95 ccm-Zylinder - Captains 91SA zu 95SA Zylinder-Projekt

      95 ccm-Zylinder - Captains 91SA zu 95SA Zylinder-Projekt

      Ich bin gerade dabei für meine Ultra 80AC einen 91 ccm Zylinder aufzuarbeiten.
      Diese Zylinder haben original 49mm Bohrung. Da es definitiv keine 49 mm Sachs-Kolben mehr gibt, werde ich - inspiriert durch die Idee von Jonas - einen 50 mm Zündapp-Kolben verwenden. Dazu wird der Zylinder aufgebohrt und neu beschichtet. Außerdem muss der Zylinder auf OT etwas geplant werden, da der 50 mm Kolben eine etwas geringere Kompressionhöhe hat.

      Was mich im Moment beschäftigt ist die Frage des Laufspiels. Es soll auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt sein.
      Wie gesagt, es ist ein AC-Zylinder mit 50 mm Bohrung. Mir wurde von jemanden 5/100 Laufspiel empfohlen, was mir fast etwas viel vorkommt.
      Habt ihr andere Vorschläge?
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      Dieser Beitrag wurde bereits 4 mal editiert, zuletzt von „captain.confusion {MMO}“ ()

      Original von gamma

      ja nicht zu klein werden!,lieber minimalsten! leistungsverlust als nen klemmer...


      Durch zu großes Laufspiel steigt die Klemmergefahr aber auch stark!

      Wenn das heiße Gas am Kolben vorbeipfeift, wird der Kolben am Umfang deutlich mehr erhitzt als nomal.
      Die Folge ist ne übermäßige Ausdehnung des Kolbens bezüglich des Durchmessers, was halt eben auch zum Klemmer führen kann.


      Ich würd mich einfach mal an nen Betrieb wenden, der beschichtet oder hont...
      Wer Hubraum säht wird Drehmoment ernten, wo Saatgut fehlt muss Drehzahl her! :D

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      Original von -Ei-
      Original von gamma

      ja nicht zu klein werden!,lieber minimalsten! leistungsverlust als nen klemmer...


      Durch zu großes Laufspiel steigt die Klemmergefahr aber auch stark!

      Wenn das heiße Gas am Kolben vorbeipfeift, wird der Kolben am Umfang deutlich mehr erhitzt als nomal.
      Die Folge ist ne übermäßige Ausdehnung des Kolbens bezüglich des Durchmessers, was halt eben auch zum Klemmer führen kann.


      Ich würd mich einfach mal an nen Betrieb wenden, der beschichtet oder hont...


      naja aber nur wenn der ring/die ringe fertig sind...
      Manchmal ist es so einfach:

      Man schaue in den entsprechenden Sachs-Unterlagen nach oder lasse dort nachschauen. Und siehe da: Laufspiel 5/100.

      Was für ein Projekt das werden soll, habe ich ja schon weiter oben beschrieben.
      Alles begann, als ich im letzten Oktober auf der Veterama diesen von der Lauffläche her ziemlich toten 91er Sachs-Zylinder gekauft habe. Hat 8,- Euro gekostet.

      Wie schon ober erwähnt, gibt es keine Kolben (49 mm) mehr für diese Zylinder.
      Glücklicherweise hatte Jonas die Idee mit dem verwenden eines 50 mm Zündapp-Kolbens. Dazu muss natürlich aufgebohrt und frisch beschichtet werden. Kolben habe ich schon da, es geht also demnächst los.

      Hier mal zwei Bilder der Zylinderlauffläche:



      Was isn bei dem anne ÜS passiert? Hab ich ja noch nie gesehen bei den LC Zylindern...
      erst wenn der letzte vergaser verschrottet, der letzte unterbrecher verschmort und der letzte gaszug gerissen ist, werdet ihr merken, dass man elektronik nicht reparieren kann!
      @ Jonas:

      Die AC-Zylinder sind vom Aufbau komplett anders.
      Vom 80iger-Zylinder gibt es zwei Aúsführungen:

      1. Ältere Version: 4-Kanal, also 2 ÜS, ganz standartmäßig. Läuft träge, dreht nicht sonderlich.

      2. Neuere Version: 6 Kanal, 2 ÜS und 2 kleine ÜS, die vom Maß her eher Stützer sind. Letzendlich wurde von der Dichtfläche aus ein Loch im entsprechenden Winkel Richtung Laufbahn gebohrt, dass dann dort schräg endet. Die laufen besser und sind drehfreudiger.

      Die 91er AC-Zylinder verwenden das unter 2. beschriebene Layout. Ich mache mal noch ein Foto von der Dichtfläche, dann wird es klarer.


      @ commander:

      Da hast du sicherlich Recht, auf den ersten Blick könnte man da noch ein wenig nacharbeiten.

      Leider sprechen aber so viele Faktoren dagegen, dass ich den Zylinder vom Layout her original lasse:

      Der Zylinder kommt auf eine Ultra 80 Bj. 82. Mit dem Moped fahre ich im Sommer bei schönem Wetter spazieren. Da habe ich es nicht eilig. Mir kommt es mehr auf die Originalität an.

      Wer sich mal etwas mit den deutschen 80iger Motoren beschäftigt hat, merkt, dass die nur sehr schlecht zu tunen sind. Das liegt schon an den gesetzlichen Vorgaben von damals. 80 ccm, max. 10 PS bei 6.000 U/min und natürlich haben sich die deutschen Hersteller – anders als später die Japaner – genau daran gehalten. Auch wenn die Motoren letztendlich (außer bei Kreidler) eine Weiterentwicklung der 6,25er waren wurden sie entsprechend konstruiert:

      1. Zahme Steuerzeiten mit relativ großen Kanälen

      2. Schwere, träge Kurbelwellen

      3. Viel Schwungmasse

      4. Zündungen, die zwar eine relative hohe Leistung brachten (12V, 130 W oder 6 V 85 W) aber dementsprechend schwere Polräder hatten und bei hohen Drehzahlen zum Hitzetot neigen.

      5. Die Peripherie, insbesondere der Auspuff trugen ihr übriges dazu bei. Auch der 20iger Vergaser war kein Garant für Drehzahlen. Hier lässt übrigens das sog. Antimanipulationsgestz grüßen.

      Deswegen drehten die Motoren auch nur rund 7k. Mit ein paar kleinen Änderungen an Auspuff und Vergaser lässt sich noch ein wenig was rauskitzeln. Dann ist aber bei 7,5k Schluss, danach kommt nur heiße Luft.

      Die ganzen Faktoren machen also ein Tuning über die Drehzahl fast unmöglich, bzw. sinnlos, da sonst der Verschleiß extrem hoch wird. Außerdem saufen die Motoren dann wie ein Loch. Das will ich auf keinen Fall.

      Zur Verdeutlichung mal die Steuerzeiten: E=125, ÜS=100, A=158.

      Da geht auslasseitig nicht viel, der VA ist wegen dem schlechten Serienauspuff schon bei 29. Der Auslassschlitz hat im Moment 55%, da könnte man noch etwas nacharbeiten. Dann allerdings wird er so breit, das keine Dichtfläche am Krümmerflansch mehr da ist, also Pech.

      Der Einlass ist glücklicherweise so groß bemessen, das man auch einen 24er Vergaser verbauen könnte, was wohl irgendwann auch kommt.

      Eventuell könnte man die ÜS etwas nacharbeiten, was ich aber letztendlich nicht will, da mir da etwas die Praxis fehlt und ich den seltenen Zylinder nicht versauen möchte.

      Aus den o.g. Gründen macht es also nicht viel Sinn an dem Zylinder große Änderungen vorzunehmen. Die Zylinder sind schon von Hause aus auf Drehmoment ausgelegt. Deswegen bleibt eigentlich nicht viel übrig, als legales Tuning über mehr Hubraum. Es gibt nämlich ein Gutachten mit dem man den Satz eintragen lassen kann, was dann natürlich auch geschehen wird. Vielleicht werde ich noch mit ein paar Auspuffen testen, jedoch möchte ich die originale Optik des Mopeds nicht groß verändern, deswegen ist die Auswahl hier auch recht klein. Aus dem Simsonregal gibt es da was, mal sehen.
      Zur Verdeutlichung mal die Steuerzeiten: E=125, ÜS=100, A=158


      Hui, das ist mal wenig. Das Hauptproblem sind wohl die kurzen ÜS, man könnte das Dingen noch etwas anheben. Aber lassen wir das, wenn du Ori. fahren willst und den Satz eintragen möchtest. Hab hier noch irgendwo zwei 80er Sachs LC Zylinder mit Kopf rum liegen, wenn Interesse besteht einfach melden.
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      Achsooo um nen AC Zylinder gehts hier. Dann ist das klar mit den ÜS.

      Das Problem mit dem ganzen scheiss da wird bei mir einfach über nen anderen Kolben mit 55mm gelöst. Schön drehmoment bei ähnlichen Steuerzeiten wie Serie (auch mit serien Gaser und geändertem Serienauspuff). + Gussbuchse wird das ganze auch noch halbwegs bezahlbar.

      Wenn der fertig ist, wird der hier auch mal vorgestellt.

      @captain.confusion: Soll ich dir eigentlich noch den 91er Brennraum auslitern?
      erst wenn der letzte vergaser verschrottet, der letzte unterbrecher verschmort und der letzte gaszug gerissen ist, werdet ihr merken, dass man elektronik nicht reparieren kann!

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      Original von Jonas
      @captain.confusion: Soll ich dir eigentlich noch den 91er Brennraum auslitern?


      Oh, ja bitte. Alte Zündkerze rein und dann bis "Oberkante - Unterkante".
      Ich habe leider nur ein Bild. So rein optisch vermute ich beim 91er Kopf ca. 1,5 ccm mehr Volumen. Wenn du noch Zeit hättest, könntest du mir auch einen 80iger auslitern. Ich habe im Moment keinen ausgebauten rumliegen.
      Original von captain.confusion {MMO}
      Original von Jonas
      @captain.confusion: Soll ich dir eigentlich noch den 91er Brennraum auslitern?


      Oh, ja bitte. Alte Zündkerze rein und dann bis "Oberkante - Unterkante".
      Ich habe leider nur ein Bild. So rein optisch vermute ich beim 91er Kopf ca. 1,5 ccm mehr Volumen. Wenn du noch Zeit hättest, könntest du mir auch einen 80iger auslitern. Ich habe im Moment keinen ausgebauten rumliegen.


      Dann mach ich das mal am Dienstag, wenn alle Klausuren durch sind.

      Nur so nebenbei: Beim LC Zylinder wurde die Leistung praktisch nur durch die höhere Drehzahl angehoben. Laut Gutachten 7,3KW bei 7500upm. Normal waren ja 7KW bei 6000upm.
      erst wenn der letzte vergaser verschrottet, der letzte unterbrecher verschmort und der letzte gaszug gerissen ist, werdet ihr merken, dass man elektronik nicht reparieren kann!

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      Heute habe ich gemessen und gerechnet und gemessen und gerechnet und gemessen und gerechnet. Zuerst möchte ich euch noch ein paar Bilder zeigen, dann werde ich euch mal meine Rechnungen darstellen. Mal sehen ob dem jemand folgen kann, *grins*

      Hier noch mal zur Verdeutlichung die Zylinderdichtfläche. Man kann gut erkennen, wie einfach das mit den Stützern/Mini-ÜS gelöst wurde. Einfach ein Loch im richtigen Winkel und fertig.




      Hier mal die beiden Kolben zum Vergleich: Links der Sachs-Kolben (49 mm) und rechts der Zündapp-Kolben. Die beiden Kolben sind mit dem Kolbenbolzen verbunden. Man sieht genau die kleinere Verdichtungshöhe des Zündappkolbens, kann aber auch den etwas flacheren Dom erkennen.




      Hier die beiden Kolben von der Seite gesehen. Man kann erkennen, dass die Aussparungen für die ÜS bei dem Zündappkolben etwas kleiner sind. Die werden noch ein wenig nachgearbeitet.



      Hier mal ein Detailfoto von dem Sachs-Kolben. Man kann erkennen, dass er total gerissen ist, von der Mitte des Bodens bis zum Auge. Dieses Problem ist kein Einzelfall, das kam öfters vor, da die Sachs-Kolben um Gewicht zu sparen sehr dünnwandig gebaut waren. Leider zu Ungunsten der Haltbarkeit. Eigentlich eine kleine Fehlkonstruktion. Der Zündapp-Kolben ist stabiler gebaut, dafür wiegt er auch 16 Gramm mehr. Der Motor wird ja keine Drehzahlsau, deswegen sehe ich das gelassen.




      So jetzt folgen die Berechnungen zur Anpassung der Verdichtung. Ich glaube das hat was von Telekolleg oder angewandter Mathe. Ihr wisst ja aber, dass ich gerne rumrechne, dass macht mir richtig Spaß:

      Der 91er Sachs-Zylinder hat serienmäßig eine Verdichtung von 10:1. Die wird natürlich auch wieder angestrebt.

      Der Zündapp-Kolben hat 1,1 mm weniger Verdichtungshöhe. Man könnte ja jetzt sagen die 1,1 mm planen wir auf OT am Zylinder ab und dann gut. Nein, so einfach ist das nicht.

      Zuerst noch mal die Berechnungsformel für die Verdichtung:

      (V b + V h) / V b = x

      V b = Brennraumvolumen
      V h = Hubraum
      X = Verdichtung

      Um also bei 91 ccm auf eine Verdichtung von 10 zu kommen braucht man ein V b von 10,1 ccm (91 + 10,1) / 10,1 = 10

      Da der Zylinder jetzt aber 95 ccm hat benötigen wir ein V b von 10,5 ccm (95 + 10,5) / 10,5 = 10

      Um eine Grundlage für die weiteren Berechnungen zu haben, sollte man erstmal berechnen was für einem Volumen 1 mm Hub entspricht (bei einem 50 mm Kolben):

      Also: r (quadrat) * pi * h 2,5 cm (quadrat) * pi * 0,1cm = 1,96 ccm

      1 mm Hub entspricht also 1,96 ccm oder

      0,1 mm Hub entspricht 0,196 ccm.

      Da wir nun das V b von 10,1 ccm auf 10,5 ccm, also um 0,4 ccm erhöhen wollen entspricht das ziemlich genau 0,2 mm Brennraum (0,2 * 1,96 ccm).

      Erinnern wir uns, die Verdichtungshöhe war 1,1 mm weniger. Minus 0,2 mm, wir sind nun bei 0,9 mm.

      Und jetzt kommt das größte Problem. Wie ich oben schon geschrieben habe, ist der Dom des Zündappkolbens etwas flacher. Der Dom hat ja eine konvexe Form. Leider kann man das Volumen eines konvexen Körpers nur durch Rotationsfunktionen ausrechnen. Wie das funktioniert wusste ich zwar irgendwann mal, habe es aber nicht mehr parat. Was nun? Ich habe meinen Abikollegen angerufen, der ist Diplommathematiker. Er meinte, man könne auch die Formel für das Volumen eines Kegels nehmen, das würde völlig ausreichen und ist mathematisch auch nicht viel ungenauer. Aha, wie das geht weiß ich wieder:

      V kegel = Grundseite * h * 1/3 also r (quadrat) * pi * h * 1/3

      Dann ging es wieder ans Messen:

      Der Dom des Sachskolbens ist 2,1 mm hoch, der des Zündappkolbens 1,6 mm:

      Sachs: 2,45 cm (quadrat) * pi * 0,21 cm * 1/3 = 1,32 ccm

      Zündapp: 2,5 cm (quadrat) * pi * 0,16 cm * 1/3 = 1,05 ccm


      Jetzt könnte man auf die Idee kommen, dass der Zündappdom ja ein geringeres Volumen hat und man deshalb einen größeren Brennraum hat. Aber nein! Der Zündappdom hat ja 0,5 mm weniger Dom, d.h. in dem Bereich wo der Sachskolben schon domförmig wird ist der Zündappkolben noch zylindrisch. Somit muss man noch 0,5 mm „Zylinder“ dazurechnen.

      Erinnern wir uns: 1 mm Bohrung = 1,96 ccm, d.h. 0,5 mm Bohrung = 0,98 ccm.

      Somit gilt für den Zündappkolben: V Dom + V zylindrisch = 1,05 ccm + 0,98 ccm = 2,03 ccm

      Im Vergleich zum Sachskolben 1,32 ccm

      Daher 2,03 ccm – 1,32 ccm = 0,71 ccm.

      Diese 0,71 ccm müssen wir wieder ausgleichen.

      Erinnern wir uns noch mal: 0,1 mm Bohrung = 0,196 ccm

      Daher: 0,71 ccm / 0,196 ccm = 3,6

      Wir müssen also noch mal 3,6 * 0,1 mm abrechnen somit 0,36 mm.

      Wir waren bei 0,9 mm weniger auf OT: 0,9 mm – 0,36 mm = 0,54 mm weniger auf OT.


      Also wird der Zylinder 0,55 mm abgeplant, vielleicht auch 0,6 mm das weiß ich noch nicht ganz genau.

      Jetzt könntet ihr natürlich fragen, warum ich mir soviel Arbeit mit der Rechnerei mache. Man könnte ja auch den Zylinder montieren und dann entsprechend auslitern usw. Das Problem ist aber, dass der Beschichter auch gleich den Zylinder abplant und dem muss ich ja irgendeinen Wert geben. Also bleibt nur der Weg der Rechnerei.
      Außerdem gehört das einfach dazu, solche Sachen sollte man gut planen, das spart hinterher einiges an Arbeit.

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      Schön gerechnet :D

      Hab eben mal die Köpfe ausgelitert:

      Der 80er hat 8,6ccm und der 91er Kopf hat 9,0ccm.
      erst wenn der letzte vergaser verschrottet, der letzte unterbrecher verschmort und der letzte gaszug gerissen ist, werdet ihr merken, dass man elektronik nicht reparieren kann!
      hey!
      siehst du, doch gut das du nachgefragt hast.. sonst wäre es wohl etwas eng geworden mit dem laufspiel..

      das mit der rechnung ist echt super.. vor dem zusammenbau würde ich trotzdem nochmal den quetschspalt zur quetschkante überprüfen.. :)
      Gruß Dirk



      Eure Kurbelwelle ist hin? Keine Leistung?
      Kurbelwelle ausrichten, Zylinder(kopf) tunen
      und weitere Dienstleistungen hier
      Moin Captain
      Gratuliere,interessantes Projekt - wie immer.
      Mir kommt da so`n Gedanke....Falls Du die Ausparungen für die Überströmer am Kolben soweit vergrößerst,wie beim Orikolben,könntest Du erhebliche Druckverluste bei der Vorverdichtung kriegen.Je nach dem,wo die Kanalöffnungen mit dem Kolbenbolzenauge aufeinandertreffen.Schwer zu sehen und doof zu erklären,aber nicht unmöglich,denn Dir geht wertvolle Dichtfläche an dieser Stelle verloren (evtl.-vieleicht -möglich-weil könnte sein-unter Umständen-oder?? :baby:
      Gruß Bull
      @ Jonas: Danke

      @ Bull: Ich glaube ich verstehe was du meinst. Durch das Vergrößern der Ausschnitte der ÜS auf das originale Maß würde man in den Bereich des "Topfes" um den Kobo kommen. Dann wäre da im gelb markierten Bereich eine Verbindung. Das könnte zu einem - ich glaube man sagt doch Kanalkurzschluss dazu - kommen. Das wäre natürlich schlecht.
      So wie ich sehe könnte das bei dem Zylinder nicht passieren.
      Soweit werde ich den Ausschnitte aber auch nicht vergößern, da man sonst auf der Innenseite des Kolbens in den Verstärkungsbereich des Kobo käme.
      Deswegen wird nur wie blau markiert vergrößert.

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      Die 80iger Motoren hatten alle Motoplat-Zündungen, kontaktlos mit außenliegender Zündspule. Der Konus ist glaube ich 7,5. Das muss ich aber nochmal nachlesen.
      Die AC-Motoren haben 6 V 75 W, die LC 12 V 130 W.
      Dementsprechend schwere Polräder wurden verwendet.
      Wegen der hohen Lichtleistung sind die Zündungen thermisch anfällig. Insbesondere die 12 V Zündung der LC möchte daher keine dauerhaft hohen Drehzahlen und muss durch Lüftungsschlitze im Zündungsdeckel gekühlt werden.
      Also für deine Rennpuch wenig empfehlenswert.
      Interresantes Thema ,

      Das ich demnächst auch haben werde, mein Kolben ist auch nicht mehr der Neueste. Allerdings muss ich sagen das Gerissene 91 Kolben mir noch nicht untergekommen sind.

      Zur Zündung kann ich etwas empfehlen-Vielleicht steht das auch schon Irgendwo..
      Bezieht sich jetzt auf eine Ultra 80 LC

      12Volt 80Watt von Motoplat wurde unter anderem in der Ultra 3 LC verbaut
      Polrad ist aus Alu .Der Motor ist Spritziger im Hochdrehen :heizen: Die Standzeit ist auch viel besser wie die 130Watt .Ladung für den Akku reicht aus , man kann aber auch einen anderen Regler verbauen der Original von der Sachs ist nicht so dolle. ( Verbrät einiges an Strom.)
      Ich sage aber gleich einfach reinstecken geht net, man muss die Grundplatte umstricken.

      Ist der Kolben und der Zylinder schon geändert? Bin richtig gespannt auf die Ergebnisse.

      mfg

      Thomas

      Dieser Beitrag wurde bereits 4 mal editiert, zuletzt von „Ultraracer“ ()