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Gasgemischherstellung

Eigentlich sollte auf dieser ersten Seite alles bis in den Brennraum hinein gesagt werden, aber bereits “nur” das Thema Vergaser ist schon so umfangreich, dass es eine ganze Seite füllt. Und dabei haben wir uns schon kurz gefasst und vieles nur oberflächlich angeschnitten. Nach einer wirklich nur kurzen Einleitung über das Gasgemisch könnt ihr hier grundlegendes zur Funktion des Flachschieberverga- sers und mögliche Fehlerquellen nachlesen.  Und nun noch für alle Profis: diese Beschreibung ist auch für Neueinsteiger gedacht!

Ein bereits fertiges Benzin-Öl-Gemisch wird in den Tank gefüllt (man kann auch im Tank mischen, aber außerhalb ist grundsätzlich besser). Dann öffnet man den Ben- zinhahn und der Treibstoff läuft nach unten in den Vergaser. Was nun in ihm wie- derum passiert ist keine Hexerei. Um es kurz zu machen: Im Vergaser wird aus Treibstoff und Luft ein Gasgemisch hergestellt, welches zu einem späteren Zeit- punkt im Brennraum zur Explosion gebracht wird. 1 Liter Treibstoff wird dabei mit 10000 Litern Luft gemischt oder anderes ausgedrückt: Für 1 Kg Treibstoff benötigt man 15 Kg Luft (Es gibt auch Unterlagen, die von “nur” 14 Kg Luft oder noch ein bischen weniger sprechen. Genaue Angaben sind, glauben wir, hier nicht ganz so entscheidend, denn der Wert soll nur die Größenrelation Benzin/Luft angeben und jeder kann es sich versuchen vorzustellen).

Bei Vorkriegs-Motorrädern wurde vorrangig ein sogenannter Schiebervergaser verwendet. Die bekanntesten Hersteller sind wohl GRÄTZIN, AMAL FISCHER und BING. 

Funktion (Kurzfassung)                                                                                            

Durch Betätigen des Kickstarters bewegt sich der Kolben im Motor nach oben. Er öffnet mit seiner Unterkante den Ansaugkanal und erzeugt gleichzeitig einen Unterdruck im Kurbelgehäuse. Dieses ist bemüht, den Unterdruck auszugleichen und saugt Luft aus dem Ansaugkanal in sich hinein. Diese Luft gelangt über den Luftfilter in den Ansaugkanal. Dabei durchströmt die den Vergaser. Im Vergaser mengt dieser der Luft über seine Leerlaufdüse Kraftstoff bei. Es bildet sich das Gasgemisch. Es wird also natürlich keine reine Luft in das Kurbelgehäuse gesaugt, sondern das Luft/Treibstoff-Gemisch. Gibt man nun “Gas”, hebt sich über den Gas- bowdenzug der Schieber. Es vergrößert sich die Öffnung für die durchströmende Luft und die Hauptdüse wird durch die am Schieber befestigte Düsennadel freige- geben und der Luft wird hierdurch mehr Treibstoff beigemischt/mitgerissen.

Im Werk wurden in langen Versuchsreihen für den am Motor verwendeten Verga- ser bestimmte Düsengrößen, Luftdurchströmquerschnitte usw. festgelegt. Natürlich sind dies nicht die für manchen Einzelfall optimalen Größenwerte, sie sind ein Kompromiss aus den möglichen extremen Wetterbedingungen / täglichen Luftver- änderungen, die auf die Vergaserluft einwirken können, also ein Mittelwert der wirkenden Umwelteinflüssen. Wir empfehlen dringend sie grundsätzlich so bei zubehalten. Ihre Werte sind ein auf die Langlebigkeit des Motors ausgelegter Kompromiss. Wer meint hier “tunen” zu müssen, der sollte das dann lieber von Anfang (also der Verwendung eines generell größeren Vergasers) bis Ende (dem Anbau einer Rennauspuffanlage) richtig machen. Doch die meisten, die das hier lesen, fahren ein altes Motorrad. Besser wäre also, das vorhandene zu optimieren und auf die richtige Grundeinstellung / bzw. -funktion zu achten.

Der Leerlauf beträgt bei den meisten Zweitakt-Vorkriegsklassikern 600 - 750 U/min und beschleunigt aus dieser Drehzahl sauber nach oben heraus. Und passiert dies nicht, so ist etwas faul!!!

Die Leerlaufkraftstoffdüse beeinflusst die Gemischbildung grundsätzlich über den gesamten Drehzahlbereich. Sie arbeitet als Ausgleichs- bzw. Übergangsdüse, re- gelt also nicht nur den Leerlauf. Hier sollte man sich von ihrer einwandfreien Funktion überzeugen. Ihre Bohrung ist sehr klein und kann leicht verschmutzen. Außerdem ist nicht ausgeschlossen, dass sich ihr Durchmesser durch Korrosionsab- lagerungen verkleinert hat. Es ist auch zu prüfen. ob sie sich gelockert hat, wo- durch der Kraftstoffzufluss sich vergrößert und das Gemisch fetter wird.

Ein weiteres Augenmerk sollte man die Hauptdüse werfen. Diese sitzt im Düsen- stock. Durch Heben des Schiebers mit der Düsennadel wird sie frei gegeben und lässt entsprechend der Hebung Kraftstoff der Luft zukommen. Zahlen auf Düsen im Vergaser sind keine mm-Angaben, sondern kennzeichnen die Durchflussmenge pro Minute in Kubikzentimeter. Dennoch muss die Größenangabe nach so vielen Jahren nicht stimmen. Vielleicht hat ja ein findiger Tüftler sie ein wenig aufge- bohrt. Sollten hier berechtigte Zweifel an der Richtigkeit der Zahlen bestehen, so sind die Düsen zu prüfen oder einfacher: auszutauschen. Es ist auch darauf zu achten, dass der Düsenstock fest ist. Auch dieser kann sich durch die Eigenschwin- gungen der Vergasers beim Laufen lockern.

Das Leerlaufgemischzusammensetzung am Schiebervergaser wird an der Leer- laufluftdüse oder auch Luftstellschraube genannt eingestellt. Sie hat ein konisches Ende und reguliert den Durchlass in der Leerlauf-Luft-Ansaugleitung. Zum rich- tigen Einstellen des Leerlaufs, diesen stellt man mittels der Gasschieber-Anschlag- schraube ein, muss der Motor betriebswarm sein. Dann schaltet man ihn aus und dreht die Leerlaufschraube bis zum Anschlag nach rechts - aber: bitte, bitte ohne Gewalt!!!!!. Nun ist die Leerlauf-Luft-Ansaugleitung geschlossen. Jetzt öffnet man sie wieder entsprechend der Werksangabe. Diese Werksangabe ist die Zahl der Öffnungsumdrehungen von der geschlossenen Position aus. Häufig gibt hier das Werk eine Öffnungstoleranz (von bis) an. Dann öffnet man die Gasschieber- An- schlagschraube ein kleines Stück. Nun wirft man das Motorrad wieder an und nimmt die Feinjustierung an der Gasschieber-Anschlagschraube vor, so lange, bis der Leerlauf stimmt. Durch Herein- oder Herausdrehen dieser Anschlagschraube wird die Anschlagosition des Gasschiebers reguliert und somit Einfluss auf den verbleibenden Restspalt für die ansaugende Luft genommen. Je größer dieser Rest(Luft)spalt ist, um so höher der Leerlauf. Der Schieber darf nie völlig geschlos- sen sein. Kommen wir noch einmal zur o.g. Werkstoleranz. Wird die Leerlauf- schraube zu gering geöffnet, so ergibt dies bei warmen Motor einen schweren Start, einen unregelmäßigen Leerlauf, Erhöhung des Treibstoffverbrauches und Viertaktlaufen (nur bei jeder 2. Umdrehung zündet das Gasgemisch im Brennraum) im unteren Drehzahlbereich. Eine zu großes Öffnen ergibt einen schweren Start im Kaltzustand, unregelmäßiger Leerauf, zurückpatschen in den Vergaser, schlechter Durchzug vom unteren zum mittleren Drehzahlbereich. auch kann der Motor beim Starten zurückschlagen. Am besten arbeitet man sich vom kleinsten angegebenen Werkswert Viertel-um-Viertel-Umdrehung zum größten Werkswert vor. Dabei beachtet man die Reaktion seines Motors und wählt dann des besten “Drehwert”.

Die im Luftschieber eingehängte Düsennadel regelt die Menge des freizugeben- den Kraftstoffes. Sie läuft zur Hauptdüse konisch zusammen. Das Verhältnis von Gaschieberbewe- gung zur Kraftstofförderung kann willkürlich durch Veränderung der Befestigungshöhe der Düsena- del reguliert werden. Werksangaben zu Einstell- werten sind hier wie folgt anzuwenden: Die Dü- sennadel hat i.d.R. 5 Einkerbungen. Man zählt von oben nach unten zur Nadelmittel hin. Wird also der Wert “3” angegeben, so wird der Schieber in die dritte Kerbe von oben gehängt. Es ist darauf zu achten, dass die Düsennadel nicht verbogen ist und sauber die Hauptdüse schließt. Andernfalls ergibt sich dadurch ein unregelmäßiger Motorlauf mit negativen Verbrauchswerten. Wird die Düsen- nadel zu hoch gehängt, wird das Gasgemisch zu reich (fett), hängt man die Düsennadel zu tief, wird es zu arm (mager).

Zu jedem Flachschiebervergaser am Motorrad gehört der Schwimmer mit seiner Kammer. Der Treibstoff fließt von oben in die Kammer und hebt den darin befindlichen Schwimmer. An diesem ist oben das Schwimmernadelventil befestigt. Ist eine bestimmte Menge Treibstoff in die Kammer geflossen unterbindet das Schwimmernadelventil den weiteren Nachfluss. Die Funktion dieses gesamten Schwimmergehäuses ist ähnlich einem Druckminderer. Damit soll erreicht werden, dass stets die gleiche Menge Benzin mit dem gleichen Druck durch die Leerlauf- und Hauptdüse fließen. Ist der Motor kalt, so muss man den Vergaser “fluten”. Dazu drückt man den Tupfer herunter. Die Schwimmernadel kann nun nicht mehr schließen (so lange man drückt) und dem Vergaser wird mehr Benzin zugeführt, das Gemisch wird angereichert.  Faustregel: Den Tupfer drückt man so lange herab, bis das Benzin beginnt oben aus der Schwimmer- kammer zu laufen. Beachte: Niemals beim warmen Motor den Tupfer drücken. Dadurch würde der Motor “ersaufen”. Beim lauwarmen Motor immer erst einmal das Starten ohne Tupfer probieren!

Funktionsfehler

Das Gasgemisch lässt sich, wenn es nicht richtig eingestellt wurde, in “zu reich” und in “zu mager” unterteilen.                                                                                    Zu reiches Gasgemisch ist an folgenden Fehlern zu sehen: Motor springt im war- men Zustand schwer an -- er kommt träge auf höhere Drehzahlen -- bei langsamer Fahrt in hohem Gang arbeitet er unregelmäßig und setzt aus -- im mittleren Dreh- zahlbereich ebenfalls Aussetzer und 4-Takt-Laufen -- dumpfes Poltern im Auspuff anstatt des typischen Singens -- dreht man nun den Benzinhahn zu, belässt aber die Gashahnstellung, so erhöht sich die Drehzahl kurz vor Ende des Gasgemischs                                                                                                     

Zu mageres Gemisch erkennt man an folgenden Fehlern: bei schnellem Öffnen des Gashebels, schlägt der Motor in den Vergaser zurück, auch bei Betriebs- temperatur -- Verbrennung im Zylinder bei zu hohen Temperaturen und damit vorzeitige Frischgasentzündung -- nicht volle Leistung bei voller Schieberöffnung, aber bei fast voller Öffnung -- Motor läuft bei Zweihebelvergaser besser, wenn Lufthebel leicht geschlossen ist - heller Auspuffton bei hoher Motorbelastung -- heller Klingelton im Auspuff beim Fahren mit niedriger Drehzahl im hohen Gang

Beide Gemischfehler führen zu einer erhöhten thermischen Belastung des Motors. Für die Dahinterfahrenden ist dies am starken Auspuffqualm zu sehen. Ferner erhöht sich der Verbrauch.

Das Fahren mit zu mageren Gemisch ist für den Zweitakt-Motor schädlicher, da er nur noch unzureichend geschmiert wird. Zu mageres Gemisch muss nicht zwangs- läufig an einer Fehleinstellung am Vergaser liegen!

Fehlermöglichkeiten bei “zu reichem” Gemisch:

Luftfilter verschmutzt -- Schwimmernadelventil verschmutzt/ausgeschlagen -- verbogene Schwimmernadel -- hängender Tupfer -- undichter Schwimmer -- ge- lockerte/ zu große Hauptdüse -- verbogene Düsennadel

Fehlermöglichkeit bei “zu armen” Gemisch:

Kraftstoffilter/-leitung verschmutzt -- Schwimmergewicht falsch -- Verbindungs- leitung von der Schwimmer- zur Mischkammer verschmutzt/gelockert -- Hauptdüse verschmutzt/korrodiert/zu klein -- Vergaser gelockert

Es ist beim Vergasers auch darauf zu achten, das der Schieber sauber und wider- standslos läuft. Bevor hier aber mit Schleifpapier gearbeitet wird, sollte man den Vergaser erst einmal im Ultraschallbad reinigen. Das ist meist schon die halbe Miete.

Ein unsauberer Motorlauf muss nicht zwangsläufig am Vergaser liegen. Auch andere Faktoren spielen eine nicht unerhebliche Rolle, die später noch genannt werden.

Um noch einmal auf das “Optimieren” des Ansaugkanals zurück zu kommen, sei noch folgendes bemerkt: Für das Gasgemisch (es besteht aus vielen, vielen und abermals vielen kleinen Gasmolekülen) ist es immens wichtig, dass es verwirbe- lungsfrei in das Kurbelgehäuse gelangt. Daher sollte insbesondere der Bereich im Vergaser, durch den die Luft strömt, frei von Ablagerungen, Grad und ähnlichen Hindernissen sein. Gleiches gilt für den gesamten Ansaugkanal einschließlich den Übergängen von Vergaser zum Ansaugflansch bzw. von Ansaugflasch in den Zylin- der. Hier dürfen vorhandene Dichtungen nicht zu groß oder zu klein sein. Jede für unser Auge gesehene bzw. von unserer Fingerspitze gefühlte noch so kleine Un- ebenheit, die wir vielleicht als “ach das stört doch sicher nicht” ansehen, heißt für die armen kleinen Gasmoleküle, dass sie aus Ihrer Strömungsbahn geworfen wer- den und sich verwirbeln. Hierbei reißen sie andere neben sich strömende Gasmo- leküle mit. Die Fülleistung wird negativ beeinflusst. Man wird in der Praxis sicher nicht den perfekten Weg für die Gasmoleküle schaffen können. Dafür haben schon allein unsere konstruierenden Großväter gesorgt, indem sie u.a. gebogene An- saugkanäle schafften. Aber man kann den Weg für die Gasmoleküle eben optimie- ren, indem neben den o.g. Verbesserungen auch die Kanalinnenflächen poliert werden. Eine Arbeit, die kaum ein Restaurator macht. Warum eigentlich nicht? Eine gute Füllung des Kurbelgehäuses gewährleistet nämlich eine optimale Aus- beute der Motorleistung und damit mehr Fahrspaß.

Zu guter letzt müssen wir aber noch einmal ganz zurück zum Anfang. Da sitzt nämlich der LUFTFLITER. Dieser Name wurde hier extra groß geschrieben, denn seine Anwesenheit ist am Vergaser äußerst wichtig. Der eine oder andere meint, dass er nur den Motor drossele und wirft ihn weg. Wir fassen uns kurz: Der Motor wurde im ganzen mit dem Luftfilter konstruiert. Nur mit ihm kann somit ein auf den optimalen Motorlauf richtig abgestimmtes Gasgemisch im Vergaser hergestellt werden. Lässt man ihn ab, so strömt mehr (zuviel) Luft in den Vergaser. Das Gemisch wird dadurch mager/zu arm, die Folge ist, dass der Motor nicht mehr richtig/ausreichend geschmiert wird. Ist der Luftfilter dran, aber völlig verschmutzt, so wird das Gemisch zu fett/zu reich, und der Motor verdreckt innerlich durch die sich nun bildenden Verbrennungsrückstände.                                                      Auf die Schalldämpferwirkung bzgl. des schwingenden Gasgemischs im Ansaug- trakt wird hier nicht näher eingegangen.

Merke darum: Er gehört zwingend an den Motor. Ist er es nicht oder ist er verdreckt, so wird das Gasgemisch leistungsnachteilig bis motorschädigend verändert.

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Funktion Teil II

 

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