Tuesday, March 30, 2010

Leak Down Test, Kompressionsprüfung, Kolbenringe etc…

Der so genannte “Leak Down Test” wird in der Flugzeugindustrie seit Jahren genutzt um den Zustand eines Motors zu prüfen oder einzuschätzen. Die Kompressions- (Druck) Prüfung ist nicht sehr Aussagekräftig und es können viele Fehler gemacht werden welche eine eindeutige Aussage über ein Motorzustand zur Lotterie machen.
Die Kompressionsprüfung zeigt lediglich den maximalen Druck der während der Kompressionsphase in der Brennkammer im entsprechenden Zylinder entsteht. Diese Messungen sind oft unzuverlässig denn sie hängt stark von der Drehzahl ab bei welcher die Prüfung gemacht wurde. Variiert diese vom ersten bis zum letzten Zylinder weil die Batterie schlapp macht, hat man zwar eine Messung gemacht, kann aber das Resultat nicht vergleichen.
Ein neuer Motor ist dicht und schwergängig. Ein ausgeleierter Motor mit losen Hauptlager und entsprechendem Lagerspiel wird schneller Drehen. Wenn nur ein Ventil nicht ganz dicht ist dreht der Motor beim Kompressionstest bereits schneller.
Ein weiteres Manko der Kompressionsprüfung ist, man weiss nicht warum der gemessene Wert zu tief ist… sind es die Kolbenringe, ein Ventil, ein Riss im Kopf oder die Ventilschaftdichtungen?

Wie macht man es dann richtig?

Mit einem Leak Down Tester


Der MacGyver Typ kann sich so ein Teil aus ein paar rostigen Nägeln selber basteln.

Dazu braucht man ein altes Druckreduzierventil eines Kompressors, zwei Manometer (am besten mit PSI Angabe, Scala bis 100 Psi / 7 bar dann kann die Differenz gleich in % abgelesen werden) ein wenig Schlauch, einer alten Zündkerze, ein paar Verschraubungen und eine Drosselblende mit einer Leckbohrung von ca. 1.5mm. Dann noch etwas handwerkliches Geschick…

Funktionsprinzip:



Ich habe meinen bei Summit gekauft und nachdem ich alle Verschraubungen mit Teflonband „nachgedichtet“ habe funktionierte er auch sehr gut.

Wie ist nun die Handhabung so eines Testers?

Dazu wird der Tester an einen Kompressor angeschlossen der mindestens 8 bar abgibt.

Eigentlich sollte dann der Motor auf Betriebstemperatur gebracht werden… theoretisch müssten dann die Kolbenringe besser dichten. Ich selbst lasse es aber bleiben, denn der Unterschied ist meiner Erfahrung nach nicht sehr gross wenn überhaupt messbar.
Jeder der bei eingebauter Doppelvergaseranlage schon einmal versucht hat an den Zündkerzen zu fummeln weiss, dass spätestens bei der 2. Zündkerze der Motor wieder kalt ist…

Dann wird der Kolben des zu messenden Zylinders an den oberen Totpunkt (Kompressionsstufe, beide Ventile geschlossen) gebracht und dann der 1 Gang eingelegt oder wenn der Motor ausgebaut ist muss ein Schwungradschloss montiert werden welches verhindert dass der Kolben vom Luftdruck nach unten gedrückt werden kann.

Nun der Zündkerzenadapter in das Kerzengewinde geschraubt und leicht angezogen. Dieser Anschluss muss dicht sein sonst wird das Ergebnis verfälscht.
Jetzt am Druckregelventil den Druck am 1. Manometer auf 100 PSI einstellen. Am zweiten Manometer kann nun die Druckdifferenz abgelesen werden. Wenn theoretisch alles 100 % dicht wäre, würde das 2. Manometer auch 100 PSI angeben. In der Praxis verliert ein Zylinder immer etwas Druck über die Kolbenringe. Das nennt man „Blow By“ und wird später erklärt wenn ich mich mal über die Kurbelwellenentlüftung ergötze…

Ein perfekter Motor der etwas Druck an den Kolbenringen verliert sollte 3 – 5 PSI verlieren. Das heisst das 2. Manometer würde 95 PSI zeigen, das ist gleichbedeutend wie, der Zylinder ist 95 % dicht oder 5 % undicht. Wenn das der Fall ist kann der Schampus kaltgestellt werden. Der Motor ist Top! Landläufig sagt man dass alles was mehr als 20 % Leckage hat repariert werden muss.
Bei Rennmotoren sollte das nicht über 10% liegen, ansonsten muss mit einem Turbolader kompensiert werden…. (kleiner Witz am Rande)

Das wirklich tolle ist, dass man mit diesem Test bestimmen kann wo sich die Leckage am Motor befindet. Einfach am Vergaser horchen oder am Ansaugloch des Zylinderkopfs, wenn es da raus bläst dann ist das Einlassventil undicht. Wenn es durch den Auspuff bläst dann ist das Auslassventil undicht, wenn man den Öleinlassdeckel abnimmt und die Luft über den Block entweicht dann sind es die Kolbenringe. Mit etwas Seifenwasser in einer Sprayflasche und etwas Phantasie kann man auch Risse im Zylinderkopf oder undichte Zylinder erkennen.

Noch eine Extra Tipp! Am besten hört man ein Leck indem man einen dünnen Schlauch mit dem einen Ende ans Ohr hält und mit dem anderen Ende den Motor absucht.

Auch hier gibt es eine käufliche Luxusausführung…

Der Akustikschlauch-Ohrhörer (IMG Stage Line ET-16 Akustikschlauch-Ohrhörer)

Das Schallsignal wird über einen flexiblen Schlauch direkt zum Ohr geleitet. Ein leicht zu reinigendes Silikon-Passstück sorgt für sicheren Halt im Ohr. Schlauchlänge 1m

Monday, March 29, 2010

Wie kann man den Zustand eines Motorgehäuses vor der Motorrevision abschätzen ohne den Motor komplett zu zerlegen?

Ein 240 km/h Tacho, nicht schlecht Herr Specht..


Leider lohnt sich die Revision eines gebrauchten Motorgehäuses oft nicht, da es glücklicherweise immer noch neue Gehäuse zu kaufen gibt. Die Preise solcher Gehäuse lassen eine maschinelle Bearbeitung in der Schweiz oft nicht zu, ausser man hat die geeignete Werkzeugmaschine zur Hand und kann die Arbeiten selbst erledigen. Die Wiederverwendung eines gebrauchten Gehäuses ist also nur dann sinnvoll wenn die Lagergasse und die Passstifte nicht komplett ausgeleiert sind und/oder die Stösselbohrungen noch in Ordnung sind. Gerade wenn das Gehäuse dann auch noch für einen Leistungsgesteigerten Motor her halten muss ist es wichtig zu wissen wie gut die Grundsubstanz ist.

Wie kann man also die Spreu vom Weizen trennen ohne dass man nun Motor um Motor zerlegt und aufwendig vermisst?

Eine gute Möglichkeit bietet sich an, wenn der Motor noch im Spenderfahrzeug eingebaut ist. Man startet den Motor und lässt ihn kurz laufen bis er den vollen Öldruck aufgebaut hat. Dann stellt man den Motor ab und die Zündung gleich wieder ein. Nun beobachtet man das Öldruckwarnlicht und schaut wie lange es geht bis es anfängt zu leuchten. Wenn es 4-5 Sekunden dauert bis es aufleuchtet dann sind die Lagergasse und die Stösselbohrungen mit grösster Wahrscheinlichkeit brauchbar. Wenn das Warnlicht sofort wieder aufleuchtet, dann am besten Finger weg! Das bedeutet meistens dass die Lagergasse überarbeitet werden muss und dass die Stösselbohrungen eventuell gebüchst werden müssen.
Der grosse Vorteil dieses Tests ist, er gibt ungeachtet grosser Ölpumpen und verstärkter Öldruckfedern über den Zustand des Kurbelgehäuses Aufschluss.

Ein weiteres Indiz ist das Axialspiel der Kurbelwelle. Dabei fasst man die untere Riemenscheibe (am stehenden Motor natürlich) mit beiden Händen und stosst und zieht daran.
Es sollte wenig bis kein Spiel spürbar sein. Das Axialspiel sollte in der Regel 0.07 – 0.15 mm betragen, wobei das Spiel meiner Meinung nach nicht unter 0.1 mm sein soll.
Es ist nicht ungewöhnlich alte Motoren mit grossem Axialspiel (1mm und mehr) zu finden. Hier muss die Lagergasse und auch das Bundmass angepasst werden. Auch hier am besten die Finger weglassen. Oft sind dann auch die Lagerpassstifte ausgeleiert. Ohne geeignete Werkzeugmaschine und Werkzeug ist das ein unmögliches Unterfangen.

Noch ein kleiner Tipp: Wenn man beim laufenden Motor den Ölpeilstab entfernt, etwas Gas gibt und dann Öl aus dem Peilstabloch steigt sind wahrscheinlich die Kolbenringe hinüber. (Dieser Test ist nur aussagekräftig wenn die Kurbelgehäuseentlüftung richtig funktioniert. Motoren mit grösseren Kolben müssen zusätzlich be/entlüftet sein.)

Wie die Zylinderköpfe und Kolbenringe geprüft werden, wie aussagekräftig ein Kompressionstest ist und wie ein „Leak Down Test“ gemacht wird werde ich in einem späteren Blogeintrag erörtern.

Saturday, March 27, 2010

Es gibt wieder Filter...


Ich habe wieder Filter, speziell in der Weber 48 IDA Grösse 2 3/4 Zoll.

Hier noch ein paar Besipielbilder...




Schnitt Ansicht


Ein weiteres Paar Dellorto DRLA Vergaser verlässt meine kleine Garage...






So sehen sie aus! Perfekte Dellorto 40 DRLA mit 34er Venturies bestückt. Die Vergaser bringen 104 PS bei 6500 U/min auf einem Hofstetter Tuning 1641cm Motor! Keine schlechte Leistungsausbeute für einen 1600er.

Wednesday, March 24, 2010

Von abgebrochenen Schrauben und Stehbolzen…

Wer kennt das Problem nicht, die Mutter der Auspuffschlange am Zylinderkopf will sich nicht lösen. Man kann literweise Rostlöser darüber kippen. Man heizt mit dem Brenner oder dem Heissluftföhn… immer noch keine Bewegung. Dann halt mit Gewalt!

Endlich die Mutter dreht, und ganz leicht… Oh nein! Der Stehbolzen ist abgerissen.
Wie weiter? Wie bekomme ich nun den Stehbolzen raus? Meistens brechen die Schrauben oder Stehbolzen ja direkt am Kopf, genau so, dass man sie mit einer Schweisszange nicht mehr greifen kann.

Ausbohren und dann den Linksdrallbohrer verwenden? Ausbohren beim eingebauten Motor? Ausbohren ist auch im ausgebauten Zustand eine echte Herausforderung. Meisten verläuft der Bohrer trotz halbwegs guter Zentrierung. Mit der Handbohrmaschine werden solche Bohrungen immer schräg und der Bohrer hat immer die Tendenz in das weichere Material des Zylinderkopfes zu gehen. Am Ende ist das Gewinde nicht mehr brauchbar und mit etwas Glück kann man noch ein Helicoil setzen. Dann die Fummelei mit dem Linksdrallbohrer… bricht er ab oder kommt der Bolzen endlich raus?

Ich möchte dem geneigten Bastler eine Methode zeigen welche selbst bei eingebautem Motor recht Erfolg versprechend ist. Dazu benötigt man ein Schweissgerät, eine Unterlegscheibe (ev. eine Schraubengrösse kleiner als der abgebrochene Stehbolzen) und eine Mutter.

Jetzt hält man die Unterlegscheibe mit einer Spitzzange über den abgebrochenen Stehbolzen und schweisst sie auf das Ende über das Unterlegscheiben Loch. Danach nimmt man eine Mutter derselben Grösse wie der Stehbolzen oder eine Nummer grösser und schweisst diese durch das Gewindeloch auf die Unterlegscheibe. Einen kurzen Moment warten bis alles etwas abgekühlt ist und den Stehbolzen locker heraus Drehen.

Falls noch ein – zwei Gewindegänge vorhanden sind kann die Mutter ohne Unterlegscheibe angesetzt und durch das Gewindeloch verschweisst werden.

Der Trick ist genügend lange zu warten bis die Schweisshitze über den Zylinderkopf abgeleitet wurde. Der Kopf dehnt sich mehr aus wie der Bolzen und das Gewinde löst sich. Wenn die Mutter nicht hält, dann einfach nochmals versuchen.


Gutes Gelingen!

Tuesday, March 23, 2010

Alternator oder Generator? Was und warum?

Die Frage wird immer wieder gestellt. Beide Lösungen haben Vor- respektive Nachteile.
Wenn von einem Generator auf einen Alternator gewechselt wird braucht es in der Regel einen anderen LIMA Fuss. Zudem muss die originale Benzinpumpe durch eine gekröpfte Pumpe gewechselt werden. Dazu benötigt man auch den passenden Stössel. Es kann auch sein dass die Beschleunigerpumpenanlenkung am originalen Vergaser umgebaut werden muss da sie sonst am Alternatorgehäuse streift.



Je nachdem ob der Alternator einen internen oder externen Regler hat muss natürlich noch die Verkablung angepasst werden.
Der Umbau auf einen Alternator ist etwas aufwendiger entschädigt aber mit ungefähr doppelter Leistung. Normalerweise halten Alternatoren auch länger da der Verschleiss der Kontaktkohlen geringer ist. Ein neuer Alternator mit eingebautem Regler ist einfach zu verdrahten doch verzeiht er keine Fehler in der Verdrahtung. Falsches Anschliessen wird oft mit einem kapitalen Diodenplattendefekt quittiert.
Der Generator vergibt solche Fehler in der Regel, benötigt aber einen separaten Regler. Mehr Teile = mehr Fehlerquellen…

Wenn die elektrische Gesamtlast in der Regel unter 360 Watt liegt reicht ein Generator. Der Generator liefert 30A was bei 12V (12x30) 360 Watt ergibt. Der Käfer benötigt in der Regel 200 Watt wenn der Motor läuft und das Abblendlicht eingeschaltet ist. Das bedeutet 160 Watt bleiben noch für Radio, Scheibenwischer etc. bevor die Batterie angezapft wird… Wenn also noch eine Mega-Stereoanlage geplant ist, mit DC/AC Wandler für die Playstation und und und, dann muss ein Alternator eingebaut werden.

Ein Alternator liefert 50 oder 55 A. Es gibt Alternatoren für den Käfer die 90 A leisten. Bei 55 A sind das rund 660 Watt Leistung.

Weitere Hinweise:
Alternatoren sind dazu da die Batterie voll zu halten und nicht um eine leere (tote) Batterie zu laden. Aus diesem Grund soll eine leere Batterie zuerst mit einem Ladegerät aufgeladen werden. Der Alternator Output ist proportional zur Drehzahl. Um die volle Alternatorleistung zu erhalten muss der Motor mit rund 2000 bis 2500 U/min drehen um einen hohen Stromverbrauch zu kompensieren.
Es reicht nicht den Wagen im Standgas laufen zulassen um die (nervende) Megawatt Stereoanlage am Treffen zu betreiben. Das führt neben einer Motorüberhitzung auch zu einer Überhitzung und zum frühen Tod des Alternators.