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Leitfaden für Betrieb, Service und Reparatur von Viertaktmotoren Ing. H. Deutsch 2010...
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VORWORT Wenn man sich auf den Modellflugplätzen umsieht, kann man feststellen, dass der Modellviertaktmotor sich inzwischen großer Verbreitung erfreut. Bei näherer Betrachtung der Modellbauszene stößt man jedoch oft auf viel Unkenntnis, auf fehlerhafte Behandlung und unsachgerechten Umgang mit diesen Motoren. Oft fehlt den Betreibern das technische Know-how und Verständnis, um die Motore sicher, betriebssicher und langlebig betreiben zu können.
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Die Grundbauteile von Motoren am Beispiel eines Ost-Motors Kurbelgehäusedeckel mit Chokevorrichtung oberes Pleuelauge Ventil Kurbelwelle unteres Pleuelauge Kolbenbolzen Federteller Ventilfeder 9. Düsennadel 10. Schnecke für Ventilsteuerung 11. Woodruff Keil 12. Ansaugkrümmer 13. Zylinderbüchse 14. Ventildeckel 15. Ventileinstellschraube 16. Kipphebel 17. Stoßstange 18.
Inhaltsverzeichnis GRUNDLEGENDES..........................6 ( 1 ) DIE GLÜHKERZE ........................6 ( 2 ) METHANOL ..........................6 ( 3 ) NITROMETHAN ......................... 7 ( 4 ) SCHMIERÖL..........................7 ( 5 ) ENTLÜFTUNG DES KURBELGEHÄUSES................8 ZERLEGEN, PRÜFEN, REINIGEN, REPARIEREN UND ZUSAMMENBAUEN EINES VIERTAKTMOTORS..........................
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( 56 ) LEERLAUFEINSTELLUNG BEI FS-70, FS-90, FS-91 UND FS-120 ........33 ( 57 ) NOCKENWELLENEINSTELLUNG BEI VIERTAKTERN MIT HINTEN LIEGENDER VENTILSTEUERUNG ......................34 ( 58 ) DIE BOXERMOTOREN GEMINI FT-120, FT-120 II, FT-160, FT-240 UND FT-300 .... 36 ENTFERNEN DER KIPPHEBEL ..................36 DIE ZYLINDERKÖPFE ....................36 DIE ZYLINDERBÜCHSEN ....................
GRUNDLEGENDES ( 1 ) DIE GLÜHKERZE Die Glühkerzenelemente enthalten Glühwendeln aus unterschiedlich zusammengesetztem Platin, Iridium und Rhodium. In Verbindung mit chemischen Reaktionen entzündet die durch den Startstrom erhitzte Glühwendel die Methanoldämpfe im Brennraum. Die Glühwendel soll in der Mitte der Bohrung und die oberste Windung soll auf gleicher Höhe mit dem Bund der Glühkerze liegen.
in trockenen Räumen, nach Möglichkeit in vollen Gefäßen und ausschließlich in Blechkanistern erfolgen. ( 3 ) NITROMETHAN Nitromethan ist eine komplexe Flüssigkeit die bei der Verbrennung während der Explosion im Zylinder Sauerstoff erzeugt. Dadurch entsteht ein “Turboeffekt“ und ein Plus an Mehrleistung. Nitromethan ist ähnlich zu behandeln wie Methanol und sollte überdies in einem lichtundurchlässigen Behälter gelagert werden.
( 5 ) ENTLÜFTUNG DES KURBELGEHÄUSES Während des Betriebes des Motors tropfen kleine Mengen überschüssigen Öls aus dem Entlüftungsnippel (A) des Kurbelgehäuses. Die Bohrung der Entlüftung muss immer frei sein, damit sich im Kurbelgehäuse kein Überdruck bilden kann. Durch diese, von den Motorentwicklern vorgesehene Entlüftung des Kurbelgehäuses, kann nach dem Flugbetrieb ein After-run-Öl oder ein Waffenöl eingespritzt werden, wodurch die Korrosion im Motor bekämpft wird.
( 6 ) KONTROLLE DER SCHMIERUNG Wenn Motore eine angemessene Laufleistung aufweisen, kann man anhand der Rückstände überprüfen, ob die Schmierung im Motor ausreichend funktioniert. Nach Entfernung der Glühkerze werden mit einem kleinen Sechskantschlüssel die Schrauben des Ventildeckels gelöst und der Deckel abgenommen. Reicht die Schmierung nicht aus, kommt es wegen fehlendem Schmierfilm zum direkten Kontakt Metall mit Metall wodurch Abrieb und auch Überhitzunge entsteht.
Anschließend die Ventileinstellmuttern (E) lockern und die Einstellschrauben etwas herausdrehen. Im nächsten Arbeitsgang sind die Stoßstangen herauszuziehen. Die Stoßstangen haben zur Verringerung der Abnützung gehärtete Enden, sind gegenseitig austauschbar und können in jeder Lage eingebaut werden. Bild 6 Bild 7 Bild 6: Eine Zentralschraube löst den Kipphebelhalter (A).
( 9 ) DIE STÖSSEL Bevor man die Nockenwelle ausbauen kann müssen die Stössel aus ihren Führungen gezogen werden. Die Bohrungen in den Stösseln (E) nehmen die Stoßstangen auf. Danach ist das Laufbild der Stössel genau anzusehen. Ist eine Eintiefung in den Stösseln (A) sichtbar, ist die Schmierung nicht ausreichend. Das Problem kann mit einer Erhöhung des Ölanteils im Treibstoff, oder einem Wechsel der Öltype behoben werden.
OS-Ventilfedern ähneln einander, jedoch gibt es 7 unterschiedliche Arten in den diversen Typen der Viertaktmotore. Zur Unterscheidung ist es am Besten die Ersatzteilnummern der Federn heranzuziehen, um gegebenenfalls die richtige Feder einzubauen. ( 12 ) VENTILE AUSBAUEN Hinweis: Befindet sich der Zylinderkopf noch am Gehäuse, dürfen die Ventile nicht ausgebaut werden.
der Vergaser zurückzuregeln, um die Überschreitung der zulässigen Höchstdrehzahl zu verhindern. ( 14 ) KONTROLLE DER ABNÜTZUNG VON VENTILSCHAFT UND VENTILFÜHRUNG Setzen sie beide Ventile in umgekehrter Einbaulage in ihre zugehörige Ventilführung zurück. Bewegen sie die Ventile seitwärts, um die Abnützung der Ventilführung zu spüren.
( 16 ) DER ZYLINDERKOPF Frühere OS-Motore hatten Ein –und Auslassventile mit dem gleichen Durchmesser. Bei der Bemühung höhere Leistung zu erreichen wurden die Einlassventile im Durchmesser vergrößert, um damit mehr Gemisch in den Brennraum zu bekommen. Das bedeutet sinngemäß, dass das Auslassventil proportional verkleinert wurde.
( 18 ) KURBELGEHÄUSEDECKEL, PROPELLERMITNEHMER, WOODRUFF KEIL, PROPSCHEIBE UND HALTEMUTTER Bei der Demontage überprüft man die Abnützungsspuren am Gehäusedeckel innen und am Propellermitnehmer (A). Lose Propellermuttern ermöglichen seitliches Spiel an der Nabe, welches zur Beschädigung der Keilnut führt. Nachdem die Nockenwelle im rechten Winkel zur Kurbelwelle angeordnet ist, ist die präzise Lage der beiden Schnecken von großer Bedeutung.
( 20 ) MARKIEREN DES KOLBENS Es ist ebenfalls wichtig, den Kolben vor dem Ausbau am Kolbenboden (A) zu markieren, damit er später wieder genau in dieser Lage eingebaut wird. Auch hier wird die Marke an der Seite die dem Gehäusedeckel näher liegt angebracht. Ein aufmerksamer Blick in die OS-Kolben lässt u.
werden ihn herauszuziehen. Geduld ist angebracht! - Liegt eine noch schwerere Blockade vor, muss das Pleuel in etwa der Mitte derart abgetrennt werden, dass danach der Kolben samt dem Pleuelrest im Zylinder nach oben herausgedrückt werden kann. Danach kommt auch die Kurbelwelle frei und kann ausgebaut werden. Diese Methode bedingt allerdings die Beschaffung eines neuen Pleuels.
( 24 ) FOLGESCHÄDEN DURCH SCHADHAFTE KUGELLAGER Schadhafte Hauptkugellager mit zu groß gewordenem Lagerspiel verursachen eine von der Mittellinie(A) abweichende Laufachse des Kolbens. In diesem Fall nimmt die Pleuelstange einen etwas geänderten Winkel ein, wodurch die Normalkraft des Kolbens (B) und die Reibung zunehmen und durch den erhöhten Abrieb ein fehlerhaftes Kolbenbild (D), erkennbar durch die helle Fläche, entsteht.
Mit einer vorsichtigen Auswärtsbewegung mit den Fingernägeln (A) kann man den Ring vom Kolben lösen. Wenn man einen Kolbenring ausbaut darf man ihn keinesfalls bei einem Ende beginnen ihn aus der Nut herauszuziehen und danach rundherum nach oben zu ziehen. Durch diese Methode verdreht sich der Kolbenring wodurch später unbefriedigende Abdichtung beim Kompressionshub entsteht.
( 29 ) KOLBENRINGE UND SCHMIERUNG Für qualitativ hochwertige Motore ziehen die Motorenentwickler die Verwendung von Kolbenringen vor. Nachdem das Treibstoff-Ölgemisch über das Ansaugventil in den Brennraum gelangt, gelangen später, beim Ausstoßhub, kleine Mengen von Öl an dem Kolbenring vorbei. Diese kleine Menge Öl genügt zur Schmierung aller wichtigen Teile, wie zB.
Damit beim Zusammenbau der Unterschied der Durchmesser zwischen Gehäuse und Lagern möglichst groß gehalten wird, ist darauf zu achten, dass diese Lager möglichst kalt mit der Kurbelwelle ins Gehäuse eingeschoben werden. ( 31 ) AUSBAU DES VORDEREN KUGELLAGERS Während das Kurbelgehäuse heiß ist, verwendet man für den Ausbau des vorderen Lagers einen vorne abgeflachten langen Dornes oder einem passenden Holzstab.
( 34 ) REINIGUNGSAUSRÜSTUNG Es ist nur wenig Ausrüstung für das Service von OS Viertaktmotoren erforderlich. Baumwollstäbchen (B) für enge Ecken, ein harter Kunststofftopfreiniger (C), erhältlich in allen Supermärkten, diverse Inbusschlüssel, Waschbenzin, Mehrzwecköl (zB. WD 40) und eine Zahnbürste. Zur Reinigung der Ventile von Ölkohleablagerungen verwendet man eine stumpfe Klinge mit der man...
Diese lockeren Lager sind kein Zeichen negativer Qualität von OS-Kugellagern die sehr robust und langlebig sind. Wenn ein Modellbauer keine OS-Ersatzkugellager verwendet, muss er darauf achten, dass die Eigenschaften der Lager, wie Drehzahl- und Belastungsangaben, zum Motor passen. Die Wahl von Hockpräzisionskugellagern erfordert eine dementsprechende Genauigkeit der Lagersitze im Kurbelgehäuse.
Sobald das Lagerspiel groß ist, muss das Lager erneuert werden. Bild 35: Um Lagerspiel zu bemerken hält man den Innenring des Lagers und presst mehrfach abwechselnd den Außenring gegen den Innenring und umgekehrt Bild 35 Der nächste Schritt ist es, einen Tropfen Mehrzwecköl auf das Lager zu geben und es zu drehen und die Leichtgängigkeit und den ruhigen Lauf zu prüfen.
( 40 ) MONTAGE DES VORDEREN KUGELLAGERS Bevor das Kurbelgehäuse auskühlt wird das vordere Lager mit der Staubschutzscheibe nach vorne mit der Hand auf die Kurbelwelle aufgeschoben. Mit einem kleinen Hammer schlägt man, unter Bedachtnahme auf den Staubschutzring (B), mit gefühlvollen Schlägen rundherum auf die Ecke des äußeren Lagerringes, bis das Kugellager seine Endlage erreicht hat.
Als nächster Schritt wird die Kurbelwelle mit dem Pleuel in die Position der Bohrung im Gehäuse gedreht bis das obere Pleuelauge mit dem Kolbenbolzenauge fluchtet. Danach wird der mit den Kunststoffstoppeln versehene Kolbenbolzen durch die Montagebohrung eingeschoben. Wenn der Kolbenbolzen seine Endlage erreicht hat kann die Laufbüchse in ihre endgültige Position eingeschoben werden.
1. Kontrolle ob die Kopfdichtung richtig aufliegt. 2. Zusammenstecken der mit den “O“-Ringen bestückten Stoßstangenrohre mit den Zylinderkopf und alles in Position halten. 3. Die Zylinderkopfschrauben mit dem fingerfest mit dem Winklelinbusschlüssel eindrehen. 4. Durch drehen der Stoßstangenrohre mit den montierten “O“-Ringen kontrollieren ob sich diese in der richtigen Position befinden.
( 48 ) KIPPHEBEL AUF DEN OBERSTEN TOTPUNKT (OT) STELLEN Als Vorstufe zur Einstellung der Ventile muss die OT- Stellung gefunden werden. Falls man das nicht schon wie im Punkt 43 beschrieben durchgeführt hat, muss man mit dem Propellermitnehmer die Kurbelwelle die Welle je ca. 15 Grad links und rechts drehen und dabei die Kipphebel mit den Fingern auf den Einstellschrauben leicht anpressen, damit die Stössel anliegen.
Hinweis: Für die Ventileinstellung gibt es bei OS ein Set, welches die Lehren, den passenden Inbusschlüssel, einen kleinen Ringschlüssel und eine Einstellanleitung beinhaltet. ( 50 ) ENDÜBERPRÜFUNG Vor der Montage des Ventildeckels wird nochmals eine optische Kontrolle durchgeführt: Nochmals zurück zur OT-Markierung am Propellermitnehmer. Man dreht die Kurbelwelle um eine Umdrehung in die OT Position wie im Punkt 48 beschrieben.
Wenn die Nockenwelle einen Zahn in Richtung vorwärts verdreht ist, bewegt sich der Auslassventilhebel schon vor 90 Grad, präzise bei 77 Grad in Position (A). Ist die Nockenwelle einen Zahn in Richtung rückwärts verdreht, beginnt sich das Ventil bei 142 Grad (C) zu bewegen. Die Anzahl der Nockenwellenzähne kann unter den einzelnen OS-Motortypen variieren, aber alle späteren Entwicklungen entsprechen der oben angeführten Beschreibung.
Die Ansauggeschwindigkeit und der verringerte Luftdruck hängen direkt mit dem Verhältnis zwischen Kolbendurchmesser und Ansaugbohrungsdurchmesser und der Motordrehzahl zusammen. Bei zu geringer Ansaugbohrung bleibt die Motorleistung begrenzt. Bei zu großem Öffnungsquerschnitt ergibt sich daraus eine mangelhafte Gemischbildung im Vergaser. Daher ist die richtige Dimensionierung der Ansaugbohrung wesentlich für einen sicheren und leistungsstarken Lauf des Motors.
Das bewirkt, dass der im Düsenstock befindliche längliche Schlitz für den Treibstoff (B) durch das im Kücken befindliche, verstellbare Messingrohr (C) verschlossen wird. Mit dieser Schraube kann die Größe der Öffnung des Schlitzes, somit der Leerlauf und Übergang, eingestellt werden. ( 54 ) DÜSENNADELN Wenn Modelle abstürzen werden die heiklen Teile der Motore, der Düsenstock und die Düsennadel, sehr oft beschädigt.
( 56 ) LEERLAUFEINSTELLUNG BEI FS-70, FS-90, FS-91, FS-120 UND FS-120 MIT PUMPE Die Methode der Einstellung des Treibstoff- Luftgemisches ist bei allen Vergasern gleich. Wenn man den OS-Vergaser vom Ansaugkrümmer abzieht, sieht man bei geöffnetem Kücken im Düsenstock aus Messing einen Spalt, durch den der Treibstoff in den Ansaugkanal gelangt.
( 57 ) NOCKENWELLENEINSTELLUNG BEI VIERTAKTERN MIT HINTEN LIEGENDER VENTILSTEUERUNG Generell ist es bei einem Viertakter nie egal in welcher Stellung die Zahnräder stehen. Daher muss vorher genau beachtet und notfalls markiert werden, wie vor der Zerlegung ihre Stellung zueinander war. Bei einer Generalreinigung eines Motors müssen auch die Stössel kontrolliert und gereinigt werden, daher ist ein Ausbau der Nockenwelle unumgänglich notwendig.
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beide in der 12 Uhr Position befinden. Die Einkerbung am Rand des Nockenrades (B, im Bild 59) liegt diametral gegenüber der Einstellmarke. Bild 58 Bild 59 3. Nun kann das Nockenwellengehäuse an das Kurbelgehäuse angedrückt werden. Dabei immer beachten, dass das Zahnrad der Mitnehmerscheibe in der Nockenwellverzahnung eingreift und der mittlere oberste Punkt der Nockenwelle in der Flucht mit dem auf OT stehenden Kurbelzapfen steht.
( 58 ) DIE BOXERMOTOREN GEMINI FT-120, FT-120 II, FT-160, FT-240 UND FT-300 Vor dem Arbeitsbeginn an dem Motor schraubt man die Glühkerzen heraus und überprüft am Kerzenbild (siehe Punkt 1) die Laufbedingungen jedes Zylinders. Anschließend entfernt man die Ventildeckel und die Auspuff- und Ansaugkrümmer samt dem Mittelstück,...
DIE ZYLINDERBÜCHSEN Die beiden Zylinder (A) werden am Fuß markiert, sodass sie wieder an der richtigen Motorseite und in der richtigen Position montiert werden. Um die Zylinder zu demontieren, muss ein abgewinkelter Inbusschlüssel mit gekürztem Kurzschenkel verwendet werden, der zwischen dem Schraubenkopf und den Kühlrippen Platz hat.. Bei der Anfertigung und beim Abschleifen des Schlüssels ist darauf achten, dass durch rasches Abkühlen der Schleifstelle die Härte des Stahls erhalten wird.
Nocken durch drehen der Nockenwelle abgehoben werden. Danach erst kann die Nockenwelle herausgezogen werden. Dann die Stössel in das Gehäuse hineindrücken um anschließend ihren Zustand beurteilen zu können. Bild 66: (C) Die FT-120 Stössel sind aussermittig angeordnet um in Rotation zu kommen.
Kurbelwelle fest, ist sie vorübergehend in heißes Wasser einzutauchen (siehe Punkt 30), damit sich die Nabe löst. Bild 68: (A) Das geteilte Pleuel des FT-120. (B) Der Abstand zwischen den Pleuelaugen ist beim FT-120 II deutlich kürzer. (C) Die Zusammenbaumarkierungen. (D) Die...
Endlage befindet und der Propellermitnehmer nicht verrutschen kann. Bild 69 Bild 69: Der FT-120, FT-120 II und der FT-160 hat eine einteilige Kurbelwelle mit drei Kugellagern. Danach setzt man die Pleuelstange auf ihren zugehörigen Pleuelzapfen auf und dreht die Kurbelwelle in die Lage, in der man durch die Zylindersitzbohrung des anderen Zylinders den richtigen Lagerbock in der richtigen Lage, also die Markierungen beachtend, aufsetzen und mit den Pleuelschrauben festziehen kann.
STÖSSEL Der Einbau der Stössel wird bei der Motortype FT-120 von der Innenseite des Kurbelgehäuses vorgenommen. Bei den Typen FT-120 II, FT-160, FT-240 und FT-300 werden die Stössel nach dem Einbau der Nockenwelle im Gehäuse in ihre Bohrungen eingeschoben.
( 59 ) EINLAUFEN DES MOTORS Das Ziel des Einlaufens eines OS-Viertaktmotors ist die Anpassung des Kolbenringes an die Zylinderlaufbüchse, der Pleuellager an Lagerzapfen und Kolbenbolzen, das Freilaufen der Kugellager und das Herstellen guter Laufeigenschaften an den Nocken, Stösseln und Kipphebeln. Das Einlaufen der Kolbenringe ist zur Erreichung der höchsten Leistung und Lebensdauer eines Motors besonders entscheidend.