bei Schiebebetrieb) einen Kanal auf- oder zumacht.
Die eine Firma stört sich am Auspuffknallen im Schiebebetrieb und macht mit dem Ventil den Leerlauf-Luftkanal zu. Das Frischgas wird deshalb ungeheuer fett, kann nicht verbrennen und ergo auch nicht knallen ( coasting enricher ).
Die andere stößt sich am nutzlos vergeudeten Benzin und macht den Leerlauf-Benzinkanal zu ( Schubabschaltung ). Benzin, das nicht in den Zylinder kommt, wird nicht verbraucht, gelangt nicht unverbrannt in die Umfeld und kann ebenfalls nicht im Auspuff knallen.
Das komprimierte Frischgas wird am Ende des Kompressionshubes gezündet.
Der Motor arbeitet thermodynamisch optimal, wenn das Gemisch in dem Augenblick mit Abbrennen fertig ist, in dem der Kolben am Oberen Totpunkt (OT) steht. Da es zum Abbrennen etwas Zeit braucht, wird vor dem OT gezündet. Angegeben wird, wieviel Grad die Kurbelwelle sich noch drehen müßte, um OT zu erreichen1. Typische Werte für Leerlauf sind 0 bis 10 Grad KW (Kurbelwelle) vor OT.
Der Zündzeitpunkt ist wichtig für das Leben und das Wohlergehen der Maschine.
Frühzündung kann das gefürchtete Klingeln oder Klopfen produzieren, d.h. daß das Frischgas im Brennraum nicht langsam (mit ca 30 m/sec) abbrennt, sondern (mit 400 m/sec) detoniert. Das hört man gerne beim Beschleunigen, bei heißem Motor, bei Kraftstoff mit zu wenig Oktan und bei erlahmten Fliehkraftreglerfedern. Bei Vollgas auf der Autobahn kann man es leider aufgrund der Nebengeräusche nicht hören, aber wenn es da ist, kann es den Motor in 10 min fertigmachen.
Spätzündung senkt den Wirkungsgrad erheblich. Da der Motor aber dieselbe Kraftstoffmenge verkonsumiert, wird davon mehr in Wärme umgewandelt, d.h. der Motor wird heißer als sonst.
Bei höheren Drehzahlen muß die Zündung früher als im Leerlauf stattfinden. Heutzutage gibt es aber keine Hebelchen zur Zündzeitpunktverstellung mehr am Lenker. Das macht ein kleines, pfiffiges Bauteil namens Fliehkraftregler, das auf dem Ende der Kurbel- oder Nockenwelle angeschraubt ist und üblicherweise an seiner Spitze den Unterbrechernocken trägt. Es trägt zwei L-förmige Metallteile, die auf Bolzen gelagert sind. Im Stillstand werden die langen, schweren Schenkel der L's von Federn nach innen gezogen, woraufhin die kurzen Schenkel den Unterbrechernocken auf späte Zündung stellen. Ab einer gewissen Drehzahl überwindet die Fliehkraft der langen Schenkel die Kraft der Federn, so daß die langen Schenkel nach außen an ihre Anschläge schwenken und die kurzen den Unterbrechernocken auf frühe Zündung stellen. Und vice versa.
Die 5000 bis 15000 V der Zündanlage sind sehr gefährlich:
Nehmen Sie nie zwei verschiedene Kabel in beide Hände!!! Legen Sie eine Hand auf den Rücken!!! Das sieht scheiße aus, aber rettet Ihr Leben!!!
Fassen Sie nie ein Zündkabel an. Schon gar nicht, wenn die Batterie noch angeschlossen ist oder gar der Motor läuft.
Wenn Sie unglücklich hopsen, können Sie sich den Kopf stoßen, böse hinfallen, sich das Lenkerende ins Auge rammen oder am nächsten Tag eingeklemmt unter Ihrem Mopped gefunden werden. Das ist nicht witzig, nicht mal für Ihre Erben.
Der Zündfunke, der an der Zündkerze überspringen und das komprimierte Gemisch anzünden soll, kommt aus der Zündspule. Das ist ein zylinderförmiges Bauteil, das zwei durch ein Blechpaket verbundene Spulen enthält. Die erste Spule wandelt den sie durchfließenden Strom in ein Magnetfeld. Dieses breitet sich über das Blechpaket auch in die zweite Spule aus.
Das Induktionsgesetz sagt: ''Die an einer Spule erzeugte Induktions-Spannung ist proportional der Windungszahl der Spule und der Magnetfeldänderung.'' Ëine besonders heftige Änderung wird erreicht, wenn ein großer Strom in der ersten Spule ausgeschaltet wird.
Sie ist die einfachste Art, einer Zündkerze einen Funken zu entlocken. Wir brauchen nur eine Batterie, eine Zündspule, einen Unterbrecher und einen Kondensator. Und ein paar Kabel.
Der Strom kommt aus der Batterie, fließt dann durch die Zündspule und den Unterbrecher wieder in die Batterie zurück.
Wenn der Unterbrecher den Strom unterbricht, gibt es plötzlich kein Magnetfeld mehr in den Spulen. Das heißt, es hat eine große Magnetfeldänderung stattgefunden. Also wird in genau diesem Moment die erwünschte Spannung von 5-15 kV in der Sekundärspule induziert.
kV sind übrigens kiloVolt. In der Elektrotechnik gilt alles über 42 V als lebensgefährlich. Also ziehen Sie Zündkabel nicht bei laufendem Motor ab.
Der Unterbrecher ist ein Schalterchen, das von der Nocken- oder Kurbelwelle betätigt wird. Es sitzt häufig auf einer kreisringförmigen Platte. Durch das Loch in der Mitte schaut die Welle mit dem Unterbrechernocken heraus. Durch Verdrehen der Platte kann man die Zündung einstellen.
Falls die Nennleistung Ihres Moppeds bei 9000 anfällt, rechnen Sie bitte 9000 / 6000 * Zündwinkel.
| ccm | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 |
| grad | 54.09 | 42.93 | 37.51 | 34.08 | 31.63 | 29.77 | 27.05 | 25.11 | 23.63 | 21.47 |
Manche Firmen mißtrauen ihren Batterielieferanten und erzeugen den Strom für die Zündung ihrer Motoren lieber selbst. Sie bauen in die Lichtmaschine eine weitere Spule ein, die ausschließlich die Zündspule mit Wechselstrom versorgt. Wenn wir den Abriß richtig einstellen, d.h. Spule und rotierendes Magnetfeld so aufeinander abstimmen, daß zur Zündung gerade Strommaximum in der Spule ist, funktioniert diese Zündung im prinzip genauso wie die Batteriezündung.
Streng genommen funktioniert sie sogar noch besser. Denn
Elektronik hat im Vergleich zu mechanischen Spielereien den Vorteil, daß sie nicht verschleißt, nicht wegbrennt, sich nicht verstellt etc. Sie hat aber auch den Nachteil, daß sie irreparabel ist.
Die Anzahl der Bauformen ist Legion:
Ihr Tankwart weiß zwar nicht, wie man sowas repariert. Aber vielleicht weiß er denjenigen Motorradhändler im Landkreis, der passende Moduln (''Blackboxes'') vorrätig hat.
Wir wissen nun, warum und wie die Kurbelwelle sich dreht. Nun muß die Kraft noch auf die Straße.
Die Kupplung besteht aus zwei rotierenden Teilen: eines wird vom Motor angetrieben, der andere übernimmt diese Kraft vollständig ( fassen ) oder teilweise ( schleifen ) oder gar nicht ( trennen ). Wenn sie schleift, gibt sie nur einen Teil der Motorleistung weiter, den anderen verwandelt sie in Wärme.
Die Einscheibenkupplung, die meistens nicht in Öl läuft, kann man sich als eine Scheibe vorstellen, an deren Umfang eine Zange sitzt. Diese Zange wird normalerweise durch Federn zusammengedrückt (und überträgt dann die Kraft auf die Innenscheibe), kann aber durch eine Hebelei ausgerückt werden, indem die Zange auseinandergedrückt wird. Normalerweise wird die eine Zangenhälfte weggedrückt, und die dazwischen laufende Scheibe stellt sich dann so ein, daß sie an keiner Zangenbacke schleift.
Einscheibenkupplungen laufen meistens direkt auf der Kurbelwelle. Da die Zange das größere und schwerere Bauteil ist, kommt sie direkt auf die Kurbelwelle, wo sie obendrein die Schwungmasse vergrößert und so den Motorlauf ruhiger macht, während die kleine, leichte Scheibe den Getriebeeingang bedienen darf.
Bei den meisten Motorrädern ist aber kein Platz am Kurbelwellenende. Drum mußte eine andere Bauart her:
Die Kraft von Motor wird über Zahnräder auf die äußere Nabe (Korb) übertragen. Die Zähne im Korb nehmen deshalb die Reibscheiben mit. Vorne an die innere Nabe ist ein federbelasteter Deckel geschraubt, der alle Scheiben zusammendrückt, so daß die Reibscheiben Kraft auf die Stahlscheiben übertragen. Und diese drehen dann aufgrund ihrer Innenverzahnung die innere Nabe und geben die Kraft so ans Getriebe weiter.
Zum Trennen wird bei Bauart 1 der Deckel der inneren Nabe von einer durch die Welle laufenden Druckstange weggedrückt (zB Suzuki GS 400). Bei Bauart 2 ist der Deckel an der Welle festgeschraubt, und die innere Nabe wird von einem Hebel am Motorgehäuse nach innen weggedrückt (zB Honda CB 250). In jedem Fall sind dann auch die Scheiben nicht mehr aneinandergedrückt, und so wird keine Kraft übertragen.
Wir wollen nun ein wenig rechnen.
Nehmen wir an, Ihr Motor erzeugt bei 6000 /min so schön viel Drehmoment, daß sie diesen Drehzahlbereich gerne benutzen, um Überholmanöver zu starten. Z.B. bei einer Anfangsgeschwindigkeit von 80 km/h entspr. 22,2 m/sec. Bei einem Hinterradumfang von ca. 2,22 m dreht sich Ihr Hinterrad also zehnmal pro Sekunde, während die Kurbelwelle sich 100mal pro Sekunde dreht. Also muß zwischen Kurbelwelle und Hinterrad noch ein Getriebe, das die Drehzahl der Kurbelwelle auf die des Hinterrades heruntertransformiert.
Wir haben im Motor schon eine Untersetzung vom Ritzel auf der Kurbelwelle zum Zahnrad auf dem Kupplungskorb, sagen wir: 1:2,5. Eine weitere Drehzahlwandlung ist der Hinterradantrieb, sagen wir 1:2. Insgesamt soll das Übersetzungsverhältnis 1:10 sein, d.h. für das Zahnräderpaar auf der Haupt- und der Nebenwelle muß ebenfalls eine Übersetzung von 1:2 her.
Die Übersetzung im Getriebe wird natürlich ebenfalls mit einem Zahnradpaar bewirkt. Der Witz ist nun, daß im Getriebe noch andere Zahnradpaare auf ihren Einsatz lauern. Diese können wir anwählen und so in Stufen Motordrehzahlen und Geschwindigkeiten (Hinterrad-Drehzahlen) miteinander kombinieren.
Das Getriebe enthält zwei Wellen, auf denen sich Zahnräder befinden. Jedes Zahnrad auf der Antriebswelle (Hauptwelle) hat ein Gegenüber auf der Abtriebswelle (Nebenwelle). Üblicherweise sitzt auf der Hauptwelle die Kupplung, auf der Nebenwelle das Kettenritzel für den Hinterradantrieb. Von jedem Räderpaar ist eines so mit seiner Welle verbunden, daß es sich immer mitdrehen muß; das andere dreht sich leer auf der anderen.
Falls die verschiebbaren Zahnräder und Kupplungen alle ausgerückt sind, so daß sie ihre Nachbarn nicht mitnehmen, findet keine Kraftübertragung statt: das Getriebe steht auf Leerlauf. Falls der Motor dabei läuft und die Kupplung eingerückt ist, drehen sich die Hauptwelle und die mit ihr verbundenen Zahnräder; doch deren Gegenüber laufen frei und geben keine Kraft ans Hinterrad weiter.
Wenn wir ein Losrad mit seiner Welle verbinden, wird das aktivierte Räderpaar nun Kraft von der Haupt- auf die Nebenwelle übertragen.
Wenn wir aus Versehen zwei Gänge gleichzeitig einlegen, sagt die Hauptwelle zur Nebenwelle: ''Dreh dich 1,3mal so schnell wie ich'' und gleichzeitig ''Dreh dich 1,5mal so schnell wie ich.'' Diese Bedingung ist nur für Drehzahl = 0 erfüllt, d.h. das Getriebe blockiert, und vermutlich geht dabei was kaputt. Diesen Fall hab ich persönlich aber noch nie erlebt.
Das Einlegen der Gänge wird von der Schaltwalze erledigt. In den Umfang der Walze sind Nuten eingefräst, in denen die Stifte von verschiebbaren Schaltgabeln gleiten. Die Schaltgabeln fassen in eine Nut an den verschiebbaren Zahnrädern bzw. Kupplungen und bewegen diese analog zu den Nuten auf der Schaltwalze.
Bei jeder Betätigung des Schaltpedals wird die Schaltwalze von einer Hebelei eine Raste vorwärts oder rückwärts gedreht und legt so für uns die Gänge ein.
Vom Fahrrad her ist uns die Übertragung durch eine Rollen- oder Hülsenkette vertraut. Sie erreicht einen nennenswerten Wirkungsgrad allerdings nur bei guter Pflege.
Bei Motorrädern, wo die Kurbelwelle in Fahrzeuglängsrichtung eingebaut ist, bietet sich als Alternative ein Kardanantrieb an. Neben das Hinterrad muß dann ein klobiges Kegelradgetriebe, das die Drehbewegung einmal um die Ecke lenkt. Außerdem soll das Hinterrad auf und ab schwingen können; deshalb muß mindestens ein Kardangelenk in die Antriebswelle. Die Wartung beschränkt sich auf das Beobachten des Ölstandes im Kegelradgetriebe und das gelegentliche Fetten der Kardangelenke.
An manchen Hinterrädern rotiert eine riesengroße Riemenscheibe, die von einem flatternden Zahnriemen aus Gummi angetrieben wird. Das geht auch selten kaputt und kostet etwa genausoviel wie eine Kette.
Die Energie für die ersten 2 Takte (Ansaugen und Komprimieren) entstammt hier dem Fahrerfuß. Der Kickstarter enthält einen Freilauf, damit er nicht wild mitdreht, nachdem der Motor angesprungen ist.
Manche Leute haben nicht genug Kraft in den Beinen, um einen halben Liter Frischgas auf 1/9 bis 1/11 seines natürlichen Volumens zu komprimieren. Deshalb befindet sich irgendwo am Mopped ein Hebelchen, mit dem man die Auslaßventile einen Spalt weit öffnen kann. Beim Ankicken sucht man dann den Beginn des Kompressionshubes, betätigt das Hebelchen, bläst einen Teil des Frischgases wieder ab und startet den Motor mit dem Rest Frischgas, der noch im Zylinder steckt.
Automatische Dekompressoren blasen genau die richtige Menge Frischgas ab. In diesem Fall sucht man ebenfalls den Beginn des Kompressionshubes, ohne dabei den Kickhebel ganz hochkommen zu lassen. Wenn man den Beginn dann gefunden hat, läßt man den Kickhebel einmal ganz hoch. Das hierbei ertönende Klicken zeigt, daß der Dekompressor nun beabsichtigt zu arbeiten. Bei weiterem langsamem Runtertreten zeigt ein weiteres Klicken an, daß der Dekompressor seine Arbeit erledigt hat. Ein letzter Kick müßte genügen, um den Motor nun anzuwerfen.
Ein ähnliches Spielchen findet auch beim Starten eines Diesel-Moppeds statt: Zunächst bringt man den Motor mit geöffneten Auslaßventilen auf Drehzahl - und wenn er genug Schwung hat, läßt man das Hebelchen wieder los, und dann schafft er hoffentlich den ersten und alle folgenden Arbeitstakte alleine.
Als Anlasser dient meistens ein Reihenschluß-Gleichstrommotor, d.h. der Strom fließt zunächst über die Plus-Bürsten in den Läufer, durch die Minus-Bürsten wieder raus aus dem Läufer und rein in die Feldwicklung, und schließlich nach Masse ab.
Er arbeitet wie jeder Elektromotor nach dem elektrodynamischen Prinzip: Ein stromdurchflossenes Kabel erfährt in einem Magnetfeld eine Kraft, die senkrecht zur Stromrichtung und senkrecht zum Magnetfeld gerichtet ist.
Um den vorhandenen Bauraum besser auszunutzen, sind die meisten Anlasser vierpolig aufgebaut. Sie enthalten also 2 Nordpole (oben und unten) und 2 Südpole (links und rechts); die Kohlebürsten sind um 90 Grad versetzt.
Seinen großen Strom bekommt er über ein dickes Kabel und ein stabiles Relais aufgeschaltet.
Bei manchen Motorrädern existieren Schutzschaltungen, die das Betreiben des Anlassers bei ausgeklapptem Ständer, eingelegtem Gang oder eingeschalteter Beleuchtung verhindern.
Manche Mopeds haben einen Anlasser, der gleichzeitig eine Lichtmaschine ist (Dynastart).
In einem rollenden Motorrad steckt Energie. Sie wird ihm durch die Bremsen entzogen und in Wärme verwandelt.
Sie sind meistens in den Radnaben versteckt (Innenbackenbremsen). Die Radnabe ist zu diesem Zweck innen hohl. An der Gabel oder der Hinterradschwinge ist eine gegen Verdrehen gesicherte runde Platte befestigt, die die Bremsbeläge trägt. Die Enden der Bremsbacken ruhen auf einem runden Bolzen oder auf einer drehbaren Ellipse.
Wenn mit Hilfe eines außen an der Grundplatte angebrachten Hebels die Ellipse gedreht wird, drückt sie die Bremsbacken auseinander, woraufhin diese innen an der Nabe reiben. Federn ziehen die Bremsbacken anschließend wieder auf ihre Ruheposition zurück.
Beim Bremsen wandelt ein kleiner Kolben (Geberkolben) unter dem Bremsflüssigkeitsreservoir den Bremshebelweg in Druck. Dieser wandert den Bremsschlauch entlang, verzweigt sich eventuell und strömt schließlich in die Bremszange. In einen Raum, der einseitig von einem großen Kolben abgedichtet ist. Diesen Kolben wird von dem Druck herausgedrückt. Der Kolben trägt an seiner anderen Seite einen Bremsbelag, der sich nun an die Bremsscheibe legt. Auf der anderen Seite der Bremsscheibe sitzt ebenfalls ein Bremsbelag, der entweder fest mit der Bremszange verbunden ist oder ebenfalls von einem Kolben versorgt wird.
Die Fläche des Nehmerkolbens ist größer als die Fläche des Geberkolbens. Viel Weg und wenig Kraft am Geberkolben wird so in viel Kraft und wenig Weg am Nehmerkolben gewandelt.
Zwei von den drei Teilen (linker Bremsbelag, rechter Bremsbelag, Bremsscheibe) müssen sich bewegen können, damit die Beläge mit beiden Seiten der Scheibe Kontakt aufnehmen und beim Lösen auch wieder freikommen können. Die einfachste Möglichkeit ist, die Bremsscheibe so am Rad zu befestigen, daß sie axial ein bißchen wackeln kann: schwimmende Scheibe. Oder man baut (bei feststehender Scheibe) zwei Kolben in die Zange ein, die dann jeder für sich vor und zurück gehen. Oder man kommt mit einem Kolben aus, indem die ganze Zange beweglich am Rahmen oder der Gabel befestigt wird: mit einer Biegefeder, einem Drehlager ( Schwenksattel) oder einer simplen Längsführung ( Schwimmsattel).
Während die Lager der schwimmenden Scheibe gern ausschlagen, gehen bei den anderen beiden Sorten lieber die Führungen oder der eine Kolben fest. Nach dem Ausbau des Rades kann die Leichtgängigkeit der Zange oder der Kolben jedoch leicht überprüft werden.
Moppeds mit Wechselstrom-Lichtmaschine und Gleichstrom-Netz : 1977-heute.
Moppeds mit Gleichstrom-Lichtmaschine und Gleichstrom-Netz : 1930-1990.
Moppeds mit Wechselstrom-Netz 1900-1970.
Damit Bier strömt, müssen zwei Sachen erfüllt sein:
In der Batterie sitzt eine Pumpe, die den Strom zum Pluspol herauspumpen will. Dabei muß er Gelegenheit haben, zum Minuspol wieder hineinzufließen.
Die Pumpe funktioniert chemisch, nicht mechanisch, darum riecht sie manchmal komisch und macht keine Geräusche.
Strom nimmt jeden Weg, den man ihm anbietet. Luft, Plastik, Glas, Gummi, Wasser nimmt er nicht. Metall und Kupferkabel nimmt er gern.
MACHEN SIE DAS NICHT!!!
Der einfachste Stromkreis ist eine Batterie mit einem Kabel von Pol zu Pol.
MACHEN SIE DAS NICHT!!!
Dabei fließt ganz viel Strom, was folgendes bewirken kann:
WAR DAS DEUTLICH???
Kurzschluß ist unerwünscht.
Der zweit-einfachste Stromkreis ist dasselbe Kabel und eine 12-V-Glühbirne. Sie nehmen die Birne zwischen zwei Finger und klemmen das eine Ende zwischen Finger und Birnenmantel fest.
Nun halten Sie den Birnenfuß an den einen Batteriepol und das andere Ende des Kabels an den anderen Pol.
Passen Sie dabei auf, daß das Kabel nicht von der Birne abrutscht und an den Birnenfuß oder direkt an den Pol kommt. Das gäbe sonst einen Kurzschluß (siehe oben).
So, jetzt können Sie spielen:
Merke: Fast überall gilt: Die Masse ist braun.
Was lernen wir denn daraus?
Die Schalter (Zündschloß und Lichtschalter) werden dabei elektrisch ''überbrückt''.
Normale Leute sprechen von ''Kurzschließen''.
Dazu nehmen wir ein Blatt Papier und malen links die Batterie hin: Pluspol nach oben, Minuspol nach unten. Im Schaltplan sind Batterien manchmal als Foto, manchmal als zwei parallele Striche, dabei ist der positive etwas länger, und manchmal steht ein +-Zeichen dran.
Das rote Kabel malen wir senkrecht nach oben, bis zum Blattrand, dann 2cm nach rechts. Und hier malen wir den Zündschalter hin. Ein Schalter ist eine Unterbrechung im Strich, wobei ein Strich 45 Grad zur Seite weist.
Wir malen weiter mit der Kabelfarbe Orange, nach rechts bis zum Blattende.
Die Masseverbindung malen wir als Kabel unten auf das Blatt. Im Mopped-Schaltplan gibt es kein Massekabel, nur Kabel, die nach unten gehen und mit einem Querbalken abgeschlossen werden. Es ist aber dasselbe gemeint.
Von der orangen zur unteren Leitung malen wir jetzt orange bis zum Lichtschalter - grau oder wasauchimmer bis zur Birne - schwarz-weiß bis zur Masse. Die Birne im Schaltplan ist ein Foto von einer Birne oder ein Kreis mit einem Kreuz darin.
So. Und dies suchen Sie jetzt im Schaltplan Ihres Moppeds.
Den Rest können Sie schon alleine:
Das Licht wird am Lichtschalter eingeschaltet (gelb-weiß), am HIGH-LOW-Schalter wird Fernlicht oder Abblendlicht gewählt.
Die Scheinwerfer-Birne hat drei Kontakte: einen Eingang für Fernlicht (weiß), einen für Abblendlicht (gelb), und einen gemeinsamen Ausgang.
Die Hupe hängt mit einem Ende am orangen Kabel (??? da müßte sie ja immer gehen, wenn man die Zündung anschaltet ???) und wird auf der Masseseite geschaltet: ein Taster gegen die Lenkermasse.
Lenker ist Rahmen und somit Masse. Ein Taster ist ein Schalter mit einem T mit Doppel-Balken darin.
Der Strom für die Blinker kommt auch vom orangen Kabel, geht aber zuerst durch das Blinkrelais und dann erst zum Schalter. Dieser hat drei Schaltstufen: linker Blinker (dunkelgrün), rechter Blinker (dunkelblau), aus (kein Kabel).
Das Blinkrelais merkt, ob Strom hindurchfließt, und schaltet dann für 0,5 Sekunden aus. Wenn weniger Strom als sonst hindurchfließt (= wenn eine Birne kaputt ist), blinkt es schneller, damit der Fahrer Bescheid weiß.
Der Strom für die Blinkerbirnen teilt sich auf und fließt zu gleichen Teilen durch die vordere und die hintere Blinkerbirne. Die Birnen sind parallel geschaltet.
Näheres über Zündung steht im Kapitel Zündung.
Der kleine geht von Orange - Anlaß-Taster - grün-gelb - Relais - Masse.
Das Relais ist ein Verbraucher. Es läßt Strom durch den großen Stromkreis mit den dicken Kabeln fließen: Batterie - dickes rotes Kabel - Anlasser - Motor - Rahmen - Batterie.
Wenn ein Kabel solange scheuert, bis blankes Kupfer auf blanker Masse liegt, geht der Strom lieber diesen kurzen Weg. Das ist ein Kurzschluß!
Sicherungen merken, wenn da zuviel Strom fließt, und schmelzen weg. Sicherungen sind irreparabel und dürfen nicht geflickt werden. Andernfalls fließen die großen Ströme nämlich weiter, und ihr Mopped kann verbrennen, mit Säure spritzen oder seinen Tank explodieren. BUMMM.
Bewährt hat sich hier eine Prüflampe. Das eine Ende kommt mittels einer Krokodilklemme irgendwo an Masse, mit dem anderen, spitzen Ende kann man durch die Isolierung pieksen, ohne sie zu verletzen. Wenn da Strom ist, leuchtet die Birne - wenn nicht, liegt der Fehler irgendwo zwischen Pieksstelle und positivem Batteriepol.
Außer bei der Hupe, s.o.
Blöd ist es, wenn etwas gelegentlich ausfällt. Dazu reicht schon ein rostiger Steckverbinder oder eine rostige Schraube.
Fehler auf der Masseseite sind schwer zu finden.
Bei manchen Autos geh das Rücklicht aus, wenn sie bremsen oder blinken. Dann ist das Massekabel vom Plastik-Rücklicht zur Karosse verrostet.
Manche Autos haben ein dickes Massekabel (auch: Masseband) vom Motor zur Karosse. Das muß so sein, den die Motoren sind in Gummis aufgehängt. Die Massebänder neigen zum Rosten (also Einfetten) und Abvibrieren.
Bei vielen Fahrrädern ist das Kabel zum Rücklicht kaputt, oder es besteht keine elektrische Verbindung vom Rücklicht zum metallenen Schutzblech oder vom Schutzblech zum Rahmen.
Bei vielen alten Moppeds sind die Tüllen um die Steckverbinder verfärbt oder geschmolzen. Am besten erneuern, oder zusammenlöten und Schrumpfschlauch drüber.
Bei manchen Moppeds geht der Anlasser nur, wenn der Killschalter auf ON steht.
Birnen, Relais und Hupen ist es egal, ob sie mit Wechselstrom betrieben werden - Dioden, Leuchtdioden, Motoren aber nicht. Der Zündung ist es eigentlich auch egal, solange der Abriß stimmt.
Mit einer geladenen Batterie kann man fahren - aber nicht lange. Irgendwann ist sie leer.
Damit das nicht passiert, gibt es eine Lichtmaschine, die die Batterie beim Fahren immer wieder auflädt.
Das Funktionsprinzip ist eigentlich sehr einfach: Eine Spule (oder mehrere) werden einem wechselnden Magnetfeld ausgesetzt. Dabei wird in die Spule eine Wechsel-Spannung ''induziert'', und die können wir am Ende abzapfen.
Leider ergeben sich auch Folgefragen:
Aber wir wollten ja keinen Transformator bauen.
Also nehme ich ein Gleich-Magnetfeld. Eins, das immer in dieselbe Richtung zeigt. Einen Permanentmagneten zB. Der magnetische Fluß (den gibt es tatsächlich) fließt dabei vom Nordpol zum Südpol, besonders viel magnetischer Fluß fließt durch Eisen.
Den bewege ich um die Spule drumherum. Dabei guckt die Spule entweder auf den Nordpol (und wird von oben nach unten magnetisch durchflossen) oder, nach einer halben Kurbelwellenumdrehung, auf den Südpol (und wird von unten nach oben magnetisch durchflossen).
Kurz, das Magnetfeld in meiner Spule wechselt dauernt die Richtung, und schon habe ich eine Spannung an der Spule.
Alternativ kann ich eine Spule mit einem Gleichstrom dafür nehmen. Dann muß ich aber die Spule drehen.
Besonders geschickte Leute bauen viele kleine Gleichstrom-Spulen zusammen mit vielen kleinen Wechselstrom-Spulen auf einen Rundkörper und lassen eine Art magnetische Schleifkontakte so darüberlaufen, daß die Spulen abwechselnd auf den benachbarten, linken Nordpol und gleich darauf auf den anderen Nachbar, einen Südpol, blicken. Auch dann ist in der Spule ein magnetisches, wechselndes Feld, und es kommt Wechselspannung heraus - viel mehr, als ich zur Erzeugung des Gleichfeldes brauche.
Falls Ihre LiMa Wechselspannung produziert, muß diese gleichgerichtet werden, sonst bekommt sie Ihrer Batterie nicht.
Eine Diode ist ein Einwegventil für Strom: in der einen Richtung kann er durch, in der anderen eben nicht.
Das Schaltzeichen der Diode ist ein Dreieck mit einem Querbalken. Das Dreieck ''zeigt'' in die Richtung, in der der Strom hindurchkann.
Falls Sie nur eine Spule haben, können Sie deren eines Ende mit Masse verbinden und an das andere eine Diode hängen. Dann bekommen Sie Strom in der richtigen Richtung, wenn die Spannung in die richtige Richtung zeigt, andernfalls bekommen Sie keinen Strom. In diesem Fall muß ein Stromspeicher (die Batterie) die Lücken füllen.
![\includegraphics [width=0.8\textwidth]{gleichr1.ps}](mop2.png)
Mit einem Brückengleichrichter nutzen Sie die positive und die negative Halbwelle. Nehmen Sie 4 Dioden, und ordnen Sie sie so an, daß Strom IN den +12V-Anschluß Ihrer Batterie fließen kann - egal an welcher Seite Ihrer Spule er gerade herauskommt - und Strom von Masse in jedes Ende Ihrer Spule fließen kann - egal, wo er gerade hineinwill. Zwei Dioden zeigen dabei von je einem Spulenende zum Pluspol der Batterie hin, und die anderen zwei Dioden zeigen vom Minuspol weg, für jedes Spulenende eine.
Dabei darf aber keine der Lichtmaschinen-Spulen an Masse liegen.
![\includegraphics [width=0.8\textwidth]{gleichr2.ps}](mop3.png)
Lehnen Sie sich zurück. Das ist eine gute Idee: eine Spule, vier Dioden, prima Gleichstrom.
![\includegraphics [width=0.8\textwidth]{gleichr3.ps}](mop4.png)
Moppeds laufen am besten mit 14,5V. Mit weniger wird die Batterie nicht völlig aufgeladen, mit mehr fängt sie an zu kochen, und die Birnen sterben.
Die Birnenhersteller wissen das und bauen ihre Birnen für 14,5V. Nur draufschreiben dürfen sie es nicht.
Nun haben wir aber gesehen, daß die Spannung, die aus dem Gleichrichter kommt, bei verschiedenen Drehzahlen verschieden groß ist. Prinzipiell gibt es nun folgende Möglichkeiten, die Spannung auf ein korrektes Maß zu bringen:
Nachteile:
Supereinfache Regler haben 2 Schaltstellungen: keine Erregung (weniger Spannung) oder Erregung (mehr Spannung). Sie schalten im Übergangsbereich schnell hin und her, so daß die Spannung konstant zu sein scheint.
MZ-Regler haben nicht 2 Schaltstellungen, sondern 3: 0 V - 12 V über einen Vorwiderstand - 12 V direkt auf die Feldwicklung. Das beschert kaum Feld - halbes Feld - volles Feld.
Auch bei Gleichstrom sind Lichtmaschine und Batterie verbunden. Aber es sind keine Dioden da, die den Strom nur von der LiMa zur Batterie (und nicht umgekehrt) durchlassen. Deshalb brauchen sie Rückstromschalter.
Ein Rückstromschalter guckt, ob die LiMa-Spannung höher ist als die Batteriespannung: Falls ja, schließt er sie zusammen. Und guckt nun, ob der Strom nun in der richtigen Richtung, von der LiMa zur Batterie, fließt. Falls nicht, trennt er wieder.
LiMa-Spezialausführungen nehmen den Erregerstrom nicht aus der Batterie, sondern greifen ihn über eine Extra-Bürste vom Kommutator ab. Sie nutzen dabei die Selbsterregung der Maschine, die aus der Remanenz des Erregerjoches kommt: Wenn man den Erregerstrom abdreht, sinkt die Feldstärke nicht auf 0, sondern bloß auf wenig. Beim ersten Hochdrehen des Motors wird daraus ein befriedigender Erregerstrom, und schon läuft die LiMa.
Gerne bei 70er-Jahre-BMWs. Dann allerdings mit Drehstrom und insgesamt 12 Dioden.
Wenn in Ihrer Lichtmaschine noch Schleifkohlen vorhanden sind, kann alles mögliche der Fall sein:
Wenn ich Motorräder bauen würde - käme mir da kein Gleichstrom rein.
Feldregelung? Leistungsvernichtung? Gleichrichterei? Batterie? Das wiegt doch nur und geht teuer kaputt.
Willkommen in der Steinzeit der Mopped-Elektrik. Natürlich dürfen Sie noch kicken.
Ich brauch nen Zündfunken. Dieser wird zweckmäßig erzeugt durch eine Wechselstrom-Spule in der Lichtmaschine, der gleichzeitig die Niederspannungsseite der Zündspule ist. Und über den Unterbrecher kurzgeschlossen.
Ist doch egal - Hauptsache da fließt ein Strom auf der Niederspannungsseite, der gelegentlich unterbrochen wird.
Natürlich muß dann die Hochspannungsseite auch ins Polrad. Natürlich guckt dann nur ein Zündkabel (für zum Kerze anschließen) aus der Lichtmaschine raus. Und ein Kabel, mit dem man den Unterbrecher kurzschließen kann, um den Motor abzustellen - zB mit einem Taster am Lenker (zB Simson Schwalbe). Ein Gedicht an Zuverlässigkeit.
Oder ohne Taster, dann muß man sie immer abwürgen (zB Kreidler Florett).
Und noch eine Spule für die kleinen Lichter, und eine fürs große ODER die Hupe. Fertig. Einfach. Perfekt.
Perfektionisten bauen noch eine Spule (für die Blinker), und Idioten NOCH eine Spule + Diode zum Batterieladen und Elektrostarten.
Aus und vorbei? Ich seh's nicht ein!!! Wozu braucht ein Mopped eine kennfeldgesteuerte Zündung und Einspritzung? Oder einen Kat?
Alle Moppedteile sind am Rahmen festgeschraubt. Der vordere Teil des Rahmens ist beweglich, damit man um die Kurve fahren kann (Gabel). Die Gabel kann teleskopieren, damit das Rad rauf und runter kann. Hinten sitzt die Schwinge, zum selben Zweck.
Der Rahmen und die Lager von Rädern, Gabel und Schwinge müssen in gutem Zustamd sein, sonst fährt das Mopped schwabbelig. Womöglich fängt es bei hohen Geschwindigkeiten an zu pendeln.
Vorne und hinten sind Federn im Fahrwerk, damit das Mopped weiß, wie tief es einfedern soll.
Vorne und hinten sind Dämpfer eingebaut, damit die Räder nicht wie Gummibälle auf und ab hüpfen. Nach dem Coulombschen Gesetz kann ein Reifen nur Querkräfte übertragen, wenn er mit der richtigen Kraft auf die Straße gedrückt wird. Bei weniger Kraft rutscht er weg, bei vieeeel mehr Kraft oder zuwenig Luftdruck auch.
Federn und Dämpfer sind meist zu Federbeinen kombiniert.
Die Dämpfer vernichten Arbeit. Wenn man sie anschubst, kommen sie zischelnd von allein zur Ruhe. Im Inneren der Dämpfer wird durch einen Kolben Öl durch kleine Öffnungen gedrückt. Wenn kein Öl mehr da ist, ist auch keine Dämpfung mehr vorhanden. Die Dämpfung setzt praktisch schon bei 20 Prozent Ölverlust aus.
Manche Dämpfer und Federn sind progressiv, d.h. bei linear wachsender Einfederung wachsen die Kräfte überproportional. Das bedeutet, daß kleine Unebenheiten weggeschluckt werden und bei großen noch genügend Kraft da ist.
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