Meine Theorie zur Kipphebel Geometrie

Ui, das Reimt sich ja!

Ich habe hier was für die Spezialisten! Zum Thema Kipphebelgeometrie. Vielleicht hat ja einer Von Euch die lust und Zeit, sich in meine Gehirnwirrungen mit hinein zu versetzen! ;o)

Bei der richtigen Kipphebelgeometrie kommt es ja darauf an, dass bei exakt halb geoffnetem Ventil die Flucht der Ventileinstellschraube exakt mit dem Ventil auf einer Achse Übereinstimmt.

So, wie ich das Verstanden habe wird dadurch die Belastung des Ventilschafts auf ein Minimum beschränkt und auch die Reibung der Einstellschraube auf dem Ventilschaft ist so am geringsten!

Nun ist es ziemlich schwierig genau per Augenmaß abzuschätzen, ob Einstellschraube und Ventil exakt in einer Flucht sind, deshalb habe ich folgende Überlegung angestellt. Und es würde mich mal interessieren, was Ihr darüber denkt:

Damit die Einstellschraube am Kipphebel genau in einer Flucht mit dem Ventil steht, muss ja Die Achse zwischen Drehpunkt des Kipphebels ( also die Kipphebelwelle) und dem Anschlagpunkt zwischen Ventil und Einstellschraube mit der Achse des Ventils selber im exakten rechten Winkel zueinender stehen. Das ganze natürlich bei genau halb geöffnetem Ventil (siehe Bild 1).

Wenn das so ist, dann muss ja Diese Achse zwischen Drehpunkt des Kipphebels und dem Anschlagpunkt zwischen Ventil und Einstellschraube absolut parallel zum Ventilteller sein!
(s. auch Bild 1)

Um Die Kipphebelgeometrie nun ganz genau Einstellen zu können habe ich mir nun eine kleine Konstruktion einfallen lassen! An einer Kipphebelwellenscheibe habe ich eine kleine Messingstange angelötet (Bild 2) Diese Messingstange läuft genau auf den Mittelpunkt der Kipphebelwelle zu. Diese fädele ich zum Einstellen mit auf die Kipphebelwelle drauf.

Jetzt kann ich genau erkennen, ob diese kleine Stange genau Parallel zu Ventilteller am Kontaktpunkt zwischen Ventilschaft und Einstellschraube verläuft.

Versteht jemand, was ich meine?

Der Vorteil aus meiner Sicht ist, dass man so viel besser die exakte Flucht abschaätzen kann uuund dass man mit dieser Methode auch Tuningkipphebel, die die Einstewllschraube auf der Stösselstangenseite haben perfekt einstellen kann! (s. Bild 3)

(solche Kipphebelwellen sind gerade auf dem Weg auch Amerika zu mir)

Wenn einer von Euch Profis meine Gehirnwirrungen jetzt verstanden hat, würds mich super Interessieren, was Ihr von dieser Einstellmethode haltet!

Viele Grüße, Jan

Durch die Zeichnungen ist Dein Gedankengang gut nachzuvollziehen. Allerdings ändert weder die Kipphebelform (Bild 3) noch der Einbauort der Einstellschrauben die Grundsatzthematik eine Radialbewegung (die des Kipphebels) in eine Linearbewegung(die der Ventile) ohne Versatz hinzubekommen (deswegen hat ja dein Kipphebel auf Bild 3 eine runde Ventilschaftfläche). Die gleiche Thematik stellt sich auch bei den Stösselstangen vs Nockenwelle.

Wenn Du Dir die Kräfte, die auf den Ventilschaft wirken, in ein Kräfteparallelogramm zerlegst, hast Du fast immer eine Seitwärtskomponente und eine Komponente die senkrecht auf den Ventilschaft wirkt. In Deiner gedachten 90° Kombi wirkt halt nur die senkrechte Komponente. Bei allen anderen nicht.

Die ganze Thematik gibt's auch bei obenliegenden Nockenwellen, die bei den neueren Motoren durch die relativ grossen Hydrostößel abgefangen werden.

Wegen der Linear/Radial Thematik halt immer ein Kompromiss.

Hoffe ich hab alles richtig verstanden....

LG
Christian

Nachtrag: die größte "senkrechte" Kraft, die auf den Ventilschaft wirkt, ist bei vollständiger Ventilöffnung notwendig (Feder am weitesten zusammengedrückt). Dort sollte dann auch Deine 90° Konstellation erreicht sein ...

Hi Christian, also erst ein mal cool, dass sich um die Zeit noch jemand in solche Gehirnwindungen reinversetzt! ;-)!!!

Dass das Ganze bei genau halb geöffnetem Ventil gemessen wird, da bin ich mir aber ziemlich sicher, denn nur so kann ja sicher gestellt werden, dass der Ventilschaft von beiden Seiten gleichmäßig belastet wird. In der einschlägigen Literatur ist nur immer davon die Rede, das bei halb offenem Ventil die Ventileinstellschraube in einer Linie mit dem Ventil selber stehen muss. Nur genau dass ist sehr schwer abschätzbar und messbar. Meine Gedanken gingen dahin, dass ganze exakter ausmessen zu können um die Kipphebelböcke genau richtig zu unterlegen!

Viele Grüße, Jan

Des Rätsels Lösung steht versteckt in Deinen Zeichnungen:
Die Senkrechte Kraftkomponente ist dann am grössten, wenn die Kraft genau tangential von der Kreisbewegung der Kipphebelwelle auf den Ventilschaft drückt, die Längsachse der Einstellschraube muß deswegen nicht in der gleichen Ebene wie die des Ventilschafts stehen.

Die Ventilfedern müssen nicht zwangsweise linear federn (je grösser der Federweg desto grösser der Federdruck). Es gibt auch degressive und progressive Federn. Bestes und anschaulichstes Beispiel für Progressive Federn sind die Blatfeder-Pakete an alten Autos oder kegelförmige Schraubenfedern...
Aber nu is genuch für heute...

die Zweite!

So, ich hab das ganze jetzt noch mal genau bebildert. Meine Theorie zu der Sache habe ich ja schon in meinem Beitrag ganz am Anfang beschrieben.

Auf dem ersten Bild seht Ihr mein kleines "Werkzeug" zum einstellen der Kipphebelgeometrie, um festzulegen, wie stark die Kipphebelböcke mit Scheiben unterlegt werden müssen.

Auf dem zweiten Bild seht Ihr dann das ganze zusammengebaut auf der Kipphebelwelle.

Auf dem dritten Bild seht Ihr, wie das dann bei falsch eingestellter Kipphebelgeometrie aussehen müsste. In diesem Fall muss der Kipphebelbock mehr unterlegt werden, damit der höher kommt.

Auf dem vierten Bild seht Ihr, wie das dann bei genau richtiger Kipphebelgeometrie aussehen muss!

Das ganze muss natürlich bei exakt halb geöffnetem Ventil gemacht werden. Dazu habe ich vor, die Kipphebelwelle nur mit einer Stösselstange einzubauen - für das Ventil, an dem ich das dann ausmesse. Für alle anderen muss das dann ja genau gleich sein!

Den Vorteil meiner Messmethode sehe ich darin, dass man viel exakter abschätzen kann, ob die Geometrie stimmt alsbeim überprüfen ob die Einstellschraube in einer Flucht mit dem Ventil steht.

Und darin, dass diese Methode auch bei Tuningkipphebeln funktioniert, die die Einstellschraube auf der Stösselstangenseite haben.

So, jetzt bin ich gespannt auf Eure Rückmeldungen , ob das ne gute Methode ist, meine Theorie zu dem ganzen stimmt und ob ich das so machen soll!

Viele Grüße Jan

Viele Grüße

Deine Überlegungen sind soweit richtig.

Die Einstellschraube sollte mit der Stößelstange fluchten. Korrekt.

Und der Hebel sollte bei halbem Ventilhub senkrecht zum Ventil drücken, genau als Tangente zur Kipphebelachse.

Du kannst es dir aber auch leicht machen... die SCAT bzw. EMPI Teile sind gedacht zur Verwendung auch ohne Ventilschutzkappen. Sie leiden zwar massiv drunter, wenn die Kappen fehlen, aber was soll's, ist ja nur Geld.

Wenn du genau 1.5mm dicke Scheiben unterlegst, hast du die Dicke der Ventilschutzkappen berücksichtigt, dann stimmt wieder alles. Und es passen ohne Änderung die Stößelstangen eines 1200ers im 1600er. 😉

Natürlich müssen auch die Ventile da stehen, wo die Serie auch ist, sonst passt's ja wieder nicht...

Hi Red!

Das war für mich eben ein bisschen die Frage, ob diese Empi Kipphebelwelle von der Geometrie für die Seriennockenwelle ausgelegt ist, denn bei Verwendung einer anderen schärferen Nocke ändert sich ja auch die Geometrie!

Wenn ich jetzt eine Nocke mit mehr Hub verbauen würde, dann ist ja auch das Ventil bei "halbem Hub" schon weiter geöffnet und somit stimmt dann die Geometrie nicht mehr. Die Folge währe, dass ich die Kipphebelwelle weiter runter setzen müsste als Serie - was ja mit vertretbarem Aufwand nicht geht.

Meine Überlegung war, dass die Jungs von Empi/Scat soweit gedacht haben, dass die Geomerie auch bei steilerer Nocke mit mehr Hub Einstellbar bleibt, und eben auch bei Einer Seriennocke der Bock höher gelegt werden muss um die exakte Geometrie hin zu bekommen.

Noch ein Grund für den Beitrag war, dass ich denke, mit dieser Messmethode viel exakter die genaue Geometrie überprüfen zu können, denn ich finde es schon recht schwierig per Augenmaß abzuschätzen, ob die Einstellschraube exakt mit dem Ventilschaft fluchtet (bzw. mit der Stösselstange bei den Empi/Scat Kippern).

Mich würde mal interessieren, was ihr von der Messmethode an sich haltet ;-)

P.s. ich hab da gerade im Netz noch ein Bild gefunden, dass das ganze "System Kipphebelgeometrie" ganz gut darstellt:

P.s. Red, bei der Veränderung der Geometrie bei Verwendung von Ventilkappen geb ich dir absolut recht!

Ehrlich gesagt kann ich dieser meßmethode gar nicht folgen, da der eigentliche feste Punkt frei drehbar ist. Oder ich habe hier was falsch verstanden?
Deine Nadel ist doch drehbar-oder? Somit kann ich laufend- theoretisch laufend- den 90Grad punkt verschieben.

Die andere Geschichte ist die, daß man sich damit nicht um 1mm verschätzen, vermessen ect. Gedanken machen muss. Diese Faustregel " 1/2Ventilhub" ist ein Kompromiss für die Ventilführung damit die gleichmässig verschleisst- mehr nicht. Es findet da ein Wechsel der Seitenkraft bei 1/2 Hub statt.
Meine skizze zeigt das übliche und das eben gesagte.
Die "andere Version" hat auch ihre Vorteile, denn die Ventilfederkraft ist da anfangs sehr gering, steigert sich aber im Laufe des Bewegungsablaufes zum Umschlag auf die andere Seite und bleibt dort länger. Das ist der hauptsächliche einseitige Verschleiss.
Auch die Abrollverhältnisse sind ungünstiger.
Alles eben ein Kompromiss. Ob nun 1mm günstiger zur DIESER Seite oder ungünstiger zur ANDEREN Seite.
Das merkt man in 100.000km nicht.

@flatfour

wollte fast eine ähliche Zeichnung machen - habs halt nur verbal so beschrieben ("Kräfteparallelogramm"😉.

Dann sind wir beide ja gleicher Meinung .... 🙂

LG

Christian

Zitat:

Original geschrieben von flatfour

Ehrlich gesagt kann ich dieser meßmethode gar nicht folgen, da der eigentliche feste Punkt frei drehbar ist. Oder ich habe hier was falsch verstanden?
Deine Nadel ist doch drehbar-oder? Somit kann ich laufend- theoretisch laufend- den 90Grad punkt verschieben.

Hi Flat,

Drehbar ist sie schon, aber so wie ich die Nadel an die Unterlegscheibe gemacht habe, zielt sie ja genau auf den Mittelpunkt/Drehachse der Kipphebelwelle. Jetzt kann man genau sehen , ob diese Nadel parallel zum Ventilteller verläuft.

Die Nadel läuft quasi vom Mittelpunkt der Kipphebelachse zum Kontaktpunkt zwischen Einstellschraube und und Ventilschaft.

Das sind zwei absolut "fixe" Punkte, und ich kann genau sehen ob das fluchtet. Meiner Meinung nach viel genauer als bei anderer Messmethode...

Verstehste, was ich meine? ich habs jetzt noch mal aufgemahlt :-)

Ein ganz so echtes Kräfteparallelogram wird es auch in der Realität nicht werden, denn die Kontaktfläche Hebel zu Ventilschaft ist ja gut geschmiert, allzuviel Reibung wird da nicht übertragen. Eigentlich ist nur wichtig, dass der Hebel nicht eine Kante trifft oder die Flächenpressung zu hoch wird... was eigentlich bei den relativ spitzen (Serien...) Einstellschrauben recht schnell der Fall ist, schließlich sind die Edelstahlventilschäfte recht weich.

Mach dich mit der Geometrie nicht verrückt, du kannst da eine Doktorarbeit draus machen oder es einfach zusammenschrauben und 5x um die Welt fahren 🙂

Bau das Ding ein, gib ihm anfangs ruhig 0,2mm Ventilspiel, stell ihn bei 200km und 2000km entsprechend nach und das Ding rennt schön weiter.

Nur das mit dem Abrieb würde ich weiter beobachten, nicht dass ein Kanal zu macht.

Jede Gerade die einen Kreisbogen schneidet, die nicht Sehen oder Tangente ist, zeigt zum Mittelpunkt.
Dein Zeiger zeigt also immer zum Mittelpunkt. Egal wie liegt. 
Nur setzt du voraus das, wenn die Nadel, Zeiger parallel zum Teller liegt, gleichzeitig das dem rechten Winkel  entspricht- bis hier noch korrekt, aber jetzt- und auch gleichzeigtig eine Linie mit der Kipphebelgeometrie, Schraube bildet.
Das ist nicht immer der Fall, wie meine Bilder mit unterschiedlichen Kipphebelformen zeigen.

Was du machst ist den Kipphebelachsmittelpunkt = parallel zum Teller setzen.
Das kann passen, muss aber nicht.

Vielleicht bin ich auch zu blöd und kapier den ganzen Kram nicht. Kann auch sein.

Ich glaube, Jan möchte halt dahin kommen, dass die Einstellschraube oder ein modifizierter Kipphebel möglichst immer die Mitte des Ventilschaftkopfes trifft.

Dies ist durch den Abstand der Kipphelwelle zu den Ventilschäften fest vorgegeben und gilt dann auch nur in einer Position (z.B. halb offenes Ventil), in allen anderen Kipphebelstellungen wandert der Berührungspunkt Einstellschraube vs Ventilschaft seitlich weg (durch die Kreisförmige Bewegung des Kipphebels). Das sind geschätzt so etwa 1mm oder weniger.

Wie Red schreibt, ist das ganze ja auch gut geschmiert und die Einstellschraubenköpfe sind ja vorne leicht kugelförmig, also wird die Einstellschraube hier nicht den Megaschaden anrichten.(Es sei denn der Kopf trifft den Ventilschaft-Rand)

Durch Verschieben der Lagerböcke der Kipphebelwelle ist der vorgenannte Abstand auch geringfügig einstellbar - gilt halt aber nur in einer Position.

LG
Christian

Wenn ich das so lese komme ich schon wieder zu dem Punkt wo ich lieber die MB Einstellschrauben verbaue.
Die Reibung ist da viel geringer da ja eine große Fläche auf den Ventilschaft drückt die ja die Kräfte viel gleichmäßiger verteilt als die abrollenden Hebel die ja nur einige mm² an Auflage auf dem Ventil haben.(1mm X 5mm )
Wohingegen die von MB ein runden Teller haben der fast vollständig auf den Schaft drückt und seine abrollbewegung der Einstellschraube macht in zwei aufeinander abgestimmten Kugelflächen(die stehende am Gewinde und die sich bewegende ,abrollende,am aufliegenden Fuß).
Da entsteht zwar auch die Reibung bei der auf und ab bewegung zwischen Fuß und Schaft aber die wird eben auf eine (geschätzt) 4-5 mal so große Fläche übertragen.

Das einstellen der Geometrie geht sehr gut wenn man den Motor drehen kann und seitlich auf die Einstellschraube schaut.Halber Ventilweg vorher mit dem Meßschieber ermittelt und dann eben an dem gefundenen Punkt den Motor vor und zurück bewegt.Man sieht das die Schraube dann über oder unter dem gewünschen Winkel steht.