Nockenwelle Nr. 5

@Roland!

Die "5er" Nockenwelle wurde in 643ccm Motore eingebaut, die für Haflinger bestimmt waren. Ab welchem Datum genau, das kann uns vielleicht Consti K. sagen. (könnte er evtl. die Ausfg. Nockenwelle in die Tabelle "Haflinger Vergleichsliste" aufnehmen?)

Sie bringt in Verbindung mit dem Doppelvergaser Zenith NDIX (und der Verdichtung von 7,8:1) die 24 bzw. 27 PS, wie sie für die Serie II Haflinger typisch sind. Der hauptsächliche Unterschied der Nockenwellen ist der  etwas größere Hub, und die stärkere Überschneidung, that´s it. Dazu gibt es Tabellen welche die Details genau darstellen.

Du kannst in einen Haflinger Motor ohne weiters eine solche NW einbauen. Das alleine bringt aber noch keinen Vorteil (es sei denn die alte NW war total verschlissen).

Das Gegenrad, also das kleinere Stahlzahnrad, wird stets mitgeliefert weil diese beiden Teile wie Zwillinge zusammengehören da sie sich gegenseitig "eingelaufen" haben, so sie aus einem gebrauchten Motor stammen.

Bei der Gelegenheit ist es nun an der Zeit auch in den Rest des Motors Geld zu investieren: in welchem Zustand sind die Gleitlager und die Lagerzapfen der Kurbelwelle? Wie ist das Spiel? Das gleiche gilt auch für die Lagerzapfen und die Lagerschalen der Pleuel. Unter Umständen sollten diese überschliffen werden auf das nächstniedrigere Lagermaß (minus 0,25mm) , passende Untermaß-Lagerschalen gibt es nach wie vor.  Wie sehen die Laufflächen der Zylinderbuchsen und der Kolben aus? (Sollwerte Spiel 0,03 bis max. 0,05mm) Sind die vorhandenen Kolben die Richtigen um die Verdichtung von 7,8 zu erreichen? Ich kann dir die Maße der "richtigen" Elko-Kolben übermitteln, dauert aber etwa 1 Woche, da Kolben beim Beschichten dzt. . Evtl. Zylinder nachhonen und die Kolben mit Gleitlack beschichten lassen.

Die Zylinderköpfe sollten auf jeden Fall auch einer Kur unterzogen werden, also Ventile ausbauen, schleifen lassen beim Motoreninstandsetzer, Sitze nacharbeiten auf exakte Winkelmaße. Spiel in den Ventilführungen mit den eingebauten Ventilen prüfen, dürfen jedenfalls nicht einmal andeutungsweise wackeln. Die Ansaugkanäle innen Nacharbeiten, damit die von der Fertigung stammenden Verschneidungen begradigt werden, ist auch eine gute Investition! Alle Kühlrippen außen an den Zylinderköpfen müssen frei und sauber sein, damit die Kühlung optimal ist. Luftleitbleche müssen gut angepaßt werden.

Weiters: Kontaktflächen der Kipphebel zum Ventilschaft glätten, damit das korrekte Ventilspiel eingestellt werden kann. Ventilfedern auf Längenänderung prüfen, sollten nicht mehr als 1mm vom Neumaß abweichen.

Zu guter Letzt sollten unbedingt ALLE  Ölkanäle der Kurbelwelle, auch die große Bohrung vorne, sowie jene im Motorgehäuse UND auch der Ölkühler ausreichend lange gespült werden (Diesel oder Petroleum) . Erfahrungsgemäß lagert dort drinnen immer Abrieb in Form von zähem Stahlschlamm, der in der KW auch noch durch die Fliehkräfte verdichtet ist, und später unweigerlich zu Verschleiß in den Gleitlagern führt. Wenn schon der Motor geöffnet ist, dann sollten auch die Nylstopmuttern welche die Achsen der Winkelhebel niederhalten auf festen Sitz geprüft werden (vor kurzem Bruch eines der M7 Stehbolzen aufgetreten)

Wichtig ist daß der Zündverteiler in gutem Zustand ist, Welle darf nicht wackeln. Kondensator und Kontakte sollten erneuert und der Zündzeitpunkt nach Vorschrift eingestellt werden. Evtl. mittels Sun-Tester die Zündimpulse ansehen ob es zu Abweichungen kommt zwischen Zyl. 1 und Zyl 2.  Zustand der Zündspule: bringt diese auf Dauer mind. 18.000 Volt? Zündkabel und Kerzenstecker Ok? Optimal geeignete Zündkerzen im Motor ? (dazu gab es längere Abhandlungen im Forum, bitte nachlesen, die NGK B6HS sind jedenfalls immer Ok) 

Der Vergaser (Zenith NDIX) muß klarerweise in einwandfreiem Zustand sein, u.U. überholen lassen (Kniezanrek Wien 2) Richtige Bedüsung enorm wichtig! Prüfung auf Ansaugen von Falschluft, plane Auflageflächen!  Leerlaufgemisch-Schrauben mittels Bosch-Abgastester einstellen!

Du siehst, es ist also beim Haflinger im Gegensatz zum Chiptuning (wo oft nur die Kraftstoff-Einspritzmenge erhöht wird) etwas mehr an Arbeit nötig (Motorkonzept 50 jahre alt!)  wenn du den Motor wirklich auf Vordermann bringen willst. Es läßt sich aber alles machen. Alternativ dazu kann  der Motor auch noch auf mehr Hubraum gebracht werden. Aber das ist schon eine andere Geschichte, wobei dazu auch die vorhin beschriebenen Arbeiten gleichermaßen und absolut notwendig sind.

Zu deiner Info noch: für die Puch-Autos, also Puch 650 TR und TRII gab es noch ganz andere Nockenwellen, mit bis zu beinah 80% Überschneidung. Mit diesen konnte der Motor bis zu 8000 Upm drehen, wo es dann satte Leistung gab, bis zu 40 PS gemäß verschiedenen Berichten. Aber eben nur in einem engen Drehzahlbereich, geeignet bloß für Bergrennen usw. Der Fahrer war daher ununterbrochen am herumrühren im Getriebe. Lebensdauer solcher Motoren (und auch der hinteren Reifen) : 1 bis 2 Rennen!

Hallo!

Da sich bis jetzt niemand gemeldet hat, werde ich mal meinen Senf dazugeben. Möchte vorwegnehmen, dass ich kein Puchmotor-Nockenwellenexperte bin! Im Gegenteil: Bis jetzt habe ich auch nur mitbekommen, dass die 5er Nockenwelle offensichtlich die "schärfste" ist und prinzipiell bei Haflingern mit 27 PS Motor verbaut wurde. Die schwächeren Haflingermotoren haben meines Wissens nach die 2er Nockenwelle drin... Vielleicht gibt es auch noch andere Varianten.

Ich denke, zum Prinzip der Nockenwelle kann ich ein paar Dinge sagen:

Die Ventile, die ja den Ladungswechsel steuern, öffnen und schließen nicht genau in den Totpunkten des Kolbens im Zylinder. Das kommt daher, da ein "schlagartiges" öffnen bzw. schließen aufgrund der Nockengeometrie nicht möglich ist. Man beginnt daher z.B. mit dem Auslassöffnen schon bevor der Kolben nach der Verbrennung den Unteren Totpunkt erreicht hat. Ein weiteres beispiel ist die "Ventilüberschneidung": Das Einlassventil beginnt sich schon etwas vor dem Oberen Totpunkt des Kolbens zu öffnen, während das Auslassventil ebenfalls noch ein wenig geöffnet ist (dieses schließt hingegen erst kurz nach OT).

Dass die Ventile nicht in den Totpunkten öffnen bzw. schließen erlaubt weiters, die dynamischen Vorgänge der Gase im Ansaug- bzw. Auspuffkrümmer zu berücksichtigen. Prinzipiell sind die Steuerzeiten umso mehr gegenüber den Totpunkten verschoben, je höher die Drehzahl ist. Damit kann man den Ladungswechsel stark beeinflussen und somit eine bessere Füllung des Zylinders erreichen, was wiederum zu einem höheren Drehmoment führt!

Da die Steuerzeiten auf einer Nockenwelle "fix gespeichert" sind, ist jede Nockenwelle natürlich eine "Kompromisslösung" für viele Drehzahlbereiche. Wahrscheinlich ist es beim Puchmotor so, dass bei der 5er Nockenwelle die Steuerzeiten für die höhere Drehzahl des 27 PS Motors ausgelegt wurden. Dies führt natürlich dazu, dass die Drehmomentkurve erst bei einer höheren Drehzahl ihr Maximum erreicht.

Zum Vergleich:

27 PS Motor: Max Drehmoment ca. 45 Nm bei 3500 U/min
24 PS Motor: Max Drehmoment ca. 42 Nm bei 3000 U/min
22 PS Motor: Max Drehmoment ca. 40 Nm bei 2500 U/min

Moderne Motoren werden zum Beispiel mit einer variablen Ventilsteuerung versehen, um in vielen Drehzahlbereichen einen optimalen Ladungswechsel zu erzielen. Dies kann man z.B. mit einer "verdrehbaren" Nockenwelle erreichen, die je nach Drehzahl ihre Position relativ zur Kurbelwelle ändert.

Ich weiß nicht genau, wie sich z.B. eine 5er Nockenwelle in einem älteren Puchmotor, der eigentlich auf eine niedrigere Drehzahl hin ausgelegt wurde, auswirken würde. Ich glaube schon, dass man damit ohne große Umbauten ein etwas höheres Drehmoment erreichen kann. Was meinen die anderen Experten dazu? Habe ich irgendwelche wichtigen "Nebenwirkungen" nicht bedacht? Man muss jedenfalls dazusagen, dass das erreichbare Drehmoment natürlich auch von anderen Faktoren abhängt: z.B. Hubraum (wobei der beim Hafi ja immer 643 cm³ war) oder Verdichtung.

Zum Chip-Tuning bei Dieselmotoren möchte ich auch noch etwas sagen: Dies hat mit den Ventilsteuerzeiten nichts zu tun. Chip-Tuning basiert im Prinzip darauf, dass das Motorsteuergerät modifiziert wird und daher einfach "mehr" Kraftstoff einspritzt, als eigentlich vom Motorhersteller vorgesehen wurde. Das führt zwar zu höherem Drehmoment, hat aber auch wichtige nachteilige Konsequenzen:

1) Das Gemisch im Verbrennungsraum wird ärmer, die Rußgrenze wird beim Dieselmotor erreicht und die Umwelt wird dadurch stärker belastet.
2) Der Motor wird höher belastet als vorgesehen, was zu Schäden führen kann. Die Garantie des Herstellers geht im Normalfall verloren.
3) Der spezifische Kraftstoffverbrauch steigt, der effektive Wirkungsgrad der Maschine sinkt also.

Daher meine Meinung: Chip-Tuning sollte man sich gut überlegen!

schöne Grüße,
Consti

Edit: Michael, jetzt bist du mir doch noch zuvorgekommen! Was für Tabellen über die Puch Nockenwellen hast du? Ich kenne die bis jetzt nicht, würde mich sehr interessieren!

@Consti!

Danke für deine Ausführungen, sind fundiert wie immer! Wg. Tabellen: die sind im Besitz von Willi Schneider, der ja nebenbei auch den Puch TR (Europa, denke ich) hat und ihn entsprechend bewegt.   Zu den Ausführungen der Puch Motoren: der ursprüngliche Zweizylinder hatte bloß 16 PS und war für den Puch 500 bestimmt. Entsprechend war die Nockenwelle gestaltet, also eher wenig Überschneidung damit die Füllung der Zylinder schon im unteren Drehzahlbereich gut funktionierte, dazu wenig Vorzündung, also auf Drehmoment ausgelegt. Das war sozusagen das Fahrzeug für den biederen Bürger, der mit Hut am Kopf ins Büro (schaltfaul) rollte.

Zur Nockenwelle muß noch folgendes gesagt werden: ein probates Mittel zur Drehzahlsteigerung war und ist die sog. Überschneidung, die du so gut erklärst. Ein anderes, und oft auch gleichzeitig angewandtes Mittel ist die Erhöhung des Nockenhubes. Damit macht das Einlaßventil mehr Spalt auf, das Frischgas hat beim Ansaugtakt weniger Widerstand zu überwinden und es strömt daher mehr Masse ein. Nur muß man dann schon aufpassen daß der Kolben, wenn er in die oberste Lage kommt, nicht auch das bereits geöffnete Einlaßventil berührt. Das trifft insbesonders bei Motoren zu, an denen sog. DachkantenKolben eingesetzt sind (wg. hoher Verdichtung)

Diese Überlegungen zur Verbesserung des Wirkungsgrades haben jedenfalls dazu geführt, daß die Vierventiltechnik eingeführt wurde. Damit gelingt es sehr gut, die Füllung der Zylinder so zu verbessern, daß auch die Euro 4 Normen, von denen die Konstrukteure damals nicht einmal träumen konnten, heutzutage erfüllt werden. Habe erst gestern einen Zylinderkopf in der Hand gehabt, wo je 4 Ventile in einem Verdichtungsraum sind. Diese sind derart filigran, daß man sich wundert daß so ein Motörchen doch recht ordentliche Leistung bringt. Sagt aber nichts über die Lebensdauer aus. Lt. Zyl.Schleifer ist es bei etwa  100.000 Km aus. Reparatur lohnt nicht, alles ausbaldowert.

Die sog. variable Nockenwelle ist ebenfalls ein Mittel zur Abgasoptimierung über bessere Zylinderfüllung. Zwei Varianten gibt es: axialverschiebbare mit breiteren Nocken die leicht konisch geschliffen sind und dadurch die Steuerzeiten verändern, und separate NW für Ein bzw. Auslaßventile, wobei die relative Position der einen zur anderen verändert werden kann (Voreilung) obwohl beide mit dem gleichen Zahnriemen angetrieben werden. Dann gibt es noch die Technik mit veränderlichem Saugrohr (BMW) wobei das Gebilde ziemlich komplex ist und je nach Bedarf ein kürzeres oder längeres Saugrohr mittels Klappen angesteuert wird.

Na ja, es hat sich sehr viel getan seit 1956, ein Haflingermotor dermaßen aufgerüstet würde wahrscheinlich die Euro 3 Norm erfüllen aber sicher nicht mehr in das Heckabteil rein passen.

Korr. zu 1) Das Gemisch wird angereichert...dadurch etwas mehr Leistung...( Werkseinstellungen sind immer in Hinsicht auf "so arm wie gerade noch möglich" ausgeführt, daher auch die Einstellschrauben plombiert!) Übrigens sind ja seit 1988 Vergasermotoren für PKW "gestorben", es werden nur mehr Einspritzer ( Benziner / Diesel) hergestellt, das ging Hand in Hand mit der Einführung des Platin-Katalysators.  Gruß und schöne Semesterferien....

Hallo Michael!

Ja, natürlich, du hast vollkommen recht, das Gemisch wird natürlich fetter, das Luftverhältnis Lambda nimmt ab (habe daran gedacht). Der Dieselmotor läuft ja prinzipiell bei ca. Lambda 0,9 am besten, wobei bei so einem fetten Gemisch die Rußgrenze schon weit überschritten ist (liegt ca. bei Lamda 1,2).

Vierventiltechnik ist heute, wie du sagst, Standard. Vorteil ist, neben der besseren Füllung, auch die zentrale Zündkerzenposition, die ein gleichmäßiges Ausbreiten der Flammenfront im Verbrennungsraum ermöglicht. Die veränderliche Saugrohrlänge hat man eingeführt, um die sog. "Resonanzaufladung" in verschiedenen Drehzahlbereichen nutzen zu können. Das Einlassventil löst nämlich beim Öffnen eine Unterdruckwelle im Ansaugkanal aus, die am Saugrohreintritt als Überdruckwelle reflektiert wird. Diese braucht eine gewisse Zeit, bis sie wieder ans Einlassventil zurückkehrt. Wenn dieser Zeitpunkt dann genau vor Schließen des Einlassventils ist, kann dadurch die Zylinderfüllung erhöht werden.

Was die Nockenwelle anbelangt, so ist glaube ich nicht nur die Überschneidung entscheidend, sondern generell auch die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte im Bezug auf die OT und UTs.

lG,
Consti

Dank erst mal für die zum Teil recht ausführlichen Infos.

Mir ist schon klar dass da nicht nur die Nockenwelle reingesteckt wird und es läuft wieder. Wenn der Motor schon mal draussen ist, fällt da einiges an.

Ich fürcht mich etwas davor, denn mein "Hafi" hat 100.000km auf der Uhr, und da könnte .. wenn man mal zum zerlegen anfängt.. na ja .. sicher einige Dinge die dann dran kommen sollten.

Die richtige Einstellung eines Vergasers - das Thema kenn ich vom Modellbau, wo man mit einem Fingerhut (etwa 3,5 ccm) Motor als Antrieb auch gleich merkte ob die Einstellung stimmt, wenn man mal Vollgas und dann wieder Leerlauf stellte.
Ja und wer hat nicht an seinem Moped herumgeschraubt und Ansaug-, Überströmkanal und Auslaßöffnugen "poliert" und angepasst.

Zylinderkopf überarbeiten und Ventilsitze einschleifen, das hab ich schon mal vor vielen Jahren mitgeholfen bei einem Käfermotor. So was trau ich mir ohne weiteres zu.

..nun ja das überleg ich mir noch recht gut bevor ich da hineingreife.
Da sollte man vielleicht mal einen zweiten Motor besorgen, und den dann mal auf "Vordermann" bringen. So hätte man dann in der Zwischenzeit einen Motor der läuft, bevor man den "Originalmotor" heraus nimmt. Erstens gut als Übung, und zweitens ist die Gefahr eines "spontanen Herztodes" vom Originaltriebwerk dann auch wesentlich geringer. Was noch wichtiger ist, auch wenns länger dauert, der Hafi muss nur kurz "außer Betrieb" genommen werden, auch wenn die Motorüberholung eine "unendliche Geschichte" werden sollte.

Interessant finde ich ja diese "Sonderinformationen". Unterschiedliche Kolben - Verdichtung - Nockenwellen - Vergaser - Zündkerzen usw.... worauf man da alles schauen muss, und vorallem wie man erkennt was man da gerade in der Hand hält....
Das wird sicher noch sehr aufschlussreiche Tabellen ergeben. Und wie es so ist, Bilder sind unschlagbar (sagen mehr als 1000.....)

Liebe Grüße aus der Wachau

Roland