dodo's Blog

Liebe deine Vergaser, wie dich selbst..

[dodo32]

Gaser auf dem OP TischDie ersten Schritte am BMW sind erledigt. Ich habe mir als erstes Käfig und Vergaser vorgenommen. Da sich bei letzteren so einige Überraschungen auftaten hab ich mir gedacht, wir beleuchten das Thema Vergaser im folgenden ein wenig näher. Im Netz findet sich zwar einiges aber das meiste geht nicht wirklich in die Tiefe und daher denke ich, dass dieser Artikel ein wenig Licht ins Dunkel bringen könnte. Ich werde nachfolgend beschreiben wie ich die Vergaser begutachtet, und was ich dann im einzelnen unternommen habe, um zu einem voraussichtlich optimalen Ergebnis zu kommen.

Weber schmutzigEs wird hier also weniger um das Auto an sich gehen, als um die Gemischaufbereitung. Dieses Thema können wir leider nur anreißen, denn über Vergaser und Gemischbildung wurden schon ganze Bücher geschrieben. Das heißt wir beschränken uns auf Venturis, Vorzerstäuber, Beschleunigungspumpe, Schwimmernadelventile und Schwimmer. Der Rest sprengt hier den Rahmen und die Funktion des Leerlauf- und Übergangssystems ist beim Rennmotor auch nicht zwingend das Thema des Tages. Bitte seht Euch die Bilder genau an, ich habe diese beschriftet!

Weber überholtAber eins nach dem anderen. Der demontierte Käfig zeigte doch einigen Flugrost und an den Anschraubpunkten war er recht stark angegriffen. Auch das Polstermaterial war verschlissen, an vielen Stellen klebte Panzertape und die schwarze Lackierung war auch nicht die beste. Also hab ich zur Flex gegriffen und alle Rohre mit einer Zopfbürste vom alten Lack und Rost befreit. Das war richtig Arbeit! Danach wurden die Rohre entfettet und mit Rostschutzgrundierung lackiert. Dann noch einen Hauch Grundierfüller darüber, Nass angeschliffen und schließlich weiß lackiert.

KäfigDie Wäscheleine im Garten hat sich wie man den Bildern entnehmen kann, wieder einmal bestens bewährt. Das Problem an diesen Frischluftlackierung besteht darin, dass man extrem abhängig ist vom Wetter. Windet es zu stark, brauch man die doppelte Menge an Farbe. Ist es zu kalt, kann es Läufer geben. Also eine Frage der Logistik und Planung. Die lackierten Teile müssen schließlich über Nacht trocken aufgehängt werden. Als dann alles fertig war habe ich dem ganzen mit einer speziellen Politur von Rot-Weiss den letzten Schliff verpasst. Die Kosten beliefen sich auf rund 60,-- Euro. Ein Schnäppchen. Hätte ich das von einem Lackierer so machen lassen hätte das sicher 500,-- Euro gekostet.

KäfigDann waren die Vergaser an der Reihe. Da diese offensichtlich seit 10 Jahren ihren Platz nicht verlassen hatten, waren sie freilich recht schmutzig. Das Gasgestänge war ausgeschlagen und ein Vergaser an einem Flansch mit nur einer Schraube befestigt: wahrscheinlich Falschluft! Auch der einzelne Gaszug findet nicht wirklich meinen Beifall aber dazu später mehr. Also erst einmal alles demontieren und in Ruhe sichten. Schnell war klar, dass das was größeres wird also Deckel wieder drauf, Nitroverdünnung besorgt, und erst einmal den Dreck mit einem Pinsel entfernt und mit Druckluft trocken geblasen. Man tut gut daran diese Arbeit recht penibel durchzuführen um sicherzustellen, dass kein Dreck in die Vergaser hineingedrückt wird.

Den OP hatte ich mit einem weißen Tuch vorbereitet. Es gibt doch einige recht kleine Teile und man tut sich einfach leichter diese wiederzufinden, wenn man einen Kontrast schafft. Wichtig ist auch, nicht alle Vergaser auf einmal wahllos zu zerlegen. Einen nach dem anderen! Sonst hat man nachher zu viele Teile und weiß nicht mehr welchem Vergaser diese zuzuordnen sind. Dies kann einem bei der Fehlersuche schnell graue Haare wachsen lassen.

Mit und ohne VenturisTrichter Alt

Die Bestandsaufnahme offenbarte dann folgendes:

- alle Drosselklappenlager ausgeschlagen. (radiales und axiales Spiel => Falschluft)

- 2 Klappen öffneten nicht ganz, 2 andere zu weit also schlossen sie, 2 waren ok

- alle Schwimmerstände unterschiedlich

- alle Hübe der Steuerstößel der Beschleunigerpumpen unterschiedlich

- 4 x 150er Hauptdüsen, 1 x 140er Hauptdüse, 1 x 145er Hauptdüse

- 2 x 40er Deckel, 1 x 45er Deckel

- Trichter stark angerostet innen und außen

- Kugelkopf an einem Anlenkhebel locker

- keine Wartungsdeckel vorhanden

PumpendüseEtwas verdutzt war ich darüber, wie die Kunststoffschwimmer in den 40er Deckel passten? Nun, man hatte schlicht eine Unterlegscheibe zusätzlich unter das Schwimmernadelventil gesetzt – clevere Idee. Man muss wissen, dass die Deckel unterschiedliche Höhen zur Aufnahme der Schwimmerachse haben. Daher passen die Messingschwimmer nicht in die 45er, und die Kunststoffschwimmer nicht in die 40er. Auch ist mir umgehend aufgefallen, dass die Kunststoffschwimmer von sehr guter Qualität waren! Es handelt sich wohl um originale Teile aus italienischer Produktion. Wer einmal welche aus spanischer Fertigung gesehen hat weiß recht schnell, was ich meine. Darüber hinaus ist mir positiv aufgefallen, dass die Bohrungen in den Drosselklappenwellen über Ansenkungen verfügen. Dadurch kann man Senkschrauben verwenden und verengt den Ansaugweg nicht unnötig.

ÜbergangsbohrungenDann habe ich mir die Bestückung ein wenig genauer angesehen. 250er Schwimmernadelventile, 5.0er Vorzerstäuber und 40er Hauptlufttrichter. Das erschien mir dann doch ein bischen zu großzügig. Der GTI Motor hat rund 500ccm pro Zylinder. Der BMW hingegen nur 416ccm. Der GTI war mit 200er Schwimmernadelventilen, 4.5er Vorzerstäubern und 37er Hauptlufttrichtern versehen. Die Literatur empfiehlt 200er Ventile und 4.5er Vorzerstäuber für bis zu 500 Kubik pro Zylinder. Bei den Hauptlufttrichtern besteht ein gewisser Spielraum, denn nicht jeder Motor hat die gleiche Nockenwelle und kann dementsprechend hoch drehen. Ich stelle mir eine Höchstdrehzahl am BMW Motor von 7.200 bis 7.500 Touren vor. Die maximale Leistung sollte bei ca. 7.200 anliegen.

BeschleunigungspumpenventilWenn wir uns jetzt überlegen, dass der GTI Motor über eine noch recht zahme Nocke verfügte und mit den 37ern gute 6.200 Touren drehte, dann können wir uns bildlich vorstellen, dass der BMW Motor mit rund 90ccm weniger pro Zylinder mit 40ern sicher zu groß bestückt war. Meine Theorie deckt sich mit den Aussagen meiner Clubkollegen. Der Motor wolle über 8.000 Touren weiter drehen. Nun kann man sagen: ist doch toll! Ich sage: nein, das ist nicht toll, wenn der Motor nur dreht und das Drehmoment immer weiter abfällt und somit der Motor keine Leistung mehr produziert. Warum ist das so? Dazu müssen wir uns das Hauptdüsensystem etwas genauer ansehen.

VenturisVorzerstäuber und Hauptlufttrichter sind beides Venturi-Rohre. Das heißt vereinfacht erklärt, dass die maximale Luftgeschwindigkeit und der höchste Unterdruck am kleinsten Innendurchmesser des Venturis erzeugt wird. Freilich abhängig von der Drehzahl, also der angesaugten Luftmenge. Genau an diesem Punkt, wird der Kraftstoff bzw. eine Kraftstoff / Luft Emulsion die in den Mischrohren gebildet wird, der durchströmenden Luft beigemischt. Durch den entstehenden Unterdruck, wird Kraftstoff bzw. Emulsion aus den Vorzerstäubern „,mitgerissen“.

VorzerstäuberUnd hier liegt der Knackpunkt dieser ganzen Geschichte. Im Idealfall wird ein Teil Kraftstoff mit 14,7 Teilen Luft vermischt. Wir sprechen dann von Lambda Eins. Das würde bedeuten, dass jedes Kohlenwasserstoffmolekül die exakte Menge an Sauerstoffmolekülen erwischt, um vollständig zu Wasserdampf und Kohlendioxid zu verbrennen. Um diesem Umstand möglichst vollumfänglich Rechnung zu tragen wird bereits im Vergaser selbst, also in den Mischrohren, eine Emulsion aus Kraftstoff und Luft gebildet die dann wiederum zu den Vorzerstäubern geleitet wird. Man kann sich das im Grunde wie Mineralwasser vorstellen

VorzerstäuberDa dies in der Praxis nur äußerst schwierig zu erreichen ist bzw. bei einem Vergaser dauerhaft gänzlich unmöglich, findet sich immer ein weiterer Stoff im Abgas: das Kohlenmonoxid! Also Kohlenwasserstoffmoleküle, die nur ein Sauerstoffatom erwischen konnten und somit nicht verbrannt werden können. Der CO Gehalt im Abgas erlaubt also einen direkten Rückschluss darauf, ob der Motor zu fett, zu mager oder mit maximaler Leistung läuft. Die meisten Motoren werden ihre maximale Leistung um die 4 – 5% CO bei Volllast erreichen.

SchwimmerZurück zum Venturi und dem Vorzerstäuber. Sind diese zu groß, wirkt sich das ungünstig auf die Vermengung der angesaugten Luft mit dem vom Vorzerstäuber zur Verfügung gestellten Kraftstoff aus. Das heißt also die Zylinderfüllung verschlechtert sich, das Drehmoment sinkt, und wir müssen immer noch höher drehen, um in den Bereich zu gelangen, in dem der Motor seine maximale Leistung entwickelt. Im ungünstigsten Fall ist das Band in dem der Motor Leistung entwickelt sehr weit oben und sehr schmal, dann hat man jedoch ein Getriebeproblem und müsste die Schaltsprünge in den Gängen 3, 4 und 5 so kurz gestalten, dass sich der Motor stets in diesem Bereich aufhalten kann.

AnschlagDa das aber in unserem Fall Unsinn ist wird man i.d.R. danach trachten, die Luftgeschwindigkeit im Venturi so zu gestalten, dass dem Motor je nach Einsatzweck über ein breiteres Drehzahlspektrum stets die optimale Menge an zündfähigem Gemisch zur Verfügung gestellt wird. Fazit: wir fangen mit den kleinstmöglichen Vorzerstäubern und Venturis an und arbeiten uns dann nach oben. Wenn man sich die Leistungsdiagramme vom GTI ansieht stellt man rasch fest, dass nur 1mm größere Hauptlufttrichter das gesamte Drehmomentband erheblich verschoben haben.

SchwimmerBei den Schwimmernadelventilen ist wichtig, dass sie genügend Kraftstoff in die Schwimmerkammern nachströmen lassen aber auch nicht zu viel, denn sonst hebt sich der Schwimmerstand zu schnell und der Motor kann (auch dauerhaft) zu fett laufen. Das heißt auch, dass er sich nicht präzise Bedüsen lässt und zwar in einem gewissen Drehzahlspektrum läuft, aber eben nicht optimal über den gesamten Bereich. Damit wären wir beim nächsten Thema: den Schwimmern!

SchwimmerDiese sollten möglichst spielfrei aufgehängt, und die Abschalthöhe sowie der untere Hebelweg präzise eingestellt werden. Ich habe mir dazu 2 Lehren gefertigt. Ein alter Edding wurde mit einem Stück von einem Aufkleber beklebt um auf einen Außendurchmesser von exakt 15mm zu kommen. Ein Aluwinkel wurde so bearbeitet, dass die Höhe exakt 7,5mm beträgt. Die Abschalthöhe wird mit dem Aluwinkel eingestellt und zwar so, dass die Messingzunge am Schwimmer gerade so die federnd gelagerte Kugel des Ventils berührt. Das gleiche gilt für den Weg nach unten. An jedem Schwimmer befinden sich 2 dieser Messingzungen und diese müssen präzise gebogen werden so dass Abschalthöhe, als auch Hebelweg, bei jedem Vergaser identisch ist. Das ist zwar eine kleine Geduldsprobe, aber wenn man sich etwas Zeit nimmt, lässt sich auch diese Arbeit zur eigenen Zufriedenheit erledigen.

SchwimmernadelventilDann wären noch die Beschleunigungspumpen bzw. die Düsen erwähnenswert. Wir haben weiter oben gelernt, dass im System ein Unterdruck entsteht und somit Kraftstoff aus den Vorzerstäubern mitgerissen wird. Nun kann es aber sein, dass der Fahrer einen plötzlichen und starken Beschleunigungswunsch aus einer niedrigen Drehzahl oder aus geschlossenen Drosselklappen heraus wünscht. Der Fahrer tritt das Pedal, die Klappen öffnen sich und der Unterdruck im System bricht schlagartig zusammen. Auch bei hohen Drehzahlen dauert es einen Moment bis das Hauptdüsensystem seine Arbeit aufnehmen kann. Ohne Beschleunigungspumpen bzw. dessen Düsen, würde der Motor das schlagartige öffnen der Klappen mit einem signifikanten Beschleunigungsloch parieren.

InnenlebenDaher haben die Weber Ingenieure eine clevere Konstruktion ersonnen. Beim öffnen der Drosselklappen bewegt sich ein Steuerstößel der reinen Kraftstoff aus den Schwimmerkammern ansaugt. Die Menge, die an die Beschleunigungspumpendüsen weitergeleitet wird, wird über die sogenannten Einlassventile der Pumpen bestimmt, die sich am Vergaserboden befinden. Das System lässt sich also recht feinfühlig einstellen. Im Netz ist häufig von saufenden Webern zu lesen. Und wenn man mit der gesamten Bedüsung nicht völlig daneben liegt, dann ist genau dieses System das Geheimnis des immer wieder kolportierten exorbitanten Verbrauchs. Weber Vergaser bzw. die Pumpen sind NICHT BEDINUNGSTOLERANT!

TrichterDas heißt, jedwedes ruckartige pumpen mit dem Gasfuß fördert stetig reinen Kraftstoff in den Ansaugtrakt! Das kann so weit gehen, dass es Ölfilm an den Zylindern abwäscht. Also Vorsicht und nicht „pumpen“ nur weil sich das Ansauggeräusch ja so toll anhört. Die Pumpen arbeiten im übrigen nicht, wenn die Klappen langsam geöffnet werden. Dann reicht der über die Übergangsbohrungen zugeteilte Kraftstoff aus, um bis zum einsetzen der Hauptdüsenfunktion, einen reibungslosen Übergang zu gewährleisten. Merke: unser Gasfuß ist das Steuergerät!

KugellagerDas bringt uns zum nächsten Punkt, dem Vergasergestänge bzw. den Vergaserfedern. Ein sehr leichtgängiges Gaspedal hat den Nachteil, dass man unbewusst „pumpt“. Auch weiß man in den seltensten Fällen wie sich ein Druck auf das Pedal vorne an den Klappen auswirkt. Also tut man gut daran, den Pedaldruck verhältnismäßig stramm einzustellen. Fester drauftreten kann man bei Bedarf immer. Es ist nur wichtig dass man bedingt durch Bodenwellen, Vibrationen etc. nicht dauernd unbewusst das Pedal tritt. Manch einer mag hier schmunzeln. Wem schon einmal die Federn am Gestänge gebrochen sind der weiß auf einmal, wie sensibel die Vergaser auf kleinste Bewegungen reagieren und lacht spätestens dann nicht mehr.

Gestänge defektIch nutze bekanntlich das Sytec-Gestänge. Da mir hier schon Federn gebrochen sind, habe ich einen Kabelbinder angebracht anstelle des Stifts so dass die Federn nicht zu stark vorgespannt werden. Das hat den Nachteil, dass es wieder zu leichtgängig ist. Daher haben 2 Vergaser von 3 die originalen Federn eingebaut. Diese habe ich durch neue ersetzt. Mir wurde gesagt, dass diese brechen können und nicht auszudenken was passiert, wenn sich die Drosselklappen aufgrund einer verklemmten Feder nicht mehr schließen. Das ist auch ein Grund dafür, warum ich einen elektronischen Drehzahlbegrenzer eingebaut habe.

UnterdruckDas Gestänge ist aus Aluminium gefertigt und mit Bronzeringen ausgebuchst. Obwohl es nicht wirklich alt ist, war es übel ausgeschlagen. Also habe ich mir Kugellager besorgt und mir die Aufnahmebohrungen aufreiben lassen. Auch fertigte mir der Kollege einen dickeren, auf das Zehntel genau passenden, Verbindungsstift an. Siehe Bilder, ist selbsterklärend. Ich habe beim Zusammenbau noch einige Unterlegscheiben mit 0,10 bzw. 0,20 mm eingelegt um fast 100% spielfrei zu sein.

Beschl.pumpendüseIn diesem Kontext sei auch noch die Synchronisation angesprochen. Da die Vergaser recht nahe zusammen liegen, werden diese zukünftig über die bei Weber üblichen Synchronhebel verbunden und nicht separat über ein Gestänge angelenkt. Umso weniger Umlenkungen, umso besser. Da ich meine spanischen Weber nutzen werde hab ich an jeder Klappe eine Bohrung, an der ich den Unterdruck abnehmen kann. In diese Bohrungen werden Aufnahmeröhrchen geschraubt über die man die Synchronuhren anschließen kann.

GaserlisLast but not least habe ich mir noch neue Ansaugtrichter besorgt. Wunderschöne, aus Aluminium gefertigte Exemplare zieren nun die Gemischfabriken. Das besondere an den Trichtern ist, dass sie extrem sauber gefertigt sind, die Lufteinströmkante Tulpenförmig ist, und sie nach unten konisch zulaufen. Die ursprünglichen Trichter waren aus meiner Sicht suboptimal, da sie abgewinkelt sind. Dies hatte den Hintergrund, dass es z.Bsp. beim 02er BMW ein Platzproblem gibt da der Motor der Länge nach eingebaut ist und man sonst am Bremskraftverstärker anschlagen würde.

KugellagerFreilich könnte man auch mit der Länge der Ansaugtrichter spielen. Dies ist jedoch nur bei absoluten Hochleistungstriebwerken notwendig und erfordert entsprechend Zeit auf einem Prüfstand. Die VOR dem Venturi schwingende Luftsäule ist meiner bescheidenen Meinung nach auch nicht so hoch zu bewerten, wie die NACH dem Venturi. Zumindest wenn wir uns im Hobbybereich aufhalten und nicht bei der Formel 1. Ok, auf der Suche nach dem letzten Quentchen Leistung müsste man das machen. Dann geht das Spiel mit den Venturis allerdings auch wieder los. Da bewegt man sich dann schnell in einem Bereich, in dem es richtig teuer wird. Es müssen dann eben Venturis und Trichter in Abhängigkeit voneinander probiert werden. Also bei 2 Trichtergrößen und 2 verschiedenen Venturis, sind das schon 8 Leistungsfahrten und 8 mal alles tauschen! Vom anpassen der Bedüsung und Zündung ganz zu schweigen. Viel Spass beim begleichen der anschließenden Rechnung

So, genug geschrieben. Beim nächsten mal dann mehr zu den Fortschritten am Fahrzeug selbst. Und wenn Fragen sind, einfach im Kommentar stellen.

Euer

-dodo-

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