Kolben & Zylinder

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SurfinBird
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Kolben & Zylinder

Beitrag von SurfinBird »

Spannendes Thema, ich sage ja das ist einen separaten Thread wert :)
Erstmal danke für die Anmerkungen zu meinem Problem. An Matthias zu losen Zylinderköpfen: Guter Punkt, davon habe ich auch schon gelesen. Da ich die ganze Zeit auf Reisen bin habe ich nur mal die untere Schraubenreihe auf Drehmoment kontrolliert und die war okay. Aber ich werde zusehen, dass ich die Verblechung weg mache und alle Schrauben in der vorgegebenen Reihenfolge nachziehe. Kann gut sein dass es daran liegt! Ich war in Portugal bei einer Lufti Werkstatt, aber die haben den Motor nie richtig kalt gehört und entsprechend kam die Aussage "mechanisch in Ordnung".

Zu meinen Kolben / Zylindern gibt es eine längere Geschichte:
1. Kolben sind die gegossenen ("hypereutektischen") von AAP mit passenden Ringen, also Hardware kommt von AAP. Im Satz war ein Kolben, der 10g leichter war als die anderen. :? Ich bin deshalb damals zu Wahl und habe die Gewichte anpassen lassen. Gleichzeitig wurde dann das übliche Paket gemacht, d.h. Dekompressionsnuten, bessere Ölversorgung der Kolbenbolzenbohrung, sowie die Fase und Ölrücklaufbohrungen am Kolbenhemd unterhalb des Ölabstreifrings. Dadurch hatte ich mir eigentlich weniger Ölverbrauch erhofft.
2. Stoßspiele hatte ich alle kontrolliert und angeglichen, ich meine ich hatte auf 0,50-0,55 mm am ersten Ring eingestellt, was sie eigentlich schon hatten. Teilweise musste ich die Stoßspiele der zweiten Ringe aufweiten da zu eng, dazu hatte ich mir eine Kolbenringfeile gekauft. Zusätzlich habe ich noch die Kanten an den Ringstößen gebrochen.
3. Die Zylinder/Kolben hatte ich gemessen, es war leider bereits out-of-the-box sehr viel Laufspiel: Kolben 95,94 mm und Zylinder 96,03 mm → 0,09 mm
4. Die Zylinder waren zwar auf der Werkbank gemessen rund (0,01mm), ABER: ich hatte mir eine Vorrichtung gebaut (Bild) um die Einbausituation zu simulieren, mit Drehmoment angezogen wurden sie dann bis zu 0,04mm oval. Hier muss ich aber noch genauer nachforschen, die Vorrichtung mit nur einem Zylinder ist vmtl. ungenau und es ist im Motor nicht so viel (Werte unten also mit Vorsicht betrachten :D ). Im nächsten Schritt gibt's eine optimierte Vorrichtung mit zwei Zylindern und allen 8 Stehbolzen um mich dem Realfall anzunähern.
→ Dennoch denke ich dass die Zylinder bei AAP nicht mit Hohnbrille bearbeitet werden und im Motor nicht wirklich rund sind. Das kann ggf. den Ölverbrauch erhöhen, und würde auch ein Kolbenkippen erklären, das sie quer zur Kolbenachse größer werden...

Zu den JE-Kolben:
Wie schon von anderer Stelle erwähnt, der Durchmesser im oberen Bereich fällt deutlich geringer aus, das ist normal und u.a. der thermischen Belastung (=Ausdehnung) geschuldet. Der Wert am Kolbenhemd unten ist ausschlaggebend. Bei den AAP ist extra eine Aussparung zwecks Messung in der Beschichtung.
Die Reibspuren sehen nicht gut aus, wie Stefan geschrieben hat ggf. Trockenreiber? Siehe auch: https://www.ms-motorservice.com/de/de/t ... sachen-234
Von JE hört man eigentlich nur Gutes, habe selbst aber noch keine Erfahrung damit. Ich habe sonst neue 96mm Keith Black Kolben mit Hasting Ringen, die machen (v.a. für den Preis) einen sehr vernünftigen Eindruck. Hätte der Bearbeiter meine originalen 94mm Zylinder beim ausdrehen nicht ruiniert, wären die auch anstelle der AAP bereits im Motor... So gibt es dann eben später eine Ausbaustufe 2.0 :)

Grüße
Marcel
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schrauberger
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Kolben & Zylinder

Beitrag von schrauberger »

Hallo Thomas,

ich würde Deine Messungen als unglücklich bezeichnen und vorschlagen nochmal zu messen wie von Steve beschrieben.
Von einem Tragbild kann bei dem Kolbenringe nicht wirklich gesprochen werden. Normal schleift sich das Drehbild der Ringherstellung runter, bis irgendwann die „Berge“ der Oberfläche sich auf das Niveau der „Täler“ abgenutzt hat, und der Ring auf der vollen Breite trägt und Wärme abführen kann. Dann ist er eingelaufen.
Das kann 500 oder 5000km dauern. Ich selbst hatte mal meinen Motor nach 5000km geöffnet und noch ein deutliches Drehbild auf den Ringen vorgefunden. Klarer Fall von zu schonendem Einfahren.
Mein aktueller Motor hat Thorben Alstrup konfiguriert. Er sagte immer:
„Don’t Baby it“ und behauptet er fährt einen Motor in 250-300km ein :shock:

Der Feuersteg oberhalb des 1. Kompressionsringes und des Kolbenbodens dient auch dazu Platz für eventuelle Ölkohle zu bieten.
Bei 103erKolben ist der Feuerstegdurchmesser 0,9mm kleiner.


Die Zylinder haben gewöhnlich 0 Maß, das Laufspiel ergibt sich durch das Untermaß der Kolben welches vom Material, dem Durchmesser und dem Herstellungsverfahren der Kolben abhängig ist.
Prinzipiell sind geschmiedete Kolben den gegossenen in der Festigkeit überlegen.
Im Serienmotorbau wird bei Wald und Wiesenmotoren der kostengünstige Gusskolben verwendet. Für Leistungsstärkere Motoren werden auch im Serienbau schon mal gerne Schmiedekolben verbaut, das ist aber immer unterschiedlich und wechselt sogar beim selben Modell unterschiedlicher Baujahre.

Dann spielt das Material für das Laufspiel eine große Rolle.
Die Legierung 2618A ist eine hoch warmfeste Aluminiumlegierung, entwickelt für die Raumfahrt, ideal für Rennkolben (Formel1), dehnt sich aber bei Erwärmung stark aus.
Deshalb braucht z.B. ein 103er Kolben min. 0,11mm Einbau Laufspiel, damit er bei Betriebstemperatur oder etwas darüber (bis 300/C) nicht gleich klemmt. Der Nachteil ist ein lauter Lauf und erhöhter Verschleiß wenn die Betriebstemperatur noch nicht erreicht ist. Deshalb sachte warm fahren! 2618 ist auch recht tolerant gegenüber Klingeln, das hält richtig was aus. Mir hat sich mal ein GB Kopf verflüssigt, die Tröpfchen haben sich auf dem Kolben niedergeschlagen, hat den Kolben wenig beeindruckt, war einfach abzukratzen :ritter: .
Dann gibt es als alltagstauglichere Variante für Schmiedekolben die Legierung 4032
Diese ist durch die Beimischung von 11% Silizium weitaus weniger ausdehnungsfreudig bei Erwärmung, und kommt bei 103er mit ca. 0,08 Spiel als Einbaumaß aus. Allerdings bei leichten Einbußen in der Warmfestigkeit und Festigkeit allgemein.

Seriengusskolben benötigen noch weniger Spiel, laufen halt auch mit weit weniger thermischer und mechanischer Belastung.

@Marcel, Du sprichst von 10g Gewichtsunterschied bei den Kolben, das spricht eigentlich für Mahle Kolben, die sind da oft unsäglich schlecht.
AAP liegen meist bei 1g Unterschied.
Dein Stoßspiel ist an der oberen Grenze, VW sieht als Topring Einbaumaß 0,35-0,55
Bis die Ringe eingelaufen sind bist Du bereits über dem Größtmaß, Verschleißmaß ist 0,9.
Den 2ten Kompressionsring sieht VW bei 0,3-0,55, ich würde das Spiel knapp über das Spiel vom Topring einstellen, nicht kleiner.
Den Ölabstreifring sieht VW bei 0,25-0,4
Der Kantenbruch an der Stoßkante wirklich nur minimalst, vielleicht 0,03mm.
Dieser Wert nimmt natürlich auch Einfluss auf den Ölverbrauch.

@Thomas, ich würde auch Dein Motorkonzept Thema von dieser AAP Kolben/Zylinder Geschichte trennen. Beides sehr interessant, hätte jedes jeweils ein eigenes Thema verdient. Wär toll wenn Du das übernehmen könntest.

Ralph
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SurfinBird
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Re: Kolben & Zylinder

Beitrag von SurfinBird »

Das 10g Unterschied bei AAP ungewöhnlich sind haben mir viele gesagt, aber hat an der Sachlage nichts geändert :lol: Ich habe noch einen Satz 94mm KuZ Satz von AAP mit Flachkolben, hier passt alles auf 0,4g genau. Nachdem alle anderen auch die Erfahrung machen das die AAP Kolben vom Gewicht nahezu identisch sind war das sicher ein Ausreißer bei meinen 96ern.

Du hast recht, das Stoßspiel sollte kleiner sein am 1.Ring. Ich habe nochmal in meinen Unterlagen geschaut. Mein Ziel waren 0,40mm am 1.Ring. aber alle Ringe waren bereits bei 0,50-0,55mm und ich habe sie so verbaut. Beim zweiten Kompressionsring hatte ich tw. 0,25mm und diese auf 0,4mm aufgeweitet. Kannst du erklären warum du größere Werte ggü. 1.Ring einstellen würdest? Aus meiner Sicht: 2.Ring hat weniger Temperatur, daher weniger Ausdehnung und das Spiel kann geringer sein.

Zu den AAP Flachkolben findet man die Aussage:
1.Ring: 0045” per inch of bore
2.Ring: .004” per inch of bore
Das ergibt umgerechnet bei 96mm: 0,43mm/0,38mm

Denke da spielen auch verschiedene Parameter mit rein, Kolbentyp (Werkstoff), Feuersteghöhe, ...
Das Thema wird nicht um sonst gerne heiß diskutiert.

Grüße
Marcel
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schrauberger
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Re: Kolben & Zylinder

Beitrag von schrauberger »

SurfinBird hat geschrieben: 21.11.2024 21:17 3. Die Zylinder/Kolben hatte ich gemessen, es war leider bereits out-of-the-box sehr viel Laufspiel: Kolben 95,94 mm und Zylinder 96,03 mm → 0,09 mm

Kommentar Ralph:
Die Zylinder sind gehont, das ist eine Feinstbearbeitung, deshalb sollten alle von oben bis unten den gleichen Durchmesser haben, auf 0,01mm genau.
Deshalb sind die Teile nach m.M. übelster Ausschuß, wie sowas in den Handel gelangen kann?
Nicht vorhandene Qualitätskontrolle sprich gierige Verkäufer ohne Gewissen🤮.


4. Die Zylinder waren zwar auf der Werkbank gemessen rund (0,01mm), ABER: ich hatte mir eine Vorrichtung gebaut (Bild) um die Einbausituation zu simulieren, mit Drehmoment angezogen wurden sie dann bis zu 0,04mm oval. Hier muss ich aber noch genauer nachforschen, die Vorrichtung mit nur einem Zylinder ist vmtl. ungenau und es ist im Motor nicht so viel (Werte unten also mit Vorsicht betrachten :D ). Im nächsten Schritt gibt's eine optimierte Vorrichtung mit zwei Zylindern und allen 8 Stehbolzen um mich dem Realfall anzunähern.

Kommentar Ralph:
Deine Honbrille/Vorrichtung macht einen soliden Eindruck, an der liegt es eher nicht, ist die aus Alu oder Stahl?


→ Dennoch denke ich dass die Zylinder bei AAP nicht mit Hohnbrille bearbeitet werden und im Motor nicht wirklich rund sind. Das kann ggf. den Ölverbrauch erhöhen, und würde auch ein Kolbenkippen erklären, das sie quer zur Kolbenachse größer werden...

Kommentar Ralph:
Ich vermute die Unrundheit der Zylinder, gespannt mit deiner Vorrichtung und dem lächerlichen VW Drehmoment von 33 Nm, einfach wegen der geringen Wandstärke und lausigen Festigkeit des Gussmaterials. Das was die AAPChinesen abliefern ist nicht mal Kreisliga🤮, meine Meinung :mrgreen:

Kleiner Vergleich:
95mm Deutz Zylinder für Arbeitsmaschinen werden mit 220Nm angezogen und laufen 10.000h Vollgas bis zur Überholung. Das ist deutsche Qualität, 1. Bundesliga :thumb:
Jaaaaa, ist ein Stahlguss Reihenmotor, aber die luftgekühlten Zylinder sind durchaus vergleichbar.

Grüße
Marcel
Ralph
Zuletzt geändert von schrauberger am 23.11.2024 23:00, insgesamt 5-mal geändert.
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Re: Kolben & Zylinder

Beitrag von schrauberger »

SurfinBird hat geschrieben: 23.11.2024 21:45 aber alle Ringe waren bereits bei 0,50-0,55mm und ich habe sie so verbaut. Beim zweiten Kompressionsring hatte ich tw. 0,25mm und diese auf 0,4mm aufgeweitet. Kannst du erklären warum du größere Werte ggü. 1.Ring einstellen würdest? Aus meiner Sicht: 2.Ring hat weniger Temperatur, daher weniger Ausdehnung und das Spiel kann geringer sein.

Kommentar Ralph:
Ja, kenn ich mit dem bereits zu großen Stoßspiel, einfach nur nervig diese Pfeifen.
Ich hab mal gelesen das, wenn der 2. Ring ein kleineres Stoßspiel aufweist es zu einem hohen Druck zwischen 1.und 2. Ring kommt, was sich nachteilig in Bezug auf Schmutz/Ölkohle in den Ringnuten auswirken soll. Der Dreck kann quasi nur erschwert weg und lagert sich dann ab. Hört sich für mich stimmig an, wirklich wissen tu ich es ehrlich gesagt nicht.

Zu den AAP Flachkolben findet man die Aussage:
1.Ring: 0045” per inch of bore
2.Ring: .004” per inch of bore
Das ergibt umgerechnet bei 96mm: 0,43mm/0,38mm

Denke da spielen auch verschiedene Parameter mit rein, Kolbentyp (Werkstoff), Feuersteghöhe, ...
Das Thema wird nicht um sonst gerne heiß diskutiert.

Grüße
Marcel

Ralph
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