Kart-Technik by motorsport-guide

Dieter Doeblin

KART-TECHNIK Aktualisierte und erweiterte Auflage www.motorsport-guide.com

Alles 端ber Abstimmung, Wartung und Reparatur von Karts motorsport-guide Fachbuch Technik

Dieter Doeblin

KART-TECHNIK Alles 端ber Abstimmung, Wartung und Reparatur von Karts

Ausgabe 2009 Aktualisierte und erweiterte Auflage

motorsport-guide Fachbuch Technik

Vorwort

Vorwort Der Kart-Sport ist ein Hobby, das viel Freude und Spaß machen kann. Allerdings ist es auch ein geräteabhängiger Sport. Dieses spezielle Sportgerät GoKart muss fortwährend gepflegt und ab und an auch mal repariert werden. Anschaffung, Pflege und Reparatur eines Karts stellen Kostenfaktoren dar, die Sie sich sorgfältig überlegen sollten.

kleine Sportart, daher ist das Angebot an entsprechender Literatur und auch an Fachzeitschriften naturgemäß dünn. Da hilft auch das Internet nicht immer weiter. Zudem wird das Kartfahren auch heute noch überwiegend mit 2Takt-Motoren betrieben, die in der allgemeinen technischen Entwicklung im automotiven Bereich schon länger keine Rolle mehr spielen. Entsprechend dürftig ist auch das Angebot an aktuellen technischen Informationen zu diesen Motoren.

Wenn Sie dieses Buch in der Hand halten, werden Sie vermutlich Ihre Entscheidung schon getroffen haben oder bald treffen. Nur Mut! Sie werden sehen, es lohnt sich! Wartung und der Service für das Sportgerät Kart werden von zahlreichen Händlern bundesweit angeboten, aber gute Dienstleistungen sind heutzutage nicht unbedingt für wenig Geld zu haben. Da die Karttechnik für den Betrachter zunächst einfach scheint, möchten viele Kartfahrer zumindest Wartung und Pflege ihres Sportgerätes selbst in die Hand nehmen, um Kosten zu sparen. Neben dem Kartfahren selbst ist aber auch das Schrauben am Kart, abgesehen von der Kosteneinsparung, bei vielen Kartbegeisterten ein nicht zu unterschätzender Spaß-Faktor, der ebenfalls Befriedigung bietet. Allerdings bemerkt selbst der, der aus technisch geprägten Berufen kommt, dass die Kart-Technik doch um Einiges komplizierter ist, als man im ersten Moment vermutet hat. Das Einstellen des Chassis zum Beispiel, im Motorsport »Abstimmung« genannt, ist trotz der wenigen Bauteile ein komplexer Vorgang, der Einiges an Erfahrung voraussetzt. Erfahrung kann man aber nur durch Ausprobieren und durch Vermittlung von Know-how erlangen. Dies gilt für viele Dinge, sei es die richtige Einstellung des Vergasers am Motor, der korrekte Einbau des Sitzes ins Chassis oder gar die Auswahl der besten Übersetzung. Know-how bzw. Fachwissen erlangt man in der Regel durch direkte Vermittlung durch Personen oder aber durch entsprechende Fachliteratur. Kart-Racing und Kart-Hobby ist eine zahlenmäßig eher

Da seit dem Erscheinen meines ersten Buches zum Thema Kartsport »Karting en Detail« nun fast 15 Jahre vergangen sind, in denen auch der Kartsport und seine Technik vielen Veränderungen und Innovationen unterworfen waren, habe ich schon 2005 ein kleines TechnikHandbuch für den interessierten Kartfahrer als Leitfaden herausgebracht, damit dieser sich mit den wichtigsten technischen Grundlagen auseinandersetzen kann. Da es aber nach 2007 im Kartsport nochmals einen Innovationsschub bei der Technik gab, bot es sich an, eine überarbeitete und erweiterte Neuauflage herauszubringen. Das neue »Handbuch Kart-Technik« bietet dem Neueinsteiger durch seine Erweiterung um eine Reihe von Themen bei vielen Problemen noch mehr Erste Hilfe und dem Fortgeschrittenen neue Anhaltspunkte für die professionelle Lösung zahlreicher Fragen. Das Handbuch zeigt vom Reifenwechsel über die digitale Zündung bis hin zum Tuning, wie es gemacht wird. Natürlich können komplexe technische Zusammenhänge in einem solchen Handbuch nur angerissen werden, da zur Vertiefung einfach der Platz fehlt. Dennoch hoffe ich, dass der Leser, der ja gleichzeitig oft auch sein eigener Schrauber ist, eine Menge Anregungen aus diesem neuen Buch in der Praxis verwenden und umsetzen kann. Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen, beim Schrauben und vor allem beim Kartfahren!

Dieter Doeblin

Inhalt

Inhalt Technik

Service 1 Werkzeug

17 Kart vermessen

2 Schrauben

18 Kart-Reifen

3 Gebrauchtkart

19 Hinterachsen

4 Helme

20 Bremsen

5 Wintercheck

21 Chassis

6 Schmierstoffe

22 Kupplung

7 Die korrekte Sitzposition

23 Zündung

8 Sitzreparatur

24 Vergaser

9 Kartketten

25 MaxJet

102

10 Das ultimative Kettenwerkzeug

26 Kurbelwellen

104

11 Reifenmontage

27 2-Takt-Motor

110

12 Auswuchten

28 4-Takt-Tuning

122

13 Starterbatterie

14 Datenauswertung

15 Zeitnahme

16 Rennteam

Lexikon

Impressum Herstellung: Verlag motorsport-guide, www.motorsport-guide.com Bildnachweis: Tec-MEDIA, Werksfotos, Dieter Doeblin Layout: Claudio Fugenzi Verlag und Autor haben alle Angaben im Buch gewissenhaft überprüft, können aber keine Gewähr für die Richtigkeit der Angaben und keine Haftung für Schäden übernehmen, die durch Arbeiten auf Grund der Anleitungen in diesem Buch entstehen. Hinweise zu sachlichen Fehlern nehmen wir gerne entgegen. 1. Auflage, April 2009, ISBN 978-3-936285-33-8

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Kartwerkzeug

Das Thema Werkzeug ist immer aktuell, sowohl für den Hobby-Fahrer als auch für den Racer, denn beide sind auf gutes Werkzeug angewiesen – der eine mehr, der andere weniger.

ass das eingesetzte Werkzeug von guter Qualität sein sollte, muss man eigentlich nicht besonders erwähnen. Sonderangebote aus dem Baumarkt erfüllen die Ansprüche, die der Kartsport stellt, meistens nicht. Mit billigem Werkzeug steigt erstens die Verletzungsgefahr (z.B. durch Abrutschen an festen Schraubenverbindungen) und zweitens ist das Risiko viel zu groß, dass Bauteile am Kart beschädigt werden. Also Finger weg von dieser Art Handwerkszeug! Da man in der Regel den Kartsport über einen längeren Zeitraum ausübt, lohnt sich die Mehrausgabe für Qualitätswerkzeug. Anfangen wollen wir in diesem Beitrag mit dem eigentlichen »Handwerkszeug«, wie Schraubendreher, Ring- und Maulschlüssel, Ratschen und Nüssen. Darüber hinaus sollten immer saubere Putzlappen und zusätzlich Papiertücher vorhanden sein. Sinnvoll sind weiter Schutzhandschuhe und eine Schutzbrille. Als nützliche »kleine Helfer« haben sich Bremsenreiniger, Rostlöser, Sprühöl, Kettenspray, Teflonspray, Dichtungspaste und flüssige Schraubensicherung erwiesen.

Bitte achten Sie immer auf die Belange des Umweltschutzes beim Schrauben an Ihrem Kart! Der Umgang mit Ölen und Benzin in der Natur setzt immer ein großes Maß an Verantwortungsbewusstsein voraus.

Leider gab es den idealen Werkzeugkasten/Wagen, der speziell auf die Belange des Kartschraubers zugeschnitten war. bislang nicht. Wir haben uns daher in Zusammenarbeit mit der Firma »Welt-der-Werkzeuge« aus Paderborn die Mühe gemacht ,einen Werkzeugwagen zu kreieren, der weitestgehend den Anspruch an einen Kart-Werkzeugwagen erfüllt. In diesem Artikel stellen wir quasi ein Komplett-Set für den anspruchsvollen Kartschrauber vor. Dieses Sortiment deckt den Bereich Grundwerkzeug umfassend ab. Aber natürlich kann man dieses Sortiment auch, z. B. für den Hobby-Fahrer, entsprechend abspecken

Abb. 1.1 Das Oberteil eines Werkzeugwagens eignet sich gut als Arbeitstisch

und in einer kleineren Box aufbewahren und transportieren. Der hier vorgestellte Werkzeugwagen von FORCE ist, um das Angebot günstig halten zu können, bis auf die Maulring-Ratschen-Schlüssel, aus bestehenden Modulen zusammengestellt worden. Die eine oder andere Schlüsselgröße benötigt man zwar in der Regel am Kart oder fürs Rennauto nicht, aber da der Preis bei einer Einzelzusammenstellung höher ausfallen würde, lohnt das Aussortieren nicht, und darüber hinaus käme man nicht in den Genuss der Modulkästen.

Abb. 1.2 Werkzeugwagen mit TÜV-Zertifikat

Die Paderborner Firma »Welt-der-Werkzeuge« vertreibt das bekannt hochwertige Werkzeug mit dem Markennamen »FORCE«. Der Hersteller Shyang Yun Hardware sitzt in Taiwan und ist nach ISO 9002 durch den TÜV Rheinland zertifiziert. Das Werkzeug ist sauber verarbeitet. Die Oberflächen sind gut sauberzuhalten,

Kartwerkzeug

Abb. 1.8 Vollständig ausziehbare Schubladen

Werkzeug Als Grundausstattung benötigt man mindestens folgende Werkzeuge:

Abb. 1.3–1.7 Verschiedene Werkzeug-Einsatzkästen schaffen Ordnung und Übersicht

1 Satz Maulringschlüssel 6 bis 22 mm 1 Satz Maulschlüssel 6 bis 22 mm T-Schlüssel 4 bis 10 mm T-Schlüssel 4 bis 10 mm, Innensechskant 1 Satz Innensechskantschlüssel 1 Satz Schraubendreher Schlitz 1 Satz Schraubendreher Kreuzschlitz 1 Knarre/Ratsche Steckverlängerung lang + kurz 1 Satz Nüsse 6 bis 22 mm 1 Kerzenschlüssel 1 Satz Durchtreiber 1 Meißel mittelgr, 1 Kreuzmeißel dto. 1 Hammer 750 gr. 1 Hammer 250 gr. 1 Kunststoffhammer 1 Gummihammer 1 Wasserpumpenzange 1 Kombizange 1 Seitenschneider 1 Messer 1 Schere 1 Bandmaß 1 Metalllineal, ca. 40 cm 1 Satz Schlüsselfeilen 1 Dreikantschaber 1 Prüflampe 1 Satz Fühllehren 1 Drahtbürste 1 Messingbürste klein 1 Montagewagen 1 Akkubohrmaschine 1 Heißluftföhn 1 Kleinstgasbrenner 1 Kleinsttaschenlampe 1 Reinigungswanne 1 Behälter für die Entsorgung, z. B. für Reinigungsmittel

Kartwerkzeug

6 Abb. 1.13 Mehrere InnensechskantT-Schlüssel

Abb. 1.9 Hämmer, Meißel und Durchtreiber

Abb. 1.10 Eine Auswahl an Zangen ist wichtig

Abb. 1.11 (links) Zughaken für Federn Abb. 1.12 (rechts) Polradabzieher (hier PVL)

man kann sie praktisch mit einem Putzlappenstrich wieder reinigen. Die Kunststoffoberflächen an den Schraubendrehern usw. sind sehr grifffreundlich und rutschfest, selbst mit öligen Händen kann man das Werkzeug sicher festhalten. Die Ratschen (oder auch Knarren) verfügen über einen kleinen Rückholwinkel, der bei den 1/4-ZollAusführungen und den Ratschenschlüsseln bei nur 5 Grad liegt. Die Verlängerungen nehmen das Werkzeug spielfrei auf. Ab den 3/8-Zoll-Versionen gibt es einen Auswurfknopf für die Werkzeugeinsätze auf den Knarren. Bei der 1/4-ZollKnarre hat man allerdings darauf verzichtet, um eine geringe Baugröße zu realisieren. Die Nüsse haben in der Regel ebenso wie die Ringschlüssel ein kraftoptimiertes Wellenprofil. Die einzelnen Werkzeugsets sind in praktischen Profilkästen aus Kunststoff untergebracht. So ist

Abb. 1.14 Radlaufscheiben zum Einstellen von Spur und Sturz

auch beim Transport das Werkzeug fest an seinem Platz gelagert. Rappeln und Klappern gehört damit der Vergangenheit an. Praktischer Zusatzeffekt: Man bemerkt beim Zusammenpacken sofort, wenn ein Teil nicht an seinem Platz ist. Einige der ausgewählten Werkzeugsets verdienen besondere Erwähnung: So haben wir ein so genanntes Mess-Set mit aufgenommen, das ein Bandmaß, Stahllineal, eine Schieblehre, einen sehr praktischen Winkelmesser, eine Reißnadel, Automatik-Körner, Gewindelehren und einen Satz Fühllehren enthält. Damit sind alle wichtigen Messaufgaben an der Mechanik zu bewältigen. Sehr schön ist auch das 3/8-Zoll-Knarren-Set, das neben der sehr kleinen Knubbel-Ratsche auch einen automatischen Drehmoment-Schlüssel (Messbereich 19 bis 110 Nm) enthält. Zusätzlich enthält das Set auch noch die drei gängigsten Kerzen-Nüsse. Der Werkzeugwagen selbst ist das Beste, was ich bisher in dieser Preisklasse gesehen habe. Die Schubladen lassen sich vollständig (über 100 %) herausziehen. Die mit 80 Kugeln gelagerten Teleskopschienen laufen sehr präzise. Die einzelnen Schubladen laufen auf dem letzten

Kartwerkzeug

Abb. 1.17 Kolbenstopper

Abb. 1.15 Reifenabdrücker

Abb. 1.16 Wasserabscheider für Kraftstoff Abb. 1.18 Ratschenschlüssel

Stück von selbst in die Schließposition und werden gesichert, so dass sie, auch wenn der Wagen nicht abgeschlossen ist, nicht von selbst aufgehen können. Zum Öffnen muss die Schublade daher leicht über die Sicherung angehoben werden. Die einzelne Schublade kann mit einem Gewicht von 45 kg belastet werden. Die Oberseite des Wagens ist mit einer stabilen Kunststoffplatte abgedeckt, die hervorragend als Arbeitsfläche genutzt werden kann. Durch die großen Laufrollen lässt sich der Werkzeugwagen auf jedem Untergrund sehr gut bewegen. Seitlich ist noch ein Regal für Spraydosen oder Ähnliches abgebracht. Werkzeugliste 1 Set T-Schlüssel; 1 Set T-Schlüssel Inbus; 2 Sets MaulringSchlüssel bis 6–19 und 22–32 mm; 1 Set Doppelringschlüssel gekröpft; 1 Set Doppel-Maulschlüssel; 1 Set Hämmer; 1 Set Meißel und Durchtreiber; 1 Ratschenset 3/8 Zoll mit Drehmomentschlüssel; 1 Set 3/8 Nüsse 6–12 mm kurz und lang + Inbuseinsätze; 1 Set 3/8 Nüsse 13– 24 mm kurz und lang + Torx-Einsätze; 1 Set Ratsche 1/2 Zoll; 1 Set Nüsse 1/2 kurz und lang; 1 Set Ratsche 1/4 Zoll mit Nüssen kurz und lang plus 1 Satz Kugelinbus; 1 Set Schraubendreher kurz und lang; 1 Set Messwerkzeug; 3 Sets Zangen; Maulring-Ratschenschlüssel 10/13/17 mm. Auf alle Teile der FORCE Produkte gibt der Hersteller zehn Jahre Garantie. Darüber hinaus werden noch einige spezielle Hilfsmittel benötigt, die sich allerdings danach richten, welche Arbeiten man selber erledigen will und kann. Dazu gehören z. B. Scheiben oder Lase, zum Einstellen der Spur, Motorritzelabzieher, Spezialwerkzeug für Fliehkraftkupplung, Abzieher für Magnetläufer, Gradscheibe für Steuerzeiten, Messuhr und Weggeber zur Zündungseinstellung, und einige andere nützliche Helfer, die wir hier im Bild vorstellen wollen.

Abb. 1.19 Ritzelhalter aus Kunststoff, Polradhalter, Kupplungshalter

Abb. 1.20 Vergaser-Tester mit Abdrückpumpe (JHC)

Schrauben

Schrauben gibt es in vielfältiger Form und unterschiedlichen Qualitäten. Ein Überblick über die wichtigsten Eigenschaften, die man kennen sollte.

Abb. 2.2 Schraube mit Normalgewinde (links) und Feingewinde (rechts)

rundsätzlich unterscheidet man zwischen Standardschrauben und hochfesten Schrauben. Die Bauformen und Festigkeitsqualitäten sind in den DIN- bzw. ISO-Normen festgelegt. Handelsübliche Standardschrauben werden in den Stahlqualitäten St 34 oder 37 gefertigt. Bei hochfesten Schrauben verwendet man unlegierte oder niedriglegierte Kohlenstoffstähle etwa C22 oder St50. Diese Stahlsorten haben eine Mindestzugfestigkeit von 500 bis 600 Newton pro Quadratmillimeter (N/mm2).

Auch bei den Oberflächen gibt es eine Reihe unterschiedliche Qualitäten. Man unterscheidet hier hauptsächlich normale Ausführungen (z. B. brüniert), die im Außenbereich allerdings schnell oxidieren, und verzinkte Qualitäten, die einen gewissen Rostschutz bieten. Als Sonder-

Abb. 2.1 Verschiedene Schraubenund Mutterntypen die am Kart vorkommen

Schrauben

Abb. 2.4 (oben) Selbstsichernde Mutter (Kunststoffeinsatz) Abb. 2.5 (rechts) Schraubenmerkmale

Abb. 2.3 Gewinde mit Klebstoffbeschichtung

schrauben sind auch nichtrostende Edelstahlqualitäten erhältlich, die aber nur bis zu einer Zugfestigkeit von 800 N/mm2 verwendet werden können. Neben den Abmessungen und der Güte der Schraube unterscheidet man noch eine Reihe von Gewindetypen. Am gebräuchlichsten sind bei uns die metrischen Regelgewinde und die metrischen Feingewinde. Bei beiden Gewindetypen ist dem jeweiligen Durchmesser der Schraube eine bestimmte Steigung des Gewindes zugeordnet. Im Allgemeinen werden Schrauben mittels einer spanlosen Verformung hergestellt. Dabei wird der Kopf gestaucht und das Gewinde gerollt. Bei dieser Herstellungsmethode bleiben die Längsfasern im Werkstoff erhalten, was zu einer höheren Zugfestigkeit führt. Wie stark eine Schraube belastet werden kann, legt die Streckgrenze des eingesetzten Werkstoffes fest – gemessen wird das Ganze in N/mm2. Die Steckgrenze ist die Größe, bei der eine bleibende Verformung an der Schraube (i. d. R. eine Längung) eintritt. Für hochfeste Schrauben ab 8.8 gilt die Spannung als Streckgrenze, bei der die bleibende Dehnung nicht mehr als 0,2 % beträgt. Für die Bewertung der Schraubengüte wird dann das Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit in Prozent als Maßstab genommen. Bei einfachen Qualitäten muss dieses Verhältnis

Abb. 2.6 Innensechskant- und Torxschraube

Abb. 2.7 Stiftschraube/Bolzen

etwa 50 %, für hochfeste dagegen bis zu 90 % betragen. Normalerweise werden die Festigkeitswerte der jeweiligen Schraube auf dem Schraubenkopf durch zwei Zahlen, die durch einen Punkt getrennt sind, angegeben (immer ab Güte 8.8). Dabei stellt die erste Zahl die Mindestzugfestigkeit geteilt durch Hundert dar. Die Zahl nach dem Punkt drückt das Verhältnis der Mindeststreckgrenze zur Mindestzugfestigkeit aus. So bedeutet beispielsweise 12.9 eine Mindeststreckgrenze von 1080 Newton pro Quadratmillimeter. Für die Ermittlung des Wertes rechnet man immer die erste Zahl multipliziert mit dem Zehnfachen der zweiten Zahl, also 12 x (9 x 10) = 1080. Für eine Schraube mit der Kennung 8.8 kommt man auf 8 x 80 = 640 N/mm2. Festgelegt sind in der Norm zehn Zahlenpaare: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 und 12.9, die so die Festigkeitsklasse der jeweiligen Schraube beschreiben. Vor diesem Hintergrund kann man als Grundsatz festlegen: niemals eine Schraube bestimmter Güte durch eine minderwertige ersetzen! Eine weitere Grundregel sollte man ebenfalls beachten: Treten an der Verbindungsstelle einer Schraubverbindung Scherkräfte auf, muss man darauf achten, dass an der Trennstelle der Werkstücke keine Gewindegänge der Schraube oder des Stehbolzens mehr verlaufen, da Schrauben grundsätzlich in den Gewindeteilen besonders

Abb. 2.8 Sechskantschraube

Schrauben

Abb. 2.9 Dehnschraube (links), Starrschraube (rechts)

kerbschlagempfindlich sind und an dieser Stelle leichter brechen können. Zu den jeweiligen Qualitäten (Güteklassen) der Schrauben gehört auch ein bestimmtes Drehmoment, mit dem die Schrauben angezogen werden müssen, bzw. dürfen. Der Wert für das richtige Drehmoment ergibt sich grundsätzlich aus dem Durchmesser der Schraube und der jeweiligen Zugfestigkeit. Bei der Verwendung z. B. an Aluminium-Gehäusen sind unter Umständen »Sonderwerte« einzuhalten, die der Konstrukteur vorgibt. Also in solchen Fällen immer auf die Herstellerangaben zurückgreifen. Für Schraubverbindungen unter besonderen Bedingungen, z. B. bei Wechsel- oder Schwellbelastung und starken Temperaturschwankungen, sind herkömmliche Starrschrauben in der Regel überfordert. Bei solchen Verbindungen setzt man normalerweise Dehnschrauben ein. Meist sind diese aus speziellen Legierungen gefertigt, die die auftretenden Belastungen und Temperaturschwankungen berücksichtigen. Bei Dehnschrauben ist der Kerndurchmesser des Schaftes um ca. 10% geringer als bei Starrschrauben. So können die Dehnschrauben die wechselnden Belastungen besser aufnehmen, da die auftretenden elastischen Formänderungen in der Schraube einen Teil der auftretenden Betriebslast absorbieren können. Dehnschrauben dürfen niemals durch Starrschrauben ersetzt werden! Auch bei den Schraubenmuttern werden zahlreiche Varianten angeboten. Hinsichtlich der Qualität des Werkstoffes gilt das Gleiche wie bei den Schrauben. Darüber hinaus können die Muttern weitere wichtige Funktionen übernehmen. So verwendet man z. B. Hutmuttern, um die überstehenden Gewindegänge abzudecken, oder selbstsichernde Muttern, die ein Lösen der Schraubverbindung verhindern sollen. Als selbstsichernde Mutter kommt heute zumeist eine Variante mit einem Kunststoffeinsatz vor, in den sich bei der Verschraubung das Gewinde einschneidet. Für temperaturkritische Verschraubungen gibt

Tabelle 2.1 Maximale Anzugsmomente für Sechskantschaftschrauben (DIN 931) und Innensechskantschrauben (Din 912) in Nm (bei Reibungszahl 0,14)

es Kupfermuttern, die anstelle des Kunststoffeinsatzes ein gewindeloses, ringförmiges Kupferteil haben, in den sich beim Festschrauben die Schraube einschneidet. Alle Arten von selbstsichernden Muttern sollten immer nur einmal verwendet werden, wenn sie ihren Zweck erfüllen sollen. Dies sollte besonders für alle Verschraubungen an Rädern und Lenkungsteilen beachtet werden. Eine andere Art Schrauben zu sichern besteht in der Verwendung »flüssiger Schraubensicherungen«. Dabei handelt es sich um Zweikomponentenklebstoffe, die erst nach dem Festziehen der Schraube ihre Klebewirkung entwickeln. Die flüssigen Schraubensicherungen (Loctite, 3M usw.) werden meist in drei Festigkeitsstufen angeboten: leicht, mittel und hochfest. Vor dem Festschrauben wird auf das gereinigte und entfettete Schraubengewinde ein wenig Flüssigkeit aufgetragen, die Schraube anschließend verbaut und festgezogen. Beim Festziehen platzen in der Flüssigkeit enthaltene Mikrokapseln, aus denen dann die zweite Klebstoffkomponente austritt und sich so mit der Basiskomponente vermischt und die Klebewirkung in Gang setzt. Für Schrauben und Muttern gilt im Grundsatz das Gleiche wie für Werkzeug: Qualität ist durch nichts zu ersetzen!

Gebrauchtkart

Wer sich überlegt, ein gebrauchtes Kart zu kaufen, sollte wissen, worauf er achten muss. Hier finden Sie die wichtigsten Tipps für den Gebrauchtkauf.

3 Abb. 3.2 Bremse mit normalen Gebrauchsspuren an den Bremsklötzen

ür den Neueinsteiger, aber auch den schon etablierten Hobbyfahrer lohnt es sich, vor der Anschaffung eines Karts darüber nachzudenken, ob der Kauf eines gebrauchten Karts in Betracht kommt. Da es aber keinen in irgendeiner Weise zertifizierten, also nach allgemein gültigen Regeln und Qualitätsmaßstäben, geregelten Gebraucht-Kartmarkt gibt, birgt der Kauf eines Gebrauchtkarts auf privater Basis einige Risiken. Auch die Tatsache, dass immer mehr gebrauchte Karts und Zubehör über den Internethandel ebay den Besitzer wechseln, gibt Anlass, noch einmal die wichtigsten Kriterien für den Kauf eines gebrauchten Karts aufzuzeigen.

Abb. 3.1 Grundgerüst Kart

1 Achsschenkel, Leknung, Lager

2 Felgen

4 Bremse

5 Lauf der Hinterachse

3 Kunststoff, Befestigung

Wie bei allen technischen Geräten, unterliegt auch ein Kart einem nicht unerheblichen Verschleiß, wenn es häufig benutzt wird. Daneben findet natürlich auch eine permanente Weiterentwicklung der Kartmotoren und Chassis bei den Herstellern statt, so dass ein gebrauchtes Kart technisch zwar sehr gut in Schuss sein kann, aber aufgrund seines Alters dennoch zugleich veraltet. Von Vorteil ist sicher, wenn man den Vorbesitzer kennt, oder, wenn man das Kart bei einem Händler erstehen will, sich diesen genau anschaut. Ein vernünftiger Kart-Händler wird in der Regel einem neuen Kunden keine fehlerhafte Ware verkaufen, da er ja erstens seine Kundschaft erhalten will und er darüber hinaus eine Gewähleistung geben muss. Diese beiden Kriterien entfallen, wenn man über ebay einkauft. Dort kauft man »blind« ein, was bei gebrauchten Teilen immer ein Risiko darstellt. Bei einem gebrauchten

Gebrauchtkart

Kart kann eine sachgemäße Überholung erhebliche Kosten nach sich ziehen, sofern bei der Lieferung ein Haufen Schrott ankommt. Dass dies nicht aus der Luft gegriffen ist, zeigen die Erlebnisse von zahlreichen ebay-Käufern, die mit ihrem gerade erstandenen Kart an den Kartstrecken auftauchen und ein Fiasko erleben. Wie gesagt, das kann so sein, muss aber nicht! Auch bei ebay kann man natürlich gute Karts und Zubehör erwerben. Eine wichtige Frage ist auch, wie häufig ist das Kart benutzt worden, sind damit Rennen bestritten worden, oder ist es nur ein paar Mal im Jahr mit einem Hobbyfahrer unterwegs gewesen? Ein Rennkart erlebt oft mehr als 20 Rennen plus Trainings- und Abstimmungsfahrten in der Saison. Ist es gut gepflegt und technisch auf dem neusten Stand, kann es einem Hobbyfahrer trotzdem noch viel Freude bereiten. Also schauen Sie sich das jeweilige Kart gut an und erkundigen Sie sich, wie es eingesetzt wurde! Wer Ambitionen hegt, selbst einmal das eine oder andere Rennen mitzufahren, ist sicher besser beraten, auf ein neues Chassis zu setzen, das den aktuellen Reglements entspricht. Ähnliches gilt für Motoren: Auch hier gibt es von Saison zu Saison teilweise umfassende Änderungen, die einen Einsatz des jeweiligen Motors unter Umständen unmöglich machen. Natürlich gilt das hier genannte auch für fabrikneue Motoren und Chassis. Es wird immer wieder Neuware angeboten, die aber auf Grund geänderter Homologationsbestimmungen nicht mehr in Wettbewerben eingesetzt werden kann. Ebenso sollte man sich vergewissern, wie lange bei solchen Auslaufmodellen noch Ersatzteile zu kaufen sind. Dazu einige praktische Hinweise.

Abb. 3.3 Achsschenkel und Spurstangen müssen leicht und Spielfrei laufen

Abb. 3.4 Eine Kontrolle des Rahmens und der Hinterachse ist aufwändig aber sinnvoll

Chassis

Das Kart muss auf einer geraden Fläche einwandfrei stehen. An der Vorderachse Radlager auf Leichtgängigkeit prüfen. Die Kugelköpfe an der Lenkung sollten spielfrei arbeiten, ebenso die Lenksäule. Das Lenkrad darf keine Verformungen aufweisen (Crash). Der Sitz darf an den Befestigungslöchern nicht eingerissen sein. Die Bremse auf Dichtigkeit und Abnutzung hin kontrollieren. Die Bremsklötze sollten noch mindestens 4–5 mm Belagstärke aufweisen. Die Bremsscheibe darf keine auffälligen Rillen oder Riefen haben. Die Bremsscheibe außerdem auf Schlag prüfen.

Abb. 3.5 Die Kupplung ist ein Verschleißteil und gehört unbedingt Kontrolliert!

Abb. 3.6 So sollten die Befestigungslöcher am Sitz nicht aussehen!

Gebrauchtkart

Abb. 3.7 Eine gründliche Kontrolle des Motors erspart Folgeschäden – siehe Bild rechts!

Die Hinterachse sollte leicht und rund laufen (zur Prüfung Kette abnehmen!). Die Achse muss im rechten Winkel zum Chassis stehen. Alle Anbauteile wie Bügel, Plastikteile usw. sollten fest am Chassis oder den Trägervorrichtungen sitzen. Die Felgen auf Beschädigungen prüfen (Risse, tiefe Macken), Luft auf die Reifen geben und feststellen ob Reifen/Felge dicht.

Abb. 3.8 Mögliche Folgen mangelnder Überprüfung: Totalschaden nach der ersten Fahrt!

Motor

Ein Kartmotor ist ein Hochleistungsmotor, entsprechend hoch ist der Verschleiß. Hobbyfahrer, insbesondere Einsteiger, sollten auf drehschieber- oder membrangesteuerte 100 ccm Motoren zumindest zu Beginn besser verzichten, da hier der Wartungs- und Instandsetzungsbedarf am größten ist. Für eine gebrauchten Motor gilt das Gleiche wie für ein gebrauchtes Chassis: Gut ist, wenn man den Vorbesitzer kennt. Ansonsten sollte man sich die Arbeit machen, Zylinderkopf und Zylinder zu demontieren, und das Innenleben, sprich Kurbeltrieb des Kaufobjekts, zu inspizieren. Die Kurbelwelle muss einen einwandfreien Rundlauf haben. Minimales Axialspiel ist normal, ansonsten darf kein Spiel vorhanden sein. Das Kolbenbild darf keine Riefen aufweisen, im Zylinderkopf und am Kurbelgehäuse sollten möglichst keine größeren Macken zu sehen sein. Kleinere Kerben am Kurbelgehäuse sind dagegen tolerierbar. Die normale Standzeit eines Kolbens beträgt zwischen 45 Minuten bei voller Drehzahlausnutzung und 2,5–4 Stunden unter Hobby-Fahrer-Bedingungen (100 ccm Motor), die der Kurbelwellenlager 2–7 Stunden. Ein rennmäßig eingesetzter Motor wird pro Jahr ca. 8–15 mal gehont und mit einem neuen Kolben versehen, daher ist es ange-

bracht, das Zylindermaß nachzumessen, um festzustellen, wie oft man noch einen Kolben wechseln kann, ohne das homologierte Übermaß zu überschreiten. Will man keine Wettbewerbe bestreiten, muss nur sichergestellt sein, dass für die entsprechenden Übermaße auch Kolben zu erhalten sind. Bei Motoren mit einer (Fliehkraft-)Kupplung sollte diese auf Funktion und Verschleiß geprüft werden. Ist der Motor wassergekühlt, sollten Sie die gesamte Anlage auf Dichtigkeit prüfen. Auch die Wasserpumpe sollte z. B. spielfrei laufen. Schaltkartmotoren (125 ccm/250 ccm) haben in der Regel eine Nikasilbeschichtung auf dem Zylinder, diese sollte auf der Lauffläche möglichst einwandfrei sein. Gehont werden dürfen diese Zylinder in aller Regel nicht, aber auch hier lohnt das Nachmessen. Für die Kurbelwelle und Lager gilt ähnliches wie bei den 100ern. Kritisch sind hier die Pleuellager, die gerade bei Hobbyfahrern häufig durch falsches Herunterschalten leiden. Beim Schaltmotor sollte sich das Getriebe leichtgängig schalten lassen. Auch der Zustand der Kupplung, die sehr

15 stark beim Anfahren belastet wird, sollte genau kontrolliert werden. Kupplungen rechnen zu den Verschleißteilen, die je nach Laufleistung zu ersetzen sind. Allerdings ist die Preisspanne der Reparaturkosten je nach Bauweise sehr unterschiedlich, und kann bis zu 250 Euro ohne Montagekosten betragen. Sehr beliebt, gerade bei Hobby-Kartfahrern, sind die 125 ccm Motoren mit Anlasser (Rotax-Max, Vortex-Rok und IAME Leopard), die als besonders langlebig und wartungsarm gelten. Dies kann man für die ersten zwei Jahre (oder 50–70 Betriebsstunden) im Großen und Ganzen bestätigen. Nach dieser Zeitspanne muss man allerdings mit Überholungen rechnen. Bei den Kupplungen, Anlassern und auch bei den hier notwendigen (Starter)Batterien ist dagegen häufiger mit einem Austausch zu rechnen. Bei diesen Motortypen sollte man bei der Überprüfung auch die elektrische Anlage inspizieren. Ein großer Teil des Gebrauchtkart-Geschäftes spielt sich sicher im Bereich der Bambini-Klasse ab. Hier ist es am sinnvollsten, erst einmal mit gebrauchtem Equipment zu sehen, ob der Nachwuchs überhaupt Spaß an der Sache hat. Da aber in dieser Klasse auch meistens die Träume einer Rennfahrer-Karriere geträumt werden, sollte die

Gebrauchtkart

Investition in das Kartmaterial weitgehend zukunftssicher getätigt werden. Daher muss man hier besonders darauf achten, dass Kart und Motor den aktuellen Reglements entsprechen. Das oben über die Überprüfung der Karts und Motoren Gesagte gilt auch hier. Generell sollte man bei allen Karts möglichst eine Probefahrt mit dem Kaufobjekt durchführen. Ist das nicht möglich, sollte man mit dem Verkäufer vereinbaren, einen gewissen Teil (ca. 30%) des Kaufpreises bis zu einer zuverlässigen Funktionsprüfung zurückzubehalten. Natürlich kann ein Neueinsteiger auch bei einer Probefahrt kaum den Zustand eines Karts vernünftig beurteilen. Sinnvoll ist es daher, jemanden mitzunehmen, der Karterfahrung besitzt und probefahren kann. Besonders kritisch sollte man die Kartangebote bei ebay (s.o.) betrachten. Dort wird, wie die Erfahrung zeigt, alles angeboten, auch wenn es eigentlich in die Abteilung Oldtimer oder in den Schrott gehört. Schon so manches vermeintliche ebay-Schnäppchen hat sich nach dem Kauf als »Eurograb« herausgestellt. Mit diesen kleinen Tipps und einer grundsätzlich kritischen Einstellung sollte es nicht schwer fallen, ein geeignetes Objekt auf dem Gebrauchtkart-Markt zu finden.

Abb. 4.1 Neuheit Bell KC-3 mit Snell-FIA-Homologation

Kart-Helme

Zum Kartfahren gehört auch eine entsprechende (Sicherheits-)Bekleidung, die den Fahrer schützt. Wichtigster Bestandteil ist dabei der Schutzhelm.

m Kartsport finden wir heute meist Integralhelme. Das sind so genannte Vollvisierhelme, die den gesamten Kopf umschließen und damit auch den Kinnbereich schützen. Diese Helme stellen die sicherste Variante dar. Wichtig ist, dass der Helm über einen breiten Sehschlitz (Sichtfeld) und eine gute Belüftung verfügt. Wie gut ein Helm den Kopf im Falle eines Unfalls vor Verletzungen schützt, lässt sich für den Laien nur schwer beurteilen. Einen wichtigen Hinweis auf die Sicherheit eines Helmes bieten die gültigen Sicherheitsnormen. Für Motorradhelme, die der Hobby-Fahrer ohne Bedenken benutzen kann, gilt die Norm ECE R 22.05 in der gesamten EU. Für Kart-Wettbewerbe gibt es eine eigene, von den Motorsportbehörden (FIA/CIK) festgelegte Sicherheitsnorm. Im Kartsport sind Helme mit einem unzerbrechli-

Abb. 4.3 Sicherheitslabel innen im Helm

chen Augenschutz nach folgenden Normen zugelassen: Snell K98, SA2000, K-2005 oder SA 2005; B.S.I.-Norm BS 6658-85 Type A; SFI Spec 31.1A oder 31.2A. Diese Helme dürfen maximal 1800 g wiegen. Die neuste, ab 2010 gültige Norm, die Snell-FIA CMS und CMR für Fahrer unter 15 Jahren, ist speziell auf diese Altersgruppe zugeschnitten. Sie schreibt z.B. vor, dass das Helmgewicht zu keinem Zeitpunkt des Wettbewerbs 1550 g überschreiten darf. Bekannte Helm-Hersteller sind z. B. die Firmen Bell, Schuberth, Shoei, AGV, Arai und Uvex. Die Preisspanne zertifizierter Helme reicht von 50–500 Euro (mit ECE R 22.05 Norm) bis weit über 1000 Euro für Helme mit Sportzulassung (Snell). Die Normen-Labels mit den entsprechenden Kennungen sind in jedem Helm innen zu finden. Die Helme der Firma Arai mit FIA/CIK-Homologation entstehen ausnahmslos in Handarbeit, denn nur so können die hohen geforderten Sicherheitsstandards und die sehr hohen Qualitätsansprüche erfüllt werden. Für den Automobilsektor, der den Kartbereich einschließt, werden verschiedene Grundtypen für die unterschiedlichen Einsatzzwecken gefertigt, die sich durch Material und Aufbau unterscheiden. Für die HerAbb. 4.2 stellung der Helmschalen entwiAnordnung der ckeln die Hersteller meist eigene versch. Lagen (Arai) Rohstoffe und spezielle Ferti-

Kart-Helme

17 gungsverfahren. Der Werkstoff SuperFibre bei Arai verfügt z. B. über eine weitaus höhere Reißfestigkeit und Verformbarkeit als Glasfaser (bei gleichem spezifischem Gewicht) und eignet sich so hervorragend für die Schalenfertigung. Die stoßfeste Innenschale kann z. B. Arai als einziger Hersteller mit punktuell unterschiedlicher Dichte herstellen. So ist es möglich, die einzelnen Helmbereiche, die im Ernstfall unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind, in der Materialbeschaffenheit und im Aufbau speziell abzustimmen. Aber auch bei den Helmformen selbst wurde viel technisches Know-how zur Verbesserung der Sicherheit untergebracht. Leider reicht der Platz nicht aus, um alle Details zu beschreiben. Die Welt im Motorsport ist aber auch bunter geworden. Dem aufmerksamen Beobachter dürfte in den letzen Jahren nicht entgangen sein, dass sich auch im Kartsport das äußere Erscheinungsbild stark verändert hat. Kaum ein Fahrer oder Fahrerin kommt heute ohne einen individuell gestalteten Helm daher. Ohne individuelle Helme könnte der Zuschauer die Fahrer auch kaum während des Rennens identifizieren. Jens Munser, bekannter deutscher Helmdesigner, meint dazu: »Der Trend bei den Wünschen geht immer mehr zu aufwendig gestalteten Designs, wobei auch immer mehr Modetrends aus anderen Bereichen in die Designentwicklung bewusst oder unbewusst eingearbeitet werden. Vor zehn Jahren wären Elemente wie Blumen, Flammen, Tribals oder ein Flecktarnmuster undenkbar gewesen. Andererseits sind die Zeiten, in denen bei zwei horizontalen Streifen von einem Design gesprochen wurde, längst vorbei. Jedoch halte ich es für wichtig, bei allen modernen Gestaltungsmöglichkeiten eine grundsätzliche Erkennung bzw. Wiedererkennung des Helmes zu bewahren. Eine Entwicklung wie in der Motorrad-GP-Szene, in der die Fahrer nur noch bunte Hüte auf dem Kopf tragen, die bei den hohen Geschwindigkeiten nicht mehr zu erkennen sind, halte ich für den Kartrennsport für unpassend.« Die Lackiertechnik wurde bei ISA Racing, JMD, Gellings On Top und anderen Anbietern über die Jahre immer weiter verbessert. Chrom-, Glitzer-, Hologramm- und Effektlacke gehören zum Standard. Bei den heute verwendeten Lacken handelt es sich um ein Grundsystem aus hochfesten Acryllacken, die mit speziellen Pigmenten erweitert werden. Dabei arbeiten die Lackierer zum Teil auch direkt mit Farbherstellern zusammen. Durch spezielle Schichtanordnung sind alle denkbaren Effekte möglich. Besonders leichte Lackierungen tragen dazu bei, das Helmgewicht niedrig zu halten. So sind schon mit nur 25 Gramm Lack komplette Lackierungen möglich – bei Juniorenund Bambini-Klassen mit Helmgewichtsbeschränkung kann das entscheidend sein, ob der neue Helm überhaupt lackiert im Rennen eingesetzt werden darf.

Abb. 4.4 Die unterschiedlichen Materialien in ihrer Anordnung (Arai)

Abb. 4.5 Frischluftführung im Helm

Abb. 4.7 Helm mit Chromschicht

18 Abb. 5.3 Mit dem Heißluftföhn kann man im oder für den Winter, bzw. nach einer Regenfahrt, den Motor sehr gut »trocken legen«.

Abb. 5.1 Auch im Winter wird Kart gefahren…

Wintercheck

Kart und Winter – ein Thema, das jedes Jahr wieder neu Fragen aufwirft. Natürlich wird auch im Winter Kart gefahren. Aber ein großer Teil, zumindest bei den HobbyFahrern, wird sein Kart im Winter einlagern, bis im Frühjahr die ersten Sonnenstrahlen wieder den bekannten Juckreiz auslösen. Ich will hier daher einige Praxis-Tipps geben, sowohl für die, die auch im Winter Kart fahren, als auch für die, die ihr Kart einmotten wollen. Fangen wir mit dem Einlagern an. Es empfiehlt sich, das Kart zum Ende der Saison gründlich zu reinigen, wenn möglich mit einem Dampfstrahler. Vorher sollte man allerdings den Motor und die Räder abbauen und den Kraftstoff aus dem Tank ablassen. Die Kraftstoffschläuche kann man ebenfalls entfernen und entsorgen, da sie in der Regel aushärten und im Frühjahr nicht mehr zu gebrauchen sind. Beim Abdampfen bitte darauf achten, dass man die Lager an der Hinterachse nicht mit dem Dampfstrahler voll trifft, da sonst möglicherweise das

Ölbohrungen am Gehäuse

Abb. 5.2 Kurbelwellenlager gut durchölen

gesamte Lagerfett weggedrückt wird und die Lager später schnell rosten bzw. trocken laufen. Nach der Reinigung wird das Chassis gründlich abgetrocknet und danach mit einem eingeölten Tuch abgewischt. Alle Lager muss man jetzt nachfetten. Die nackten Metallflächen an der Hinterachse sollte man gründlich einölen oder mit WD 40 einsprühen, da sich hier schon mal gerne Flugrost bildet. Jetzt ist auch die Gelegenheit günstig, kleinere Reparatur- und Wartungsarbeiten vorzunehmen. Nach der gründlichen Kontrolle des Chassis (auf Risse usw.) sollte man z. B. das Bodenblech abnehmen und alle Schrauben und Gummischeiben an den Befestigungspunkten erneuern. Auch eine gründliche Kontrolle des Sitzes auf Schäden ist jetzt angebracht. Die Bremsscheibe wird noch einmal gründlich mit Bremsenreiniger gesäubert. An der Bremsanlage selbst sollte nach Möglichkeit die Bremsflüssigkeit gewechselt werden, da man nicht genau weiß, ob nicht doch schon Wasseranteile in der alten Flüssigkeit vorhanden sind. Dies könnte dann unter Umständen zu Korrosion in den Bremszylindern führen. Sind die Bremsklötze schon weit abgenutzt und schon mehrere Distanzbleche zwischen Klotz und Bremskolben verbaut, ist es ratsam, gleich neue Beläge einzubauen, da dann die Bremskolben wieder weit zurück in den Sattel wandern und der Kolben selbst wieder weitgehend vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Nicht verkehrt ist es auch, die Bremse komplett zu zerlegen, sie gründlich zu reinigen und auf Verschleiß zu prüfen. Nach Reinigung und Kontrolle werden Bremskolben und Zylinder mit Bremsenfett behandelt und die Anlage wieder zusammengebaut, mit Bremsflüssigkeit befüllt und entlüftet. Diese Arbeit sollte aber nur von einem fachkundigen Mechaniker erledigt werden. Das teilzerlegte Chassis kann nach der Kontrolle und Wartung an die Wand gehängt werden. Kann man sein Chassis nicht aufhängen, sollte man es zumindest auf Holzklötze stellen, keinesfalls aber direkt mit den Rädern auf

19 Abb. 5.4 Vergaser komplett zerlegen und reinigen

dem Boden abstellen, da sonst die Reifen Druckstellen bekommen. Oft halten die Räder auch über längere Zeit den Luftdruck nicht und werden platt, was ebenfalls zu Verformungen und zu einer Unwucht führt. Auch der Motor sollte, bevor er ins Regal wandert, etwas Pflege bekommen. Er wird ebenfalls einer gründlichen Reinigung mit Motorreiniger unterzogen und gründlich ab- und ausgeblasen. Danach sollte man Zylinderkopf und Zylinder abbauen und alle Lager an der Kurbelwelle und Pleuel gründlich einölen. Das Öl für KW-Lager kann man durch die beiden Ölbohrungen (s. Bild) zuführen. Vor dem Einölen hat es sich bewährt, mit einem Heißluftföhn den teilzerlegten Motor so zu erwärmen, dass alle Feuchtigkeit sicher verdunstet ist. Nachdem man Kolben und Zylinder ebenfalls gründlich eingeölt hat, kann man den Motor wieder zusammenbauen. Bevor man ihn ins Regal stellt, werden noch die Ein- und Auslassöffnungen mit Klebestreifen oder passenden Stopfen aus Kunststoff verschlossen. Styropor oder Korken eignen sich nicht, da sie zu schnell bröseln und diese Brösel dann leicht in den Motor fallen. Um im nächsten Frühjahr gleich wieder starten zu können, benötigt auch der Vergaser eine gründliche Reinigung. Dafür wird er komplett zerlegt und gründlich mit Bremsenreiniger oder Nitroverdünnung ausgewaschen. Vor dem Zusammenbau sollte man alle Dichtungen und Membranen sowie das Kraftstoffventil erneuern. Für diejenigen, die auch im Winter fahren wollen, gilt das oben Gesagte genauso. Allerdings muss man diese Prozedur dann nach jeder Ausfahrt bzw. nach jedem Rennen wiederholen. Besonders das Reinigen und Trocknen des Motors nach Betrieb bei feuchter Witterung ist äußerst wichtig. Bei Unterlassung dieser Arbeiten läuft man Gefahr, sich schnell größere Schäden einzufangen. Bleiben z. B. Feuchtigkeitsreste (Wasser) in den Kurbelwellenlagern zurück, kann sich auf den Kugeln Rost bilden.

Wintercheck

Abb. 5.5 Bremskolben sollten nicht zu weit nach Außen stehen

Dies geschieht an den Druckstellen, die sich an den Lagerkugeln unweigerlich während des Betriebs ausbilden. Nimmt man dann diesen Motor wieder in Betrieb, führt der Rost zu erhöhtem Verschleiß (und zwar im ganzen Lager, da er abgelöst wird und sich verteilt), was dann wiederum kapitale Schäden nach sich ziehen kann. Bei längeren Pausen kann es außerdem zu Korrosion auch an den Alugehäusen oder am Drehschieber kommen. Für den Winterbetrieb sollte man auch verstärkt auf die Kraftstoffqualität achten. Hat der Kraftstoff einen sehr hohen Wasseranteil, können sich bei der Abkühlung nach dem Fahren u. U. beim Kondensieren des Kraftstoffes an den Motorteilen kleinste Wassertröpfchen bilden (Folgen s. o.). Hier macht das Durchblasen mit einem Heißluftföhn, auch zwischendurch, ebenfalls Sinn, da zuerst das Benzin und das Wasser verdampft, der Ölfilm aber erhalten bleibt. Hinsichtlich der Reifen gelten die gleichen Regeln wie beim Einmotten der Sommerreifen unserer Pkws: Kart wie schon gesagt nicht auf den Reifen stehen lassen, Böcke unter das Kart setzen oder aber die Räder abbauen und Abb. 5.6 mit der flachen Seite ins Regal Gehäusedeckel legen/stapeln. Für das Fahren im Winter gibt es für die Reifen keine besondere Behandlung. Ein Qualitätsreifen baut auch im Winter, wenn er seine Betriebstemperatur erreicht hat, guten Grip auf. Vorsichtig muss man allerdings bei weichen Reifen mit dem Luftdruck sein. Auch bei tiefen Temperaturen sollte man seinen weichen Reifen nicht mit zu hohem Luftdruck fahren – 0,6 bis max. 0,7 bar reichen völlig aus! Bei den Regenreifen sieht das schon etwas anders aus: Niedrige Temperaturen bei Nässe kühlen den Reifen sehr effektiv, so dass man dann schon mal bis 2,0 bar und höher gehen muss. Hier noch mal der Hinweis: Das kann bei den einzelnen Reifenfabrikaten sehr unterschiedlich sein, also bei den Herstellern nachfragen!

Abb. 6.1 Für das Mischen und Abfüllen des Öls immer saubere Gefäße verwenden

Abb. 6.2 Das Angebot an Ölen ist groß

Schmierstoffe

Motoröl begleitet den Kartfahrer bei jeder Ausfahrt und man sollte meinen, dass über diesen Hilfsstoff alles bekannt ist, was man darüber wissen sollte. Weit gefehlt!

mmer wieder tauchen im Alltagsgeschehen eine Reihe von Fragen oder Thesen zu diesem Stoff auf, die Anlass geben, die für den Kartfahrer wichtigsten Punkte zusammenzufassen. Daher hier eine Anmerkungen, die für alle Motoren-Öle gilt: Die Öle aller Markenhersteller haben inzwischen einen so gut wie identischen Qualitätsstandard in den vergleichbaren Kategorien. Allerdings bieten nicht alle Ölhersteller auch spezielle Öle für den Einsatz im Motorsport an. Das gilt im Besonderen für 2-Takt-Öle. Grundsätzlich sind Motoröle immer eine Kombination von unterschiedlichen Basisölen, denen zusätzlich Additive beigemischt werden, um besondere Eigenschaften zu erzielen. Für unsere Betrachtungen zum Thema Öl wollen wir uns im Wesentlichen auf die »sportlichen« Produkte konzentrieren. Die Öle, die im Kartsport Verwendung finden, kommen aus dem großen Motorsport. Das heißt, unsere 2-Takt-Öle stammen durchweg aus dem Motorradsektor, in den aufkommenden 4-Takt-Klassen kommen Öle aus dem Automobilsektor zum Einsatz. Zwar gibt es die eine oder andere »Kart-Linie« bei manchen Anbietern, aber hier dürfte es sich nur um eine andere Verpackung handeln, da der Kartmarkt viel zu klein ist, als dass er eigenständige Motorölentwicklungen rechtfertigen würde. Selbst die großen Kraftstoffanbieter brauen längst nicht mehr alle ihr eigenes Schmieröl, sondern kaufen fertige Produkte zu. Die Kriterien, die ein Motoröl erfüllen muss, lassen sich wie folgt zusammenfassen: Das Öl muss mechanischen

Belastungen wie Reibung, Druck und Scherkräften gewachsen sein. Es soll auf allen metallischen Flächen einen stabilen Ölfilm bilden. Es soll seine Eigenschaften auch bei großen Temperaturunterschieden beibehalten. Es soll Wärme auch (ab-)transportieren und den Motor innen gegen jede Form von Korrosion schützen. Das Öl soll darüber hinaus auch Schmutzpartikel binden und in der Schwebe halten. Über diese mechanischen Eigenschaften hinaus muss das Öl auch im höchsten Maß chemischen Belastungen gewachsen sein, wie z. B. gegen Abgas-, Kraftstoffrückstände oder Oxidation. Erreicht wird das alles durch die Beimengung von Additiven. Die wichtigsten sind: Antioxidantien gegen das Altern; Friction-Modifier zur Verschleiß- und Reibwertverminderung; Detergentien als Putzmittel zum Reinigen der Bauteile; Korrosionsschutz; Dispersants, die den Schmutz in der Schwebe halten, bis dieser im Ölfilter ausgesiebt wird; Stockpunkt-Verbesserer, die das Öl auch bei tiefen Temperaturen fließfähig halten, und Anti-Schaum-Zusätze, die ein Aufschäumen des Öls bei hohen Drehzahlen und hohen Temperaturen verhindern sollen. Da die 4-Takt-Gemeinde in den letzten Jahren stetig gewachsen ist, haben wir es im Kartsport inzwischen mit zwei Gruppen Motorenölen zu tun: Einmal ein Beimischöl für die 2-Takter, das dem Kraftstoff in einem bestimmten Verhältnis beigemischt wird und bei der Verbrennung im Motor mehr oder weniger mit verbrennt. Zum anderen ein »Vorratsöl« für die 4-Takter, das den Motor sepa-

Schmierstoffe

21 rat vom Verbrennungsvorgang über einen eigenen Kreislauf schmiert. Im ersten Fall ist das Öl also nach der Arbeit verbraucht, im zweiten Fall bleibt der Ölvorrat über einen definierten Zeitraum im Motor. Da wir es hier mit zwei gänzlich unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Eigenschaften des Öls zu tun haben, unterscheiden sich die beiden Öltypen auch stark in ihrem konzeptionellen Aufbau. Gemeinsam ist ihnen aber der Anspruch, den jeweiligen Motor in allen Betriebszuständen einwandfrei zu schmieren.

2-Takt-Öl

Das 2-Takt-Öl wird dem Kraftstoff in einem bestimmten, vom Motorenhersteller vorgegebenen Verhältnis beigemischt. Die modernen 2-Takt-Öle sind so konzipiert, dass sie sich gut mit dem Kraftstoff vermischen. Allerdings sollte man das Kraftstoff-Ölgemisch vor dem Betanken gründlich durchschütteln, damit der Mischvorgang erfolgreich verläuft. Durch die Fahrbewegung wird anschießend der Kraftstoff im Tank permanent in Bewegung gehalten, so dass ein Entmischen nicht zu befürchten ist. Steht das Kart aber über längere Zeit (z. B. mehrere Tage) still, ist es ratsam, den Kraftstoff abzulassen und in einem Kanister zu lagern. Vor dem neuerlichen Betanken kann so der Kraftstoff dann entsprechend wieder durchgeschüttelt (gemischt) werden und man vermeidet böse Überraschungen. Fertig gemischten Kraftstoff sollte man sicherheitshalber nicht länger als 14 Tage aufbewahren. Die einfachste und beste Methode ist, immer nur die Menge Kraftstoff anzumischen, die man am gleichen Tag verbrauchen will.

und werden häufig Rhizinusbeimengungen verwendet. Diese Rhizinuszusätze bringen einerseits zwar eine verbesserte Schmierfähigkeit, führen anderseits aber auch zu einem Verharzen der Motoren im Inneren, da der Rhizinusanteil nicht rückstandsfrei verbrannt werden kann. Die synthetischen Öle verbessern deutlich das Reibverhalten, daher werden sie oft auch als Leichtlauföle bezeichnet. Darüber hinaus weisen sie ein besseres Temperaturverhalten, weniger Anfälligkeit gegen Oxidation und einen geringeren Verdampfungsverlust auf. Für alle Anwendungen im Hochleistungsbereich sollte man daher heute zu synthetischen Ölen greifen. Sie stellen das jeweilige High-Tech-Produkt des Herstellers dar und verfügen über die größten Leistungsreserven. Wer nur hobbymäßig Kart fährt, also nicht mit Drehzahlen über 18 000 U/min zu tun hat, kann durchaus zu einer etwas preiswerteren Ölsorte greifen, zumal er auch nicht Rücksicht darauf nehmen muss, ob sein Öl homologiert ist. Die Vorteile der synthetischen Öle liegen zum einen in ihrer Leistungsreserve bei Motoren mit sehr hohen Drehzahlen, andererseits aber auch in einer insgesamt sehr sauberen Verbrennung bei korrekter Gemischeinstellung. Die Motoren bleiben mit diesem Öl im Inneren deutlich sauberer und weisen weniger Verbrennungsrückstände auf als Motoren, die mit rein mineralischen Ölen betrieben werden.

Abb. 6.3 Castrol Rennöl XR 77 für 2-Takter

Ein wenig mehr Öl zu verwenden, z. B. 30:1 statt 50:1, kann dagegen nicht schaden. In Prüfstandsversuchen hat man herausgefunden, dass bei geringfügig mehr Öl (z. B. 16:1 statt 18:1) keine Leistungseinbußen auftreten, allerdings gewisse Schmierungsreserven bei Höchstdrehzahlen gewonnen werden.

Doch gibt es auch einige Nachteile bei den synthetischen Ölen. So sind diese modernen Öle nicht zum Einfahren der Motoren mit Graugusslaufbuchsen geeignet! Die hohe Schmierfähigkeit verhindert das Einlaufen der Kolbenringe und des Kolbens auf die Honflächen des Zylinders und verhindert so die bestmögliche Abdichtung gegenüber dem Verbrennungsraum. Bei nikasilbeschichteten Laufbuchsen tritt dieser Nachteil aufgrund des anderen Aufbaus der Zylinderlauffläche so gut wie nicht auf. Daher ist bei diesen Motoren ein Einfahren, z. B. nach dem Wechsel eines Kolbens, aus den o. g. Gründen eigentlich nicht erforderlich. Man sollte sich also merken, dass man die Einfahrphase bei allen Motoren, die mit Graugusszylinderbuchsen ausgerüstet sind, mit rein mineralischen Motorenölen erledigt! Anschließend sollte man dann aber unbedingt auf ein Synthetiköl wechseln.

Angeboten werden inzwischen drei Grundtypen von Öl: mineralische, halb-synthetische und vollsynthetische Motorenöle. In den mineralischen 2-Takt-Ölen wurden

Eine häufig gestellte Frage ist die nach der richtigen Lagerung des Motoröls. Besonders bei Synthetikölen gibt es aus den Anfängen dieser Öltechnologie die Hinweise,

Hinweis: Halten Sie sich unbedingt an die Mindestmenge Öl, die in der Mischanweisung des Motorenherstellers angegeben ist – erst recht, wenn Sie an Rennveranstaltungen teilnehmen!

Schmierstoffe

dass kein Frost an das Öl gelangen darf. Bei meiner Recherche gab es bei den Herstellern in den Datenblättern maximal den Hinweis, das Öl »möglichst« frostfrei zu lagern. Auch auf den Öldosen selbst findet sich, soweit ich feststellen konnte, keinerlei Hinweis dazu. Grundsätzlich weisen die Hersteller aber auf eine allgemeine Lagerfähigkeit von drei Jahren hin. Diese Einschränkung ist auf die heutigen Kunststoffdosen zurückzuführen, da diese zwar flüssigkeitsdicht, aber nicht gasdicht sind. Dadurch kann über einen längeren Zeitraum Luft und somit auch Feuchtigkeit in den Behälter eindringen, was dann zwangsläufig die Arbeitsmischung beeinflusst.

4-Takt-Öle

Bei den 4-Takt-Ölen gibt es neben den Basiskriterien wie mineralisch, teil-synthetisch oder synthetisch noch so genannte Viskositäts- oder SAE-Klassen, z. B. 0W-50. Diese Klassifizierung beschreibt im ersten Teil die Kälteeigenschaften des Öls und sagt in diesem Falle aus, dass es auch bei Temperaturen um –35º Celsius noch dünnflüssig genug ist, um einen Kaltstart problemlos zu ermöglichen. Die Zahl im zweiten Abschnitt der Kennung bezeichnet das Verhalten des Öls bei Hitze. In unserem Beispiel sagt die 50 aus, dass das Öl bei einer Temperatur von +100º C noch eine Viskosität von 50 (mm2/s) aufweist. Es handelt sich somit um ein Mehrbereichsöl für Fahren bei Kälte und Hitze. In den Zeiten, in denen es nur Einbereichs-Öle gab, war es üblich, unterschiedliche Öle im Sommer (W30 oder 40) und im Winter (W10 oder W15) zu fahren. Mit der Verbreitung der Mehrbereichsöle in den 60er Jahren konnte man sich diesen Wechsel, je nach Fahrzeug-Hersteller, immer häufiger sparen. Heute verwendet man im PKWBereich normalerweise keine Einbereichsöle mehr. Unterschieden wird aber auch heute noch zwischen Ölen für Benzin- und Dieselmotoren, für die von allen Herstellern unterschiedliche Motorenöle vorgeschrieben werden. Neben der SAE-Klassifizierung gibt es inzwischen noch eine ganze Reihe weiterer Qualitätsklassen, die die Einhaltung bestimmter Spezifikationen physikalischer- oder chemischer Art sowie auch vorgeschriebene Testabläufe für die Öle beschreiben. So kennt man MIL-, API-, CCMCund die ACAE-Spezifikationen und, nicht zu vergessen, die speziellen Vorgaben der einzelnen Automobilhersteller. Die Ansprüche an ein modernes 4-Takt-Öl definieren sich aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsbedingungen anders als beim 2-Takt-Öl. Da das Motoröl im 4-TaktMotor nicht während des Arbeitstaktes mit verbrannt und somit permanent ersetzt wird, muss das Öl eine ganze

Abb. 6.4 Pflicht!

Vernünftige und immer saubere Messbecher sind

Reihe Aufgaben neben der Schmierung übernehmen. Unterschätzt wird oftmals auch die Tatsache, dass das Motoröl auch bei wassergekühlten Motoren im großen Maße dafür zuständig ist, die Bauteile im Motor ausreichend zu kühlen. Allerdings unterscheiden sich die Anspruchskriterien im Rennbetrieb noch einmal gegenüber dem Normalbetrieb auf der Straße: Sind im Alltagseinsatz möglichst lange Ölwechselintervalle neben den Schmierungsaufgaben ein wichtiges Ziel, zählt dieses Kriterium im Rennbetrieb kaum oder gar nicht, da meist nach jedem Renneinsatz das Öl erneuert wird bzw. erneuert werden sollte. Auch das Thema Ölverbrauch fällt für den Racer nicht ins Gewicht. So wäre eine Reihe von Additiven für den Sporteinsatz, wie Antioxidantien gegen das Altern oder Korrosionsschutz, eigentlich nicht erforderlich. Da die Ölhersteller natürlich aus Kostengründen nicht unendlich viele Sorten vorhalten können, finden wir die meisten Additive aber auch in den Sportölen vor. Man kann aber davon ausgehen, dass z. B. ein Motoröl, das in der Formel-1 zum Einsatz kommt, speziell in kleineren Mengen hergestellt wird, wo man auf eine Anzahl für den Einsatz nicht erforderlicher Additive verzichtet, dafür allerdings andere Komponenten verstärkt einsetzt, um den Extrembelastungsbereich zu verbessern. Für den Sporteinsatz sind hohe thermische Beständigkeit, geringe Verschäumung, große Schmierungsreserven und

23 Notlaufeigenschaften gefragt. Da die thermischen Belastungen der Rennmotoren grundsätzlich wesentlich höher ausfallen, muss das Öl im sportlichen Einsatz in der Regel tüchtig bei der Wärmeabfuhr mitwirken. So werden z. B. die Kolben mittels einer »Spritzschmierung« gekühlt. Hierbei wird kühleres Öl auf die Unterseite des Kolbenbodens und/oder an die Zylinderlaufbahn gespritzt. Auch kann man davon ausgehen, dass die Ölfüllmengen, die den Motoren mit auf den Weg gegeben werden, deutlich höher ausfallen (meist das 2- bis 3-Fache) als im Straßenbetrieb. Da Rennmotoren in der Regel mit höheren Drehzahlen arbeiten und so zwangsläufig durch Kurbelwelle und Pleuel mehr panschen, muss das Öl »schaumarm« sein. Zusätzlich gelangt meist durch die höhere Verdichtung auch mehr Verbrennungsgas an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse, was die Schaumbildung fördert und das Öl zusätzlich belastet. Da die Rennmotoren meist mit einem speziellen, Trockensumpf genannten, Schmiersystem ausgerüstet sind,

TIlLOTSOn

Hw10A Zeig keine gnade

2IÀ]LHOOHU 9HUJDVHU GHU CIK-FIA KF3 Meisterschaft 2009

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Schmierstoffe

kann zu stark schäumendes Öl unter Umständen nicht mehr einwandfrei von der zuständigen Ölpumpe angesaugt werden. Das kann wiederum zu Öldruckverlust und somit zu Schäden führen. Noch lange wurden im Motorsport nur Einbereichs-Öle eingesetzt, was sich erst mit der Verfügbarkeit der modernen synthetischen Motoröle erübrigte. Die heute erhältlichen Synthetik-Öle bieten eine hohe thermische Beständigkeit, schäumen kaum, laufen sehr reibungsarm und bieten auch noch gute Notlaufeigenschaften. Sollte es dennoch zu starker Verschäumung und/oder hohem Ölverbrauch kommen, gibt es dafür meist konstruktive Gründe am Motor oder an ölrelevanten Baugruppen wie Pumpen, Trockensümpfen, Ölkühlern oder dem Leitungssystem. Richtwerte für den Ölverbrauch kann man für Rennmotoren nicht nennen, bis auf einen, der auch in der Formel 1 Gültigkeit hat: Die eingefüllte Ölmenge muss so bemessen sein, dass der Motor die Renndistanz unbeschadet übersteht.

Abb. 7.1 Korrekte Sitzposition

Abb. 7.2 Für die Sitzmontage sind Distanzstücke aus PEKunststoff Ideal

Die korrekte Sitzposition

Ein Kart fühlt sicher erst dann richtig gut an, wenn man den optimalen Schwerpunkt gefunden hat. Dazu sollte man die wichtigsten Grundlagen für den richtigen Sitzeinbau kennen.

in zentrales Thema ist immer wieder der richtige Einbau des Kartsitzes. Jeweils zu Saisonbeginn legen sich viele Kartsportler ein neues oder ein anderes Chassis zu, bzw. fangen die Neulinge an, ihre ersten Erfahrungen mit dem Kartfahren zu machen. Gerade bei vielen Hobby-Fahrern kann man die abenteuerlichsten Sitzpositionen bestaunen. Dabei werden viele dieser Fahrer das wirklich tolle Gefühl nie erleben, mit einem ausgewogenen und damit gut und einfach abzustimmenden Kart seine Runden zu drehen. Wie schon in anderen Kapiteln erwähnt, ist der richtige Schwerpunkt der Dreh- und Angelpunkt für eine optimale Chassisabstimmung, gehen doch alle Wirkungen der auftretenden Kräfte beim Kart im Grunde von diesem Punkt aus. Ob wir die Achse vorn oder hinten hoch- oder tiefsetzen, die Spurweite schmaler oder breiter fahren, den Sitz in seiner Lage verändern – immer entstehen Hebelarme, auf die die auftretenden Kräfte beim Bremsen, Beschleunigen und Kurvenfahren einwirken. Der Schwerpunkt wird bestimmt von der Verteilung der variablen Gewichte wie Motor, Tank und Fahrer. Die Positionierung des Tanks dagegen ist in der Regel festgelegt. Beim Motor bleibt ein kleiner Spielraum sowohl längs als auch seitlich. Die größte Variable ist, sowohl vom Gewicht als auch von der Positionierung, der Fahrer. Und hier fängt das eigentliche Problem an: Menschen sind nun einmal sehr unterschiedlich gebaut. Es gibt große und

kleine, leichte und schwere – und selbst bei gleich großen Menschen können die Proportionen völlig unterschiedlich ausfallen. Ein langer Rumpf und kurze Beine, oder lange Beine und kurze Arme kommen ebenso vor wie zahlreiche andere mögliche Kombinationen. Der zweite wichtige Punkt beim Kartfahren ist das subjektive Wohlfühlen eines Piloten im Kart. Um sich wohlzufühlen, bedarf es einer möglichst optimalen Sitzposition. Aus den oben erwähnten Gründen ist es dem Karthersteller eigentlich unmöglich, ein Kart zu konstruieren, das für alle Kartfahrer passt. Es gilt also, mit dem richtigen Sitzeinbau dem Ideal so nahe wie möglich zu kom-

Abb. 7.3 Unbedingt auf die Planlage der Distanzstücke beim Einbau achten!

Sitzposition

Info Sitzposition Das Gewicht des Fahrers und seine Positionierung sind maßgeblich für den Schwerpunkt (S).

C Abb. 7.4 Eine Radlastwaage (z.B. von Intercomp) für den Sitzeinbau ist eine gute Hilfe

men. Dass man verschiedene Sitze hinsichtlich Form und Größe durchprobieren sollte, liegt auf der Hand. Die meisten Kartsitze sehen rein äußerlich recht ähnlich aus. Da der Sitz ein tragendes Teil des Karts ist, der wie ein Stabilisator wirkt, sollte man möglichst keine Abstriche bei der Qualität des Sitzes machen. In der Regel ist die Sitzposition beim Kart leicht asymmetrisch nach links versetzt, um Platz für den rechts angeordneten Motor zu lassen. Für die Positionierung des Sitzes gibt der Hersteller in der Regel Einbaumaße an. In Einzelfällen beziehen sich diese Maße sogar tabellarisch auf bestimmte Körpergrößen. Die Bezugspunkte sind aber immer die gleichen: Abstand vom Boden, Neigung des Sitzes nach hinten zur Hinterachse, Sitzvorderkante rechts und links zum vorderen Chassisrohr. Dabei fällt das Abstandsmaß der Sitzkante links auf Grund der Asymmetrie zur Längsachse immer kleiner aus als rechts. Bei der Sitzneigung und dem Abstand zum Chassisvorderrohr sollte man darauf achten, dass die Arme des Fahrers zum Lenkrad immer leicht angewinkelt bleiben. Erst wenn eine ideale Sitzposition gefunden ist, sollte man die Stellung der Pedale dieser Sitzposition anpassen, bitte nicht umgekehrt! Für den Sitzeinbau, der ja voraussetzt, dass der Fahrer zwecks Anpassung im Sitz Platz nimmt, gibt es verschiedene Hilfswerkzeuge, die den Bodenabstand festlegen (korrekten Reifenluftdruck beachten!), und durch verstellbare Streben die Neigung zur Hinterachse fixieren. So lassen sich leicht die Markierungen für die richtige Position der Befestigungslöcher am Sitz anbringen. Neben den klassischen Methoden mit Bandmaß wäre für diese Arbeit eine Radlastwaage ideal. Mit Hilfe der Rad-

Alle Maßangaben sind CircaWerte, bitte die Herstellerangaben beachten!

Die Maße A und B richten sich ebenfalls nach den Herstellerangaben. Allerdings muss man hier öfter einen Kompromiss eingehen, wenn die Körpermaße nicht ideal sind. C zeigt die Sitz-Asymmetrie.

lastwaage kann man die für das Chassis optimale Gewichtsverteilung zwischen Hinter- und Vorderachse, und rechter und linker Fahrzeugseite ermitteln, und den optimalen Kompromiss zwischen Sitzposition und Gewichtsverteilung finden. Außerdem vermittelt der Sitzeinbau mit Hilfe einer Radlastwaage sehr deutlich, wie stark sich z. B. schon ein Zentimeter in der Längsverschiebung oder Veränderung der Sitzneigung tatsächlich auf die Gewichtverteilung und damit auf die Position des Schwerpunktes auswirkt. Da Radlastwaagen leider etwas teuer sind, kann man sich auch mit vier guten Haushaltswaagen behelfen, die man auf einer ebenen Fläche unter die vier Räder des Karts stellt. Für die Berechnung der Gewichtsverteilung und des Schwerpunkts findet man im Internet zahlreiche kleine Hilfsprogramme, in die man dann nur noch die einzelnen angezeigten Gewichte eingeben muss, den Rest erledigt dann das Programm. Der richtige Sitzeinbau ist gar nicht so schwierig, so manch einer hat erst nach einer solchen Aktion festgestellt, wie gut sein Kart tatsächlich um die Ecken gehen kann!

26 Abb. 8.1 Die benötigten Reparaturmaterialien bekommt man im Autozubehörhandel oder im Baumarkt

Sitzreparatur

Abb. 8.2 Diese Art Beschädigungen am KartSitz kennt jeder: An den Schreibenlöchern reißt häufig das Material des Sitzes. Hier lohnt sich eine Reparatur immer!

Abb. 8.3 Rund um die Beschädigungen wird das Glasfasermaterial großflächig angeschliffen (sowohl von der Unter- als auch der Oberseite), damit das Reparaturharz sich gut mit dem Sitzmaterial verbinden kann

Abb. 8.4 Das Material so weit anschleifen, dass die beschädigte Stelle gut freigelegt wird. Das alte Gewebe muss an der Rissstelle weggeschliffen werden, damit der Flicken richtig hält

Abb. 8.5 Anschließend werden zwei oder drei passende Flicken – in diesem Fall aus einer Gewebematte – geschnitten, die später von unten in zwei oder drei Lagen aufgeklebt werden. Erst jetzt sollte man das Kunstharzgemisch anrühren, da es relativ schnell aushärtet und dann nicht mehr verarbeitbar ist

Ein immer wiederkehrendes Problem sind Kartsitze, die durch Bodenberührung durchschleifen oder an den Befestigungsstellen einreißen. Oft ist es ganz einfach, ihn zu reparieren.

a ein Kartsitz eine wichtige Stabilisator-Funktion im Kart erfüllt, sollte man aber immer nur begrenzte Bereiche mittels Flicken reparieren, um die gewollte und vorbestimmte Flexibilität der Sitzschale zu erhalten. Wie das geht und was man dabei beachten sollte, findet ihr in diesem Beitrag. Der überwiegende Teil unserer Kartsitze ist aus glasfaAchtung: Tragen Sie serverstärkten Kunststoff während der Schleifhergestellt. Ein Werkstoff arbeiten unbedingt den man auch im Bootsbau eine Schutzmaske, oder an Autos finden kann. Die Bauteile aus »GFK« werda das Einatmen des den alle nach dem gleichen Faserstaubes gesundGrundprinzip hergestellt: heitsschädlich ist! Über eine Form werden mehrere Lagen Glasfasergewebe mittels flüssigen Kunstharzes »laminiert«, also Lage für Lage miteinander verklebt. Bei einer Beschädigung lassen sich diese Teile dann einfach auf die gleiche Weise recht haltbar reparieren, wenn man einige Grundregeln beachtet. Die Reparaturmaterialien sind preiswert, und in allen notwendigen Qualitäten im Handel problemlos zu bekommen. Benötigt werden (je nach Beschädigung) an Material: flüssiges Kunstharz, Glasfaserspachtel, Härter, Pinsel, Kunststoffspachtel und Gewebematten. Die Matten sind als Vlies oder richtiges Gewebe in verschiedenen Ausführungen erhältlich.

Die Schleifarbeiten erledigt man am besten mit einer Maschine. Das Anmischen des Harzes oder der Spachtelmasse sollte nach den Anweisungen des Herstellers erfolgen. Die Menge des jeweils beigefügten Härters bestimmt

Sitzreparatur

Abb. 8.6 Das angemischte Kunstharz wird auf die angeschliffene Stelle aufgebracht und auf das flüssige Kunstharz die erste Gewebelage aufgelegt

Abb. 8.9 Nach dem Aushärten wird die Innenseite des Sitzes aufgearbeitet. Vertiefungen an der Reparaturstelle werden mit Glasfaserspachtelmasse beseitigt

Abb. 8.7 Der vorbereitete Flicken wurde noch an den Ecken angepasst. Dann werden zuerst die Kanten und wenn er sitzt, der ganze Flicken mit Harz getränkt

Abb. 8.8 Diesen Vorgang wiederholt man dann mit jeder Gewebelage, die man aufbringen will. Anschließend lässt man die Stelle aushärten

die Aushärtezeit, aber auch die Zeit, in der das Material noch verarbeitet werden kann. Nach dem Anrühren sollte es fix an die Arbeit gehen. Deshalb vorher die entsprechenden Flicken passend zuschneiden. Ebenfalls wichtig ist die Umgebungstemperatur. So sollte man zum Laminieren unbedingt darauf achten, dass es mindestens 15 Grad warm und möglichst trocken ist. Das Harz oder den Spachtel kann man auf der Heizung etwas

Abb. 8.10 Die Spachtelmasse wird dann mit einem kleinen Kunstspachtel möglichst glatt in die Vertiefungen gezogen. Nach dem Aushärten kann man das Loch für die Befestigungsschraube bohren und die Reparaturstelle abschließend glatt schleifen

vorwärmen, falls es zu kalt ist. Ausschlaggebend für die Dauerhaftigkeit der Arbeit ist auch, dass alle Kanten und Ecken sauber verklebt sind, damit Feuchtigkeit oder Schmutz anschließend nicht eindringen können. Beachtet man diese Regeln, steht einer erfolgreichen und dauerhaften Reparatur nichts mehr im Wege.

Abb. 9.3 Maße der 428er Kette (Schalter)

Abb. 9.1 Antriebskette am Kart

Kartketten

Die Kraftübertragung vom Motor/Getriebe zur Hinterachse erfolgt beim Kart mittels einer Gliederkette. Damit sie einwandfrei läuft, gibt es einige Dinge zu beachten.

n Versuchen hat es nicht gefehlt, andere Kraftübertragungssysteme einzuführen, wie z. B. das OKE-System von Hetschel. Dabei übernehmen Zahnräder, die in einem Ölbad laufen, die Kraftübertragung. Auch Zahnriemen sollten schon die Hinterachse antreiben, hielten aber aufgrund des engen Umschlingungswinkels am Motorritzel nicht dauerhaft stand. Alle diese Versuche konnten sich am Markt nicht durchsetzen. Die jüngste Variante gibt es jetzt bei Rotax, die beim DD2 Max-Motor mit zwei Schaltstufen einen direkten Antrieb über Zahnräder realisiert haben. Da bei diesem System jedoch die Hinterachse durch den Motor bzw. das Getriebe gesteckt wird, sind Defekte oder Montageprobleme bei einer beschädigten Achse fast vorprogrammiert. Außerdem ist dieses System nicht universell einsetzbar und dadurch eher am Rande interessant.

Die verwendeten Gliederketten sind heute in der Regel als Buchsen- oder Rollenkette ausgeführt. Die über den Buchsen drehbaren Rollen einer Rollenkette verändern mit jedem neuen Kontakt der Zahnflanken des Kettenrads ihre Lage, so dass immer wieder eine andere Stelle des Umfangs zum Tragen kommt. Der Schmierstoff zwischen Rollen und Buchsen trägt zur Geräusch- und Stoßdämp-

Abb. 9.4 Maße an der 219er Kette (Standard Kartkette)

fung bei. Bei einer Buchsenkette berühren die Zahnflanken des Kettenrads die feststehenden Buchsen stets an der gleichen Stelle. Deshalb ist eine einwandfreie Schmierung bei solchen Trieben besonders wichtig. Buchsenketten haben bei gleicher Teilung und Bruchkraft eine größere Gelenkfläche als die entsprechenden Rollenketten. Eine größere Gelenkfläche ergibt eine geringere Gelenkflächenpressung und damit einen geringeren Verschleiß in den Gelenken. Besonders bewährt haben sich Buchsenketten bei hochbeanspruchten Nockenwellenantrieben in schnelllaufenden Dieselmotoren. Für Karts werden normalerweise zwei Kettenformate angeboten: Die 219er für getriebelose und die 428er für Getriebekarts und langsamlaufende 4-Takt-Motoren. Die 219er Ketten werden in unterschiedlichen Längen (für unterschiedliche Übersetzungen) fertig konfektioniert, oder auch als Meterware zum selbst Ablängen angeboten. Bevorzugt werden allerdings die konfektionierten Ketten, da hier eine mögliche Fehlerquelle, nämlich eine mangelhafte Vernietung der Kette, vermieden wird. Die größere 428er Kette wird normalerweise nur als Meterware verkauft, was unproblematisch ist, da bei diesen Ketten meist sowieso ein Kettenschloss verwendet wird. Als wartungsarme Alternative werden in jüngster Zeit häufig O-Ring-Ketten für viel Geld angeboten. Diese Ketten besitzen kleine O-Ringe aus Gummi (Abb. 9.6) zwischen Bolzen und Buchse und sind versehen, also dauerhaft geschmiert. Allerdings brauchen diese Ketten trotzdem noch zusätzliche Schmierung, da auch sie ja mit den Außenseiten der Buchsen auf den Zahnrädern laufen. Darüber hinaus sind diese Ketten durch die O-Ringe »steifer«, was nachweisbar Leistung kostet.

Kartketten

29 Abb. 9.2a (links) Buchsenketten

Abb. 9.5 Aufbau einer Buchsengliederkette (Panther Racing, HAT)

Abb. 9.2b (rechts) Rollenketten

Abb. 9.7 An den blauen Stellen gehört immer ausreichend Schmiermittel

Abb. 9.6 Prinzip O-Ring-Kette

Da Kartketten meist gut zugänglich sind und Schmierung ständig notwendig ist, sind O-Ringketten eher Luxus. Kartketten sind Verschleißteile und müssen je nach Einsatzart regelmäßig gewechselt werden. Darüber hinaus sollte man bedenken, dass eine 219er Kartkette, da sie wegen der hohen Drehzahlen leicht sein muss, in der Regel nah an der Belastungsgrenze konstruiert ist. Der Racer hat in Bezug auf Betriebssicherheit eigentlich nur eine Alternative: die Kette vor jedem Rennen zu erneuern. Welchen Belastungen ist eine Kartkette ausgesetzt? Natürlich muss die Kette die Antriebskraft des Motors möglichst verlustfrei übertragen. Dabei ist nicht so sehr die PS-Zahl die kritische Größe, sondern das zu übertragende Drehmoment, besonders beim Lastwechsel, der ja beim Kartfahren praktisch ständig stattfindet. Zwar gehen unsere 100 ccm 2-Takt-Motoren auf Grund ihres Funktionsprinzips und ihrer Auslegung auf Drehzahl nur mit einem relativ bescheidenen Drehmoment (15–22 Nm) an die Kette. Gewalttätiger gehen die aktuellen Hochleistungs-4-Takter zur Sache: Sie bringen schon 25 und mehr Nm an die Fliehkraftkupplung und es ist erstaunlich, wie gut die kleinen Ketten das vertragen. Allerdings wird man sich für zukünftige Kartmotoren, ob 2- oder 4-Takter, die ja noch leistungsstärker sein werden, in diesem Zusammenhang etwas einfallen lassen müssen. Beim Lastwechsel geht die Kette in Sekundenbruchteilen vom Schiebe- in den Zugbetrieb und umgekehrt. Dabei peitscht die Kette förmlich vom Zustand »lose« in Zustand »stramm«. Besonders beim Beschleunigen treten Kräfte auf, die ein Vielfaches des normalerweise anliegenden Drehmomentes betragen können. Dazu kommen Scherkräfte, die durch die Verwindung des Chassis bei Richtungswechseln erzeugt werden. Etwas abgemildert wer-

Abb. 9.8 (links) Kettenschmiermittel Abb. 9.9 (rechts) Panther Kartkette (HAT)

den diese Belastungen bei Motoren mit einer Fliehkraftkupplung, da dort der Kraftschluss weicher stattfindet. Nur so ist zu verstehen, dass 219er Ketten z. B. auch die Kräfte eines aktuellen 250 ccm 4-Takt-Motors übertragen können. Damit aber eine Kartkette diese enormen Kräfte überhaupt übertragen kann, sind sorgfältige Montage der Ritzel und Kettenblätter sowie gewissenhafte Pflege absolue Grundvoraussetzungen. Vor jeder Fahrt muss die Kette mit einem guten Kettenfett oder Spray geschmiert werden. Bei dem verwendeten Kettenspray oder Fett ist dessen Haftfähigkeit von größter Bedeutung, denn je länger das Schmiermittel an und in der Kette verbleibt, umso länger wird diese geschmiert. Die Haltbarkeit der Ketten ist allerdings auch bei sorgfältigster Behandlung begrenzt: Eine 219er Kette sollte nach einem Rennwochenende nicht mehr bei einem Rennen eingesetzt, sondern nur noch für die Trainingsarbeit aufgebraucht werden. Die richtige Montage von Ritzels, Kettenblatt und Kette ist sehr wichtig. Läuft die Kette nicht in einer Flucht mit Ritzel und Kettenblatt, werden die Gliederflanken beschädigt und die Kette kann zerstört werden. Auch Ritzel und Kettenblatt werden in diesem Fall einseitig abgeschliffen und dürfen keinesfalls weiter benutzt werden, da sie sonst

Kartketten

30 Abb. 9.10 Diese Fehler bewirken Leistungsverlust! Fehlerhafter Sitz durch nicht fluchtende Ritzel

Kettenblatt sitzt nicht parallel: Montagefehler Kette läuft schwer und erzeugt Verschleiß an den Zahnflanken Antriebsritzel oder Kettenblatt stehen abgewinkelt zueinander – meist durch fehlerhaften Motorbock,. Das führt ebenfalls zu erhöhtem Verschleiß

auch die neue Kette zerstören würden. Läuft die Kette zu stramm, werden die Kettenrollen beschädigt und die Zähne an den Ritzeln spitzgefräst (auch das Kurbelwellenlager auf der Seite des Motorritzels wird extrem belastet und kann ebenfalls Schaden erleiden). Auch in diesem Fall sind Kette, Ritzel und Kettenblatt auszuwechseln. Ist die Kette in Ordnung, liegt sie im gesamten Umfang des Kettenblatts und des Motorritzels mit jeder ihrer Rollen im Scheitelpunkt zwischen den Zahnflanken auf. Die Kettenspannung stimmt, wenn die Kette ca. eine Daumenbreite Spiel aufweist. Die Kette muss nach der Montage sauber rund laufen. Dazu entfernen wir die Zündkerze aus dem Motor und drehen die Hinterachse. Hat man eine neue Kette montiert, muss diese auf jeden Fall nach einigen Runden nachgespannt werden, da jede neue Kette im Betrieb einer Erstlängung unterliegt. Für den Racer ist die maximale Endlängung, also die Kette im Zustand an der Verschleißgrenze, von geringer Bedeutung, da er die Ketten im Rennbetrieb regelmäßig erneuert und damit den Folgeverschleiß, der durch eine abgenutzte Kette an der Ritzeln hervorgerufen wird, im Gegensatz zum Hobbyfahrer gar nicht erst zulässt. So kann ein Kettenblatt von ordentlicher Qualität ohne weiteres eine Rennsaison überstehen. Das Antriebsritzel am Motor unterliegt dagegen einem höheren Verschleiß und sollte regelmäßig getauscht werden. Besonders bei der Verwendung von Ritzeln mit nur neun Zähnen steigt die Belastung, sowohl der Kette als auch des Ritzels, durch den engen Umschlingungswinkel der Kette stark an. Bei der Montage und Pflege der Kette ist auch darauf zu achten, dass das Kettenblatt keinen Seiten- oder Höhenschlag aufweist. Ein Seitenschlag entsteht meist durch das Aufsetzen des Kettenblatts auf einen Curb oder ähnlichem. Ist das Kettenblatt krumm, muss es ausgewechselt

Abb. 9.11 Richtige Kettenspannung: ca. 2 cm oben (Zugseite)

Abb. 9.12 Darstellung des Längenverschleißes

Abb. 9.13 Verschleiß– stellen an der Kette

Abb. 9.14 Prüfwinkel (PantherKetten, HAT)

werden. Ein Höhenschlag weist meist auf eine krumme Hinterachse hin. Da auch hier die Kette nicht mehr einwandfrei laufen kann (z. B. wechselnde Kettenspannung, schwergängige Stellen), muss die Ursache beseitigt werden. Da Kette, Ritzel und Kettenblatt ständig Schmutz und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, müssen sie nach dem Einsatz gründlich gereinigt werden. Nach der Reinigung (in einer Waschlösung) wird die Kette ausgeblasen und wieder eingefettet. Für die 125 ccm Getriebekarts gilt im Prinzip das Gleiche hinsichtlich der Antriebskette wie oben beschrieben. Das Kettenblatt wird jedoch meistens innen zwischen den Achslagern angebracht. Deshalb sind diese Kettenritzel teilbar, da sie sonst ohne Demontage eines Achslagers nicht wechselbar wären. Mittels zweier Schrauben wird das Ritzel meist auf der Achse direkt montiert. Dabei muss das Anzugsmoment der beiden Schrauben so gewählt werden, dass das Ritzel ohne Höhenschlag läuft. Man sollte an diesen Ritzeln auf jeden Fall die Passungen, Keilnut und Keil kontrollieren, und ggf. nacharbeiten, dass sonst unter Umständen ein sauberer Rundlauf nicht erreichbar ist.

Abb. 7.1 Kettenwerkzeug (Trenner und Vernieter) von HAT (Panther Ketten)

Das ultimative Kettenwerkzeug

ür manche Bereiche ist ein gutes Kettentrenn- und Vernietungswerkzeug unerlässlich. Einmal, um Ketten selbst abzulängen (Meterware ist meist deutlich günstiger im Preis), oder um bei Karts mit Innenantrieb (z. B. Biland) die Kette wechseln zu können, ohne dass die Hinterachse demontiert werden muss. Für diese Arbeit taugen die meisten herkömmlichen Kettentrenner nicht, zumal meistens zwar die Kette getrennt werden kann, es aber dann zum neuerlichen Vernieten nur den guten alten Hammer und einen Körner gibt. Aber auch wenn das Vernieten vorgesehen war, wurde der Bolzen nur an seiner Kopfseite verquetscht. Der zweite Nachteil bei diesen Werkzeugen ist, dass in der Regel beim Auspressen des Bolzens sowohl dieser als

auch die Verbindungslasche beschädigt werden und kein einwandfreier Passsitz mehr möglich ist. Da aber eine sichere und passgenaue, weil haltbare Verbindung an der Kette sehr wichtig ist, haben sich der Autor und ein Kettenhersteller (HAT) Gedanken gemacht, wie das Problem zu lösen ist. Herausgekommen ist ein praktikables und zuverlässiges Kettenwerkzeug, das die Kette auf die gleiche Weise vernietet wie eine Maschine beim Hersteller.

Kettenwerkzeug

Abb. 10.2 Zuerst wird der Bolzen ausgetrieben…

Abb. 10.6 …wird auch eine neue Außenlasche in das Werkzeug eingelegt. Im Pressstempel ist ein kleiner Magnet, der die neue Lasche bei der Montage hält…

Abb. 10.3 …das muss zweimal gemacht werden, um ein komplettes Kettenglied zu entfernen…

Abb. 10.7 …anschließend wird in einem Arbeitsgang erst die neue Lasche verpresst…

Abb. 10.4 …da bei der Neuverpressung ein vorgenietetes neues Kettenglied eingesetzt wird…

Abb. 10.8 …und anschließend beide Bolzen gleichzeitig vernietet. Durch den nun wieder originalen Passsitz der Lasche ist garantiert, dass das seitliche Spiel des Kettengliedes…

Abb. 10.5 …die Kette wird also genauso verschlossen wie in der Maschine. Wenn das neue Glied eingelegt ist…

Abb. 10.9 … genauso eingehalten wird wie bei einer maschinell gefertigten Kette. Nach der Montage ist kein Unterschied zu den anderen Kettengliedern festzustellen.

34 Abb. 11.1 Reifenabdrückgerät

Demontage:

Abb. 11.2 Luft ablassen, dafür den Ventileinsatz herausschrauben. Dann mit einem Reifenabdrückgerät beide Reifenflanken nach innen vom Felgensitz drücken

Abb. 11.3 Den Reifen zusammendrücken. Wenn es kalt ist, sollte man die Reifen/Räder möglichst erst auf Zimmertemperatur bringen, dann lässt sich der Reifen besser für die Montage verformen

Abb. 11.4 Den zusammengedrückten Reifen in das Felgenbett drücken, einen Reifenheber ansetzen und den Reifen über den Felgenrand nach oben herausdrehen

Reifenmontage

Die neue Kartsaison steht vor der Tür, das heißt auch für viele Hobby-Kartfahrer, dass wieder einmal ein Reifenwechsel notwendig ist – eine Arbeit, vor der es viele Fahrer und Mechaniker graut. Das muss nicht sein.

ugegeben, manchmal ist das Wechseln der Kartreifen ein mühsames Geschäft, ganz besonders dann, wenn man eine harte Reifenmischung aufgezogen hatte oder der Reifen schon sehr lange auf der Felge sitzt und sich eventuell Korrosion gebildet hat. Hier sehen Sie, dass der Reifenwechsel eigentlich recht problemlos vonstatten gehen kann, wenn man einige Regeln beachtet und das richtige Werkzeug zur Hand hat. Ein wenig Übung und Kraft in den Händen ist aber sicher von Vorteil. Wir zeigen hier nur eine Methode, es gibt wie immer mehrere Wege, die zum Ziel führen... Da Kartreifen, wie alle anderen Reifen auch, kleine Ungleichmäßigkeiten bei der Materialverteilung aufweisen können, kann es Unwuchten geben. Eine Radunwucht führt zu unangenehmen Vibrationen. Manchmal reicht es, den Reifen auf der Felge zu drehen, besser ist es aber, das Rad auf einer speziellen Vorrichtung mittels kleinen Klebegewichten aus Blei auszuwuchten (so ein Gerät sollte euer Karthändler haben). Für die Reifenmontage sollte man die in den Abbildungen gezeigten Werkzeuge haben. Alle diese Werkzeuge und Hilfsmittel bekommt man im gut sortierten Kartfachhandel.

Abb. 11.5 Anschließend die Felge möglichst tief in den Reifen stellen und nach oben herausziehen (kippen), dabei den Reifen abermals zusammendrücken. Die Felgen reinigen und auf Schäden untersuchen. Besonders gefährlich sind feine Risse, da hier die Felge später brechen kann.

Reifenmontage

35 Montage:

Abb. 11.6 Den neuen Reifen vor der Montage am Reifenwulst mit Montagepaste einschmieren. Die Paste erleichtert die Montage deutlich. Hat man keine Reifenmontierpaste zur Hand, tut es auch Schmierseife oder Spüli

Abb. 11.7 Die Felge mit einer Seite in den neuen Reifen drücken, dabei die Laufrichtungsanweisung des Reifenherstellers beachten

Abb. 11.9 Nun sitzt der neue Reifen auf der Felge. Dann den Reifen wieder in Form bringen, das Rad auf den Boden stellen, den Reifen von oben vorsichtig beidseitig an die Felge drücken und Luft in die Felge geben. Den Reifen mit entsprechendem Luftdruck auf die Felgensitze drücken, bis es deutlich »plopp« macht. Der Luftdruck sollte dabei nicht über 4 bar ansteigen!

Sicherheitshinweise 1) Bei der Reifenmontage darauf achten, dass die Felgen nicht beschädigt werden. 2) Magnesiumfelgen sind oberflächenbehandelt. Die Schutzschicht darf nicht verletzt werden, da die Felge sehr schnell korrodieren würde, was später zu Rissen und Brüchen führen kann.

Abb. 11.8 Wenn die erste Seite des Reifens in der Felge sitzt, den Reifen schräg auf den Boden stellen, die Felgen oben möglichst weit in den Reifen ziehen und gleichzeitig den Reifen weiter über den Felgenrand drücken

3) Beim Aufpressen der Reifen mittels Luftdruck die Räder so stellen, dass die Felgenseiten nicht zum Körper oder zu Körperteilen zeigen. Falls eine Felge dem Druck nicht standhält, kann sie regelrecht explodieren und schwerste Verletzungen verursachen. Stellen Sie, vor allem bei härteren Gummimischungen, das Rad beim Aufpressen des Reifens möglichst in eine stabile Holz- oder Metallkiste, damit im Falle eines Falles keine Splitter umherfliegen können!

Reifenmontage

Abb. 11.11 Befestigungsplatte aufsetzen…

2 Abb. 11.10 Das Reifenmontiergerät von Hogen

Reifenmontiergerät: Schluss mit verbogenen Fingern!

Alle Motorrad- und PKW-Fahrer lassen ihre Reifen heutzutage fachgerecht mittels Maschinen montieren, da eine reifenschonende Montage ohne Hilfsgeräte bei Leichtmetallfelgen, auch aus Sicherheitsgründen, einfach nicht mehr sinnvoll ist. Präzision und sauberes Arbeiten sind aber auch im Kartsport absolut erforderlich. Überall wird hochwertiges Werkzeug und Material verwendet, nur bei der Reifenmontage wird nach wie vor gepresst, gespannt, gezerrt und überdehnt, bis zum nicht sichtbaren Reißen der Stahleinlagen oder Zerstören der Struktur der Karkasse. Jede Überdehnung aber schadet der Karkasse. So werden gerade auch in der kälteren Jahreszeit die kalten Reifen oft schon bei der Montage punktuell beschädigt. Auch die Felgen, besonders wenn sie aus Magnesium bestehen, werden bei den Montagearbeiten oft genug vorgeschädigt und führen so im Rennen durch Materialbrüche zum Ausfall. Selbst bei der Montage von »weichen« Rennreifen, die von geübten Mechanikern meist gekonnt, aber fast immer unter Zeitdruck erfolgt, ist die o. g.

Abb. 11.12 ...und die Felge auf das Gerät aufspannen. Die lange Seite des Felgenhorns zeigt nach oben.

Gefahr nicht auszuschließen. Inzwischen gibt es einige wirklich professionelle Kartrei-

Reifenmontage

Abb. 11.13 Den Reifen mit Abdrücker lösen...

Abb. 11.17 und Abb. 11.18 Den neuen Reifen mit der Unterseite über den Felgenrand drücken (Montagepaste nicht vergessen!)...

Abb. 11.14 ...dann den Montierhebel in der Aussparung an der oberen Platte unter dem Reifen ansetzen…

Abb. 11.19 und Abb. 11.20 ...dann den Rollhebel in das Gelenk einsetzen und mit einer Drehbewegung den oberen Reifenwulst über den Felgenrand rollen…

Abb. 11.15 und Abb. 11.16 …den Montierhebel gegen die Spannachse abstützen und den Reifen über den Felgenrand hebeln, anschließend den Reifen per Hand ganz über den Felgenrand ziehen

fen-Montiergeräte. Mit diesen Geräten ist es nun für Jedermann möglich, die Kartreifenmontage und Demontage stressfrei, kinderleicht und reifenschonend durchzu-

Abb. 11.21 ...bis der Reifen komplett auf der Felge sitzt

führen. Als Beispiel für ein gutes Werkzeug soll hier das Hogen HANDY dienen.

38 Abb. 12.3 Alles was man zum Auswuchten benötigt

Abb. 12.1 Auswuchtgerät für Karträder

absolut rund laufen, beschränken wir uns bei der weiteren Betrachtung, bis auf das Ventil, auf den Reifen.

Auswuchten

Am Kart gehören Rad und Reifen zu den rotierenden Massen. Daher müssen sie rund laufen, um vibrationsfreies Fahren mit maximalem Grip zu ermöglichen.

us der Physik wissen wir, dass rotierende Massen Kräfte erzeugen die, vereinfacht ausgedrückt, auf ihre Achsen wirken. Solange diese auftretenden Kräfte im Gleichgewicht sind, kann man sagen, dass diese Kräfte konstruktiv beherrschbar sind, sie also an den Achsen, Aufhängungen und anderen Bauteilen keine Schäden hervorrufen. Sind die auftretenden Kräfte nicht im Gleichgewicht, wie das z. B. im Falle einer Unwucht ist, führt dies eventuell zu Beschädigungen, ganz sicher aber zu Beeinträchtigungen. Im Falle einer Radunwucht werden Spurstangenköpfe, Radlager und die Reifen in höherem Maße beansprucht. Darüber hinaus wird das Kart unruhig, es erfordert ständige Lenkkorrekturen, die den Fahrer zusätzlich beanspruchen und sogar die Rundenzeiten verschlechtern können. Eine Unwucht wird durch ungleiche Massenverteilung im Reifen oder Rad verursacht. Da aufgrund der modernen Fertigungsprozesse unsere heutigen Felgen in der Regel Abb. 12.2 statische Unwucht (links) dynamische Unwucht (rechts)

Physikalisch unterscheidet man zwischen zwei UnwuchtVarianten: der »statischen« und der »dynamischen« Unwucht. Bei der statischen Unwucht ist die Masse unregelmäßig über den Reifenumfang verteilt. Besteht die ungleiche Massenverteilung dagegen über die Breite des Reifens, so hat man es mit einer dynamischen Unwucht zu tun. Eine minimal ungleichmäßige Massenverteilung lässt sich auch mit modernsten Fertigungsmethoden nicht immer vermeiden, daher gehört das Räderauswuchten zu den normalen Optimierungsarbeiten an luftbereiften Fahrzeugen. Weitere Ursachen, die zu ungewollten Schwingungen an den Rädern führen, sind Höhen- und Seitenschlag. Beim Höhenschlag handelt es sich um eine »Exzentrität«, einer axialen Formabweichung. Der Seitenschlag beschreibt eine Abweichung in radialer Weise. Diese beiden Effekte beruhen in aller Regel auf Produktionsfehlern, die unter den Garantieanspruch fallen. Die Stärke einer Unwucht wird bestimmt von der Schwere des Massefehlers und der Rotationsgeschwindigkeit des Rades. Zwar ist der als Hebel wirksame Radius eines Kartrads deutlich kleiner als bei einem PKW, dafür sind aber die Drehzahlen bei gleicher Geschwindigkeit wesentlich größer, so dass auch am Kartrad deutlich spürbare Kräfte wirken können. In der Praxis zeigt sich sehr schnell, dass ausgewuchtete Räder bei Fahrern, die noch nie in den Luxus dieser Optimierung gekommen sind, einen deutlichen Aha-Effekt auslösen, und diese dann möglichst nur noch ausgewuchtete Räder haben wollen. Wie geht man nun in der Praxis vor? Zum Auswuchten benötigt man ein relativ einfach aufgebautes Gerät, Dabei handelt es sich um einen massiven Standfuß, der mit einer Achse zur Aufnahme der Karträder ausgestattet ist.

Auswuchten

Abb. 12.5 Rad ausgependelt (In Waage)

Abb. 12.4 Man kann auch auf der Felgeninnenseite wuchten.

Praktischerweise sollte die Achse so gestaltet sein, dass man sowohl Räder mit eingepressten Lagern als auch solche mit Dreiloch-Befestigung bearbeiten kann.

senkrecht unter der Wellenachse liegen. Das Rad ist nun ausgependelt. Diese Stelle kann man mit Kreide oder Filzstift markieren. Die selbst klebenden Auswuchtgewichte aus Blei bekommt man auf Klebestreifen in Ausführungen von 10 und 5 g. Das Auswuchtgewicht wird dann an der gegenüberliegenden Stelle der Markierung in die Felge geklebt. Dazu muss man die Felge mit Bremsenreiniger an der betreffenden Stelle gut säubern. Nach zwei bis drei Versuchen hat man das notwendige Gewichtsmaß gefunden, bei dem das Rad in jeder Position stehen bleibt. In diesem Fall ist das Rad statisch ausgewuchtet.

Das Gerät, das in diesem Beitrag abgebildet ist, stellte uns die Firma »GA – Georg Alber Motorsport« (Tel. 08678/246) zur Verfügung. Mit diesem Gerät kann man statische Unwuchten auspendeln. Dabei dreht sich das Rad so aus, dass die schwerste Stelle senkrecht nach unten zu stehen kommt. Oftmals ist dies die Stelle, wo sich das Ventil befindet. Autoreifen haben deshalb für die Montage des Reifens eine Markierung (farbiger Punkt), die am Ventil platziert werden muss. Bei Kartreifen findet man eine solche Markierung nicht, deshalb ergibt sich schon deshalb eine mehr oder Abb. 12.6 Roter Punkt: Hier muss minder starke statische Unwucht, das Wuchtgewicht platziert werden. je nach dem, wie der Reifen auf Schwarzer Punkt: ausgependelte der Felge sitzt. schwerste Stelle am Rad Nach der Demontage der alten Reifen sollte man die Felgen gründlich reinigen, bevor man die neuen Pneus aufzieht. Nachdem der neue Reifen montiert ist und korrekt auf der Felge sitzt, sollte der Reifenluftdruck auf den erforderlichen Betriebsdruck gebracht werden. Dann setzt man das Rad auf das Wuchtgerät, bei der Dreiloch-Variante werden die drei Radmuttern handfest angezogen. Das zu wuchtende Rad wird leicht in eine Drehbewegung versetzt. Bleibt das Rad dann stehen, wird die schwerste Stelle des Rades genau

Wichtig ist, dass die Gewichte (meist muss man mehr als ein Gewicht anbringen) gleichmäßig zu beiden Seiten der gedachten Linie von der Markierung zur gegenüberliegenden Seite angebracht werden. Oft liegt das richtige Gewicht auch außerhalb der zur Verfügung stehenden Gewichtssorten, in diesem Fall muss man mit dem Seitenschneider etwas von den Gewichten abzwacken, bis die richtige Menge gefunden ist. Beispielsweise 35 g zu leicht – 40 g zu schwer, richtiges Gewicht 38 g. Ist das Rad ausgewuchtet, sollte man als zusätzliche Sicherung etwas Klebeband über die angebrachten Auswuchtgewichte kleben. Man kann das Auswuchten an der Innen- oder Außenseite der Felge vornehmen. Höhen- oder Seitenschläge lassen sich durch Wuchten nicht beseitigen. Allerdings hilft hin und wieder ein Drehen des Reifens auf der Felge. Dynamisches Wuchten wäre nur auf einer elektronischen Wuchtmaschine möglich, die es aber für Kart-Räder (noch) nicht gibt. Trotzdem möchte ich das statische Auswuchten der Räder dringend empfehlen!

Abb. 13.1 Kleine und leichte Batterien von Bosch

Starterbatterie

Mit dem Einzug der Elektronik spielt die Stromversorgung eine größere Rolle als früher. Daher muss die Betriebsspannung genau beachtet werden.

eit einigen Jahren ist die Frage »externe Stromversorgung« auch ein Thema für Kartfahrer. Waren es anfangs nur die Instrumente, die eine Stromversorgung, sprich Batterien oder Akkus, benötigten, so ist das Thema spätestens seit der Verbreitung des RotaxMax-Motors, der sowohl für den Startvorgang als auch für seine Digitalzündung einen Akku benötigt, an der Tagesordnung. Denn wenn dieser Akku eine bestimmte Betriebsspannung unterschreitet, ist ein Fahrbetrieb nicht mehr möglich. Auch das Startverhalten ist von der Kapazität des Akkus abhängig. Wird beim Anlassvorgang die notwendige Startdrehzahl nicht erreicht bzw. beansprucht der Anlasser zu viel Strom, so dass kein Zündfunke unter Kompression entstehen kann, springt der Motor nicht mehr an. Da die Rotax-Motoren, wie einige andere Fabrikate auch, keine Ladeeinrichtung (Lichtmaschine) an Bord haben, müssen die Akkus extern geladen werden. Da dieses Bat-

Abb. 13.2 Akkuladegerät

terieladen lästig ist, wird es gerne vergessen bzw. wird der Ladebetrieb falsch gehandhabt. So kommt es nach wie vor häufig vor, dass der Fahrspaß schon nach ein bis zwei Stunden beendet ist, weil der Akku seine Mindestspannung unterschritten hat. Im Folgenden soll deshalb das Thema Akkus und das richtige Handling erörtert werden. Die Stromversorgung in den Anzeigeinstrumenten erfolgt meist mittels einer bestimmten Anzahl von 1,5 Volt Batterien oder entsprechende Nickel-Cadmium-Akkus. Die

Starterbatterie

41 Abb. 13.3 Werden auch gebraucht: 1,2 V NiCad-Akkus und 1,5 V Batterien

Frage, ob man für diese Geräte Akkus oder Batterien einsetzt, sollte man rein von der praktischen Seite betrachten. Die Handhabung der Akkus ist nicht unproblematisch, da diese Akkus möglichst bis an ihre Entladungsgrenze benutzt werden sollten, da sie leider einen unerwünschten »Memory-Effekt« aufweisen. Das heißt nichts anderes, als dass diese Akkus, wenn sie im nur halbleeren Zustand wieder ans Ladegerät kommen, sich diese Lademenge merken und dann nicht wieder richtig voll geladen werden. Abhilfe schaffen hier nur relativ aufwändige Ladegeräte, die die Akkus vor dem Laden erst vollständig entladen, bevor ein neuer Ladevorgang beginnt. In der Praxis bedeutet dies, dass die Akkus nach jedem Gebrauch (Fahrtag) entnommen werden müssen und in das Ladegerät gepackt werden. Viel Aufwand, gerade für HobbyFahrer. Preiswerter ist es auf einen Zeitraum von zwei bis drei Jahren gerechnet auch nicht, da die guten Ladegeräte relativ teuer sind, und sich frühestens nach dieser Zeitspanne rechnen. Da sowohl Akkus als auch Batterien immer gerade dann leer werden, wenn man das überhaupt nicht brauchen kann, bieten sich Batterien an. Die sind immer frisch, werden benutzt, bis sie zu Ende sind, und bedürfen keiner besonderen Pflege. Auch der Wechselaufwand bleibt gleich. Natürlich muss man immer ein Ersatzpaket der benötigten Batterien im Werkzeugkasten haben, was allerdings auch für Akkus gilt. Ich arbeite dort, wo der Einsatz von Batterien möglich ist, nur noch damit. Eine sinnvolle Ergänzung bietet MyChron jetzt auch für seine kleineren Kart-Anzeigeinstrumente an: Einen Adapter, der anstelle des Batteriehalters in das Gerät gesteckt wird, und der an einen (inzwischen auch am Kart oft vorhandenen) 12-Volt-Akku angeschlossen werden kann. Bei den Starterbatterien im Rennsport stellt sich das Thema schon anders dar. Für diesen Einsatzzweck benutzt man in der Regel Blei-Akkus. Die Vorteile des Blei-Akkus sind seine hohe Kapazität und die gute Hoch-

Abb. 13.4 Blei-Gel-Akku

Abb. 13.5 Aufgesägter Blei-Gel-Akku. Die braunen Platten bestehen aus Bleioxid, das Weiße ist das Fließpapier

Abb. 13.6 Hier kann man deutlich das Fließpapier zwischen den Platten erkennen

stromfestigkeit. Darüber hinaus sind bestimmte BleiAkku-Typen im Prinzip tiefentladungssicher. Der Aufbau eines Blei-Akkus ist immer gleich: Die kleinste Einheit ist die Zelle. Diese besteht im Wesentlichen aus den positiven und negativen Plattenblöcken, den Scheidern und

Starterbatterie

Abb. 13.7 Ordentliche Batteriehalterung (z. B. für Rotax, Leopard usw.)

den Anschlusselementen. Die Nennspannung für die einzelne Zelle ist mit 2 Volt festgelegt. Für einen 12-V-Akku benötigt man also sechs Zellen. Die Zellen sind über Polbrücken in Reihe geschaltet. Der erste Plus- und der letzte Minuspol werden nach außen geführt, und bilden die Anschlusspole für die Kabel. Die aktive Masse der positiven Platten besteht aus braunem Bleidioxid (PbO2), die der negativen Platten aus grauem Blei (Pb). Der Elektrolyt ist verdünnte Schwefelsäure (H2SO4) mit einer Dichte von 1,28 g/cm2. Diese Blei-Akkus verfügen in der Regel über Wartungsstopfen für jede Zelle, durch die destilliertes Wasser nachgefüllt werden kann. Dieses Nachfüllen von destilliertem Wasser ist erforderlich, da durch die Entlade- und Ladevorgänge Wasser verdampft. Damit verändert sich die Dichte des Elektrolyten verändert und die Kapazität des Akkus lässt nach. Die so genannten Blei-Gel-Akkus sind im Prinzip genauso aufgebaut, außer dass statt eines flüssigen Elektrolyten ein gelartiger mit einer etwas geringeren Säuredichte verwendet wird. Für die einzelne Zelle wird die Entladeschutzspannung mit 1,75 V angegeben. Ein Blei-Gel-Akku gilt also bei einer Spannung von 10,5 V als leer. Beim Ladevorgang unterscheiden sich die Blei-Gel-Akkus aber sehr wohl von den normalen Blei-Akkus. Sie dürfen, im Gegensatz zu normalen Bleiakkus, die maximal 14,4 V Ladeendspannung vertragen, nur mit einer maximalen Ladespannung von 13,8 V geladen werden. Dies hängt

mit der gasdichten Ausführung der Blei-Gel-Akkus zusammen. Die einzelne Zelle fängt bei 2,4 V Ladespannung an zu gasen, das heißt, im flüssigen Elektrolyt entstehen Blasen, die nach oben steigen und ihren Inhalt (Gas) in das Zellengehäuse abgeben. Da normale Akkus nicht gasdicht ausgeführt sind, kann der entstehende Überdruck entweichen. Wenn der Akku extern geladen wird, werden deshalb die Verschlussstopfen aufgedreht. Dieser Gasungsvorgang ist bei flüssigen Elektrolyten durchaus erwünscht, wird doch durch das Sprudeln der Elektrolyt gut durchgemischt. Die Ladespannung für eine Zelle des Gel-Akkus darf dagegen auf keinen Fall über 2,3 V steigen. Aus diesem Grund sind normale Ladegeräte für Auto- oder Motorradakkus nicht für Gel-Akkus geeignet, da sie sogar anfangs des Ladevorganges gewollt mit einer höheren Ladespannung (für etwa eine Stunde) arbeiten. Daher scheidet für einen Gel-Akku eine Schnellladung grundsätzlich aus. Der Handel bietet spezielle Ladegeräte für Gel-Akkus an. Diese Ladegeräte sind so ausgelegt, dass sie die Ladespannung von 2,3 Volt nicht überschreiten. Weiter gleichen sie die Selbstentladung des Akkus automatisch wieder aus, wenn sie permanent angeschlossen bleiben. Das bedeutet, dass man den Akku z. B. in der Winterpause ausbaut, an ein solches Ladegerät hängt, und erst wieder

Starterbatterie

43 zu Saisonbeginn abklemmt. Technisch etwas weiter gehen Ladegeräte, die als »Refresher« arbeiten. Die eingebaute Elektronik sorgt für eine regelmäßige Entladung, und anschließend wieder für eine Aufladung. Diese Geräte simulieren im Prinzip einen Fahrbetrieb. Wie man sieht, ist das Thema »Akku« eigentlich nicht kompliziert, wenn man die technischen Vorgaben beachtet. Aber da kommen wir schon an den eigentlichen Kern des Themas: Man sollte unbedingt den richtigen Akku für den jeweiligen Anwendungszweck verwenden. Die im Kartsport gerne eingesetzten Blei-Gel-Akkus sind eigentlich keine »echten« Gel-Akkus und auch nicht als Starterakkus gedacht, sondern finden ihren ursprünglich Zweck in Notstromanlagen, Alarmanlagen und in der Solartechnik. Bei diesen Blei-Gel-Akkus besteht der Elektrolyt z. B. aus einer Art Fließpapier (s. Abb. 13.6), das bei den preiswerten Varianten dem Fahrbetrieb in einem Kart genauso wenig gewachsen ist wie die unterdimensionierten Polverbinder. Da verwundert es nicht, wenn ein solcher Akku schon nach wenigen Wochen seinen Geist aufgibt, weil er buchstäblich innerlich zerrüttelt worden ist.

Abb. 13.8 2,16 A

Deutlich auf dem Aufkleber zu lesen: max. Strom

Dabei ist nicht nur die mechanische Ausführung von Bedeutung, sondern auch die elektrische Auslegung. Schauen wir uns einmal die technischen Spezifikationen eines gängigen 12 V, 7,2 Ah Blei-Gel-Akkus an, so lesen wir, das die maximale Stromentnahme 2,16 A nicht überschreiten soll. Der Anlaufstrom eines Rotax-Anlassers dürfte aber schon sehr deutlich darüber liegen. Das nächste Problem stellen die Kabelanschlüsse dar. Zwar sind die Flachstecker im Normalfall, ohne den Einfluss der starken Vibrationen an einem Kart, dem Strom gewachsen, leiden aber in der Praxis meist schon nach kurzer Zeit eben durch die starken Erschütterungen an Kontaktschwäche, weil sich die Stecker aufbiegen, und dann nicht mehr flächig anliegen. Durch die dann auftretenden minimalen Abstände, die sich zwischen Stecker und Anschlussfahne bilden (an denen sich auch sofort Korrosion bildet), steigt der Übergangswiderstand dann stark an, so dass der Akku nicht mehr seine volle Leistung übertragen kann. Es macht daher durchaus Sinn, beim nächsten Akku-Neukauf auf einen Motorrad-Akku umzurüsten. Danach haben die Akku-Probleme am Kart meist ein Ende. Auch wenn wir jetzt festgestellt haben, dass die AkkuProbleme meist durch Falschbehandlung oder durch mangelnde Qualität begründet sind, will ich noch einige Anmerkungen speziell zum Rotax-Max anfügen. Wie oben gelesen, ist ein Blei-Gel-Akku theoretisch bei 13,8 V Spannung voll und bei 10,5 V leer, was einen Arbeitsbereich von 3,3 V Spannungsdifferenz ergibt. Leider sind die

Abb. 13.9 Kleine Hochleistungsbatterie aus dem Motorradzubehör

Verbrauchswerte für die Zündanlage ebensowenig angegeben wie die des Anlassers. Versuche haben ergeben, dass schon ab ca. 11,7 V Akkuspannung Zündaussetzer auftreten können. Dieser Wert schwankt und ist anscheinend von der Toleranz der jeweiligen Zündanlagenbauteile abhängig. Dies bedeutet auch, dass der tatsächlich sichere Arbeitsbereich des Akkus maximal 1,5 Volt Spannungsdifferenz ergibt. Anscheinend hat man bei Rotax der Einfachheit halber die Zündanlage des Motorrollers übernommen, aus dem der Motor ursprünglich stammt, und der über einen Generator verfügte. Legt man dann noch die 14,4 Volt Ladeendspannung eines Motorrad-Akkus zugrunde, kommt man wieder auf einen Arbeitbereich von mindestens 2,6 Volt Spannungsdifferenz. Durch den in Relation zum tatsächlich verfügbaren Spannungsbereich des GelAkkus sehr hohen Spannungsbedarf der Kart-Zündanlage selbst ist es eigentlich noch wichtiger, einen vernünftigen, der Anwendung angemessenen Motorrad-Akku zu verwenden.

Abb. 14.3 Das Display ist für den Fahrer gut zu erkennen Abb. 14.1 Datenanzeige (MyChron)

Abb. 14.2 Streckenzkizze Niedergörsdorf (aus Loggerdaten generiert)

Abb. 14.4 Auch die jungen Fahrer müssen sich früh mit Datarecording auseinandersetzen

Datenauswertung

Sind schnelle Runden im Kart reine Erfahrungssache? Ja und nein – alte Hasen unter den Mechanikern haben sich im Laufe der Jahre durch permanente Tests ein umfangreiches Fachwissen für die jeweils beste Abstimmung des Karts angeeignet.

ie schlauen Füchse unter den alten Hasen haben ihre Ergebnisse dokumentiert und führen Notizbücher mit sich, in denen sie die jeweils benötigten Informationen finden. In diesen Notizbüchern befinden sich alle Geheimnisse rund um die Abstimmung eines Karts, und dementsprechend gut gehütet werden diese Aufzeichnungen. Aber auch viele Kartfahrer sind Hüter zahlreicher Informationen – zumindest, wenn sie eines der modernen Anzeigesysteme verwenden. Sie haben zwar viele Daten, nutzen diese aber oft nicht alle oder können sie nur unvollständig interpretieren.

dem Fahrer oder Mechaniker später auf dem Gerät selbst, oder in vielfältiger Form auf dem PC anzeigen. Die aufgezeichneten Testdaten können mit Kommentaren ergänzt werden, so dass zu jeder Zeit, auch Jahre später, exakt nachvollzogen werden kann, welche Einstellungen für eine schnelle Runde das Richtige war. Diese Datenaufzeichnungen stellen das Gleiche wie die oben angeführten Notizbücher dar. Der Unterschied besteht allerdings darin, dass diese Aufzeichnungen, wenn sie korrekt angelegt wurden, für jeden Mechaniker, der sich mit DataRecording auskennt, nachvollziehbar sind.

Auch für den Kartsport gibt es inzwischen sehr leistungsfähige und preisgünstige Geräte, die verschiedene physikalische Größen während der Fahrt aufzeichnen, und

Derzeit werden hauptsächlich zwei Anzeigesysteme von den Kartfahrern genutzt: die Geräte von MyChron und Alfano, die in ihren jeweiligen Ausbaustufen ähnliche

45 Features bieten. Die hier benutzten Testdaten stammen von verschiednen MyChron-Ausführungen des italienischen Herstellers AIM. Bereits das preisgünstige Basisgerät dieser Reihe bietet die Wiedergabe der Daten über das Display in der Form, wie sie dem Fahrer während der Fahrt angezeigt wurden. Ferner gibt es die Möglichkeit, die Daten auf dem PC zu analysieren. Das ist wesentlich effektiver als ein Speicher, der nur den niedrigsten und höchsten Wert erfasst, denn nicht selten wird die Höchstdrehzahl mit frei durchdrehenden Rädern erreicht. Anhand von Testrunden in Niedergörsdorf und Hagen werden die Möglichkeiten der einfachen Datenauswertung erläutert. Am Kart war ein MyChron mit Sensoren für Drehzahl, Geschwindigkeit, Querbeschleunigung und Rundenzeit montiert. Beginnen wir mit dem Thema Drehzahl. Gerade die Strecke in Niedergörsdorf ist dafür ein gutes Beispiel, weil die lange Gerade irgendwann einmal verlängert wurde und so ein Absatz entstand, an dem das Kart kurz abhebt, und an der Hinterachse viel »Wheelspin« entsteht, d. h. die Achse dreht durch. Die Höchstdrehzahl in der Testrunde waren an dieser Stelle (bei 945,1 m) 18 612 U/min, im Diagramm 1 als Peak zu erkennen. Doch beim genaueren Hinsehen im gezoomten Diagramm 2 stellt man fest, dass die schnellste Stelle (933,8 m) mit 121,2 km/h genau 11,3 m vor der Kante ist und mit ziemlich genau 18 000 U/min passiert wird. Ein normaler Drehzahlmesser hätte 18 612 U/min als max-Wert gespeichert, also den Wert an der Kante, wo das Kart abhebt. Auch wurde bereits 30 m vor dem Absatz leicht eingelenkt, wodurch man etwas Speed verliert, so dass man mit 119,7 km/h über die Kante fährt. Diagramm 2 zeigt den interessanten Bereich gezoomt. Klar zu erkennen ist, dass die höchste Geschwindigkeit bereits vor der Kante erreicht wurde. Man erkennt auch sehr gut, dass die Geschwindigkeit sofort abnimmt, sobald der Vortrieb durch den Schlupf nachlässt und umgekehrt. Das Kart wird sofort wieder schneller, sobald die Räder wieder auf dem Boden sind. Diagramm 1 zeigt den Verlauf von Drehzahl als rote und die Geschwindigkeit als blaue Linie über die ganze Runde. Sehr gut zu erkennen sind auch die starken Drehzahleinbrüche beim Anbremsen. An diesen Punkten entsteht der min-Wert, den manche Drehzahlmesser speichern. Im Diagramm 3 ist zusätzlich die Querbeschleunigung als schwarze Linie eingefügt, woraus man entnehmen kann, dass in die beginnende Kurve bereits eingelenkt wird. Diagramm 4 zeigt noch mal die ganze Runde, allerdings mit der Querbe-schleunigung. Der Einlenkpunkt wurde mit dem Pfeil gekennzeichnet. Wer sich in dieser Situation auf die Speicherwerte seines Drehzahlmessers verlässt

Datenauswertung

und entsprechend übersetzt, der ist zwei Zähne zu lang und verschenkt Zeit. Abb. 14.5 Histogramm bei 10x80 nicht ganz homogen im wichtigen Drehzahlbereich

Abb. 14.6 Bei 10x81 sieht das Ganze homogener aus

Abb. 14.7 Drehmoment und Leistung, ebenfalls aus den Loggerdaten errechnet

Das zweite Beispiel betrifft die Abgastemperatur, und wurde in Hagen aufgezeichnet. Wie wir wissen kann anhand der Abgastemperatur sehr gut die optimale Vergasereinstellung gefunden werden. Den entsprechenden Temperaturwert, bei dem es einen Kolbenklemmer gibt, muss man für jeden Motortyp durch Testen herausfinden. Hat man diese Temperatur gefunden, bleibt man ca. 40º C unter diesem Wert. Wichtig ist zu wissen, dass der Punkt für die höchste Drehzahl (Belastung) nicht mit dem Punkt der höchsten Abgastemperatur übereinstimmen muss. Gut erkennen kann man diesen Effekt an der schnellsten Stelle der Bahn in Hagen: Vor der Ausfahrtkurve erreicht das Kart dort die höchste Drehzahl und die höchste Geschwindigkeit, ehe man voll in die Bremse muss. Da man hier auch das Gas wegnimmt, also die Drosselklappe schließt, steigt die Temperatur im Motor wegen der nun fehlenden Innenkühlung aber weiter an. Auf dem Ausdruck kann man erkennen, dass die Abgastemperatur

Datenauswertung

46 Abb. 14.10 Diagramm 1

Abb. 14.13 Diagramm 4

Abb. 14.11 Diagramm 2

Abb. 14.14 Diagramm 5

Abb. 14.12 Diagramm 3

ansteigt, obwohl die Drehzahl drastisch sinkt. Am Punkt der höchsten Drehzahl (18 500) beträgt die Abgastemperatur 568º, rund 30 m weiter, nach dem Anbremsen der Kurve, beträgt die Drehzahl nur noch 6.700 U/min, aber die Abgastemperatur steigt weiter an auf 597º Celsius. Hier liegen also rund 30º C Temperaturanstieg in der Bremsphase an. Würde man die Vergasereinstellung bei Höchstdrehzahl also bis an das Limit ausreizen, käme der Klemmer beim Gaswegnehmen (fast) automatisch. Aber auch hier weiß der »schlaue Fuchs« Rat: Nach einer langen und schnellen Graden vor der Kurve schmieren! Bei jeder neuen Rennstrecke gilt es aufs Neue, die ideale Übersetzung für Fahrer und Kart zu finden. Die erste Frage, die sich stellt ist: Wie genau muss die Übersetzung stimmen? Kommt es wirklich auf einen Zahn mehr oder weniger an? Die Antwort sei gleich vorweg genommen: Ja, es kommt darauf an! Mit der Datenaufzeichnung und den Analyse-Programmen lässt sich sehr einfach darstellen, wie die unterschiedlichen Parameter aufeinander wirken. Vorab ein wenig Beispielrechnerei: Bei einer Übersetzung von 10:85, einem Reifenumfang von 87,5 cm, und einer

Motordrehzahl von 17 000 U/min, liegen an der Hinterachse z. B. 2000 U/min an. Das ergibt eine Geschwindigkeit von 105 km/h. Erhöht man die Motordrehzahl auf 17 500 U/min, dreht sich die Hinterachse 2059 mal in der Minute und die Geschwindigkeit beträgt 109 km/h. Verändere ich (bei 17 000 U/min) die Übersetzung auf 10:84, also hinten einen Zahn weniger, liegen an der Hinterachse 2024 U/min an, bei einer Geschwindigkeit von nun 106,2 km/h. Erhöhe ich hinten um einen Zahn, ergibt das eine Hinterachsdrehzahl von 1977 U/min und eine Geschwindigkeit von 103,8 km/h. Verringert sich der Reifenumfang um einen Zentimeter, vermindert sich die Geschwindigkeit ebenfalls auf 103,8 km/h, vergrößert sich der Umfang um einen Zentimeter, dann erhöht sich die Geschwindigkeit auf 106,2 km/h. Halten wir also fest: Pro Zahn rauf oder runter verändert sich die Geschwindigkeit um ca. 1,2 km/h. Eine Veränderung der Motordrehzahl um 100 U/min ergibt eine Geschwindigkeitsveränderung von etwa 0,63 km/h. Eine Veränderung des Reifenumfangs um 1 cm bringt ebenfalls eine Veränderung von ca. 1,2 km/h. Dieser kleine Überblick zeigt deutlich, dass ein Zahn oder ein Zentimeter Reifenumfang schon deutliche Veränderungen bringen, die Motordrehzahl sich aber schon um 200 U/min verändern muss, um den gleichen Effekt zu erzielen. Bezogen auf eine Runde wird die Betrachtung schon etwas komplexer, denn das ideale Übersetzungsverhältnis ist immer von der Charakteristik der Strecke und des Motors abhängig.

47 Bis vor wenigen Jahren war der Mechaniker bei der Aufgabe, die richtige Übersetzung zu finden, hauptsächlich auf die Aussagen des Fahrers angewiesen, sein einziges Hilfsmittel war die Stoppuhr. Auch mit den frühen Drehzahlmessern waren die Angaben des Fahrers zur Drehzahl oft ungenau, da diese Drehzahlmesser schwer abzulesen waren. Aber auch die Drehzahlangaben in den Speicherdrehzahlmessern (s. o.) konnten heimtückisch sein. Die Folge war häufig, dass trotz Drehzahlmesser die falsche Übersetzung gewählt wurde. Benutzt man eine Datenaufzeichnung, hat man viele Kontrollmöglichkeiten mehr. Neben der Rundenzeit gibt es Aufzeichnungen der Drehzahl, der Abgastemperatur usw. Darüber hinaus kann man Beschleunigungswerte und Radleistung aus den vorhandenen Daten errechnen lassen. Besonders interessant für die Wahl der richtigen Übersetzung sind die Histogramme, die eine Auswertungs-Software auf jeden Fall bieten sollte. Ein Histogramm teilt eine Runde in die jeweiligen Zeitabschnitte ein, in denen der Motor in einem bestimmten Drehzahlbereich arbeitet. Die abgebildeten Beispiele sind

Datenauswertung

in Kerpen aufgezeichnet worden. Die Übersetzung ist dabei um den betreffenden einen Zahn geändert worden. Wie man sehen kann, arbeitet der Motor mit der Übersetzung 10x81 eine längere Zeit in dem für ihn günstigen Drehzahlbereich zwischen 12 und 14 000 U/min. Der Motor läuft in diesem Drehzahlbereich 29 % von der gesamten Rundenzeit. Im Bereich zwischen 16 und 18 000 U/min ist der Anteil auch 3,4 % größer. Die Höchstdrehzahl beträgt bei 10x81 18 000 U/min und bei 10x80 nur 17 600 U/min. Der Zeitunterschied auf die Runde bezogen liegt bei etwas mehr als 1/10 sek. Es gibt aber auch genügend Beispiele, die ohne weiteres die gleiche Spitzendrehzahl aufweisen, aber dennoch 1–2/10 bessere Rundenzeiten auf Grund des besser gewählten Arbeitsbereiches für den entsprechenden Motor ergeben. Günstig für derartige Analysen sind natürlich Bremsprotokolle vom Motorprüfstand die den Drehmoment- und PS-Verlauf des eingesetzten Motors aufzeigen. Die Histogramme von den unterschiedlichen Runden eines Tages zeigen aber auch deutlich, wie sich z. B. eine Strecke mit zunehmendem Gummi auf die »optimale« Übersetzung auswirkt bzw. wie die abgegebene Motorleistung bei mehr Gummi förmlich »verklebt«.

Abb. 15.1 Anzeigetafel mit Reihenfolge und Rundenzeit der Teilnehmer

Zeitnahme

Motorsport ohne Zeitnahme ist kaum vorstellbar, geht es doch darum wer die schnellste Rundenzeit oder die meisten Runden in einer vorgegebenen Zeit schafft.

doch konnte es vorkommen, etwa bei Überrundungen oder Ausritten/ Defekten der Fahrzeuge, dass die richtige Reihenfolge mal durcheinander kam. Was natürlich immer zu Diskussionen und Protesten über das Resultat führte.

Das änderte sich dann allerdings schlagartig mit der Einführung der sog. »Transponder« und der Computerzeiteit es die Zeitnahme im Motorsport gibt, ist der nahme per Bodenschleifen in der jeweiligen Rennstrecke. Name TAG Heuer das Synonym für Zeitnahme an Damit wurde es möglich die vorher an die Teilnehmer sich. Bis in die späten 90er Jahre, vorher gab es zugeteilten Transponder, die jeder eine eigene Kennung nur die gute alte Stoppuhr, wurde die verwenden, beim Überfahren der Zeitnahme bei KarSchleife zu identifizieren, trennen noch vorund zwar bei jeder wiegend »zu Fuß« Runde. Das zusätzlich bewerkstelligt. eingebundene ComDas bedeutete putersystem (die meist eine LichtSoftware, das Proschranke an der gramm) konnte also Start/Ziellinie, die nach Start des Renan einen kleinen Zeitnens jede Überfahrt nahmerechner angedes Teilnehmers und schlossen war, und ein der zugehörigen Rundenzeit Team das die einzelnen speichern, und den jeweiligen Abb. 15.3 Fahrzeuge im Durchlauf angesagt hat. Das Teilnehmer in die richtige ReiheDer Decoder identifiziert die einzelnen Transponder war zwar schon ein gewisser Fortschritt, folge einsortieren.

Zeitnahme

Abb. 16.4 Ergebnisausdruck

Abb. 16.5 Handstoppuhr für mehrere Teilnehmer

Abb. 15.2 Der Transponder wird am Fahrzeug befestigt

Je nach Menge der eingebrachten Kontrollschleifen auf der Strecke waren nun auch Zwischenoder Abschnittszeiten ausweisbar. Nicht ganz uninteressant für die Teilnehmer im Zeittraining oder für die Strategie der Rennen, da die Ergebnisse in der Regel ausgedruckt werden können. Inzwischen werden auch Boxenaus- und Einfahrten mit entsprechenden Schleifen versehen, was auch eine lückenlose Protokollierung der Boxenaufenthalte ermöglicht. Ein modernes Zeitnahmesystem besteht also aus den vorhandenen Bodenschleifen, einem Decoder, einem Zentralen Rechner und einer Anzeige bzw. Zeitanzeigemonitoren. Da alle Renn-Daten im Zeitnahmesystem erfasst werden ist, es auch kein Problem online eine Anzeigentafel bzw. Zeitmonitore in den Boxen mit den Informationen zu beschicken. Auch das Rennergebnis und/oder der Rennverlauf werden nach dem Rennen für jeden Teilnehmer ausgedruckt. Inzwischen gibt es so genannte »personifizierte« Transponder, die die Teilnehmer einmal kaufen

Abb. 16.6 Früher Zeitnahmerechner mit Lichtschranke und Eingabe der Reihefolge mittels Tasten

und selbst an die Rennstrecke mitbringen. Die aktuellen Zeitnahmesysteme sind sehr ausfallsicher und natürlich protestfest, da eine Manipulation so gut wie ausgeschlossen ist.

Abb. 16.1 So sollte ein professionelles Rennteam auftreten!

Rennteam

Irgendwann stellt sich dem ambitionierten Kartfahrer, der Rennen fahren und gewinnen will, die Frage, ob er seine Rennbetreuung weiter selbst organisiert oder ob er sich einem professionellen Rennteam anschließt.

ie erste Überlegung für eine derartige Entscheidung ist natürlich eine gründliche Analyse der Kosten. Natürlich erscheint das Selber-Schrauben bzw. die Arbeit mit guten Freunden oder der Familie auf den ersten Blick als die preiswertere Lösung. Hin und wieder stimmt das sogar. Um allerdings konstant auf einem höheren Level des Kartsports mithalten zu können, müssen die Helfer aber schon viel Erfahrung mitbringen und aus dem Netzwerk der Kartszene stammen. Betrachtet man die Kostenfrage objektiv, kann man, unter Einbeziehung aller Faktoren wie Zeit und realen Kosten, oft sogar feststellen, dass ein professionelles Rennteam eigentlich die preiswertere Lösung ist, da sich Professionalität in der Regel als effizienter erweist.

Entscheidet man sich für die Zusammenarbeit mit einem Rennteam, stellt sich die Frage, wie man ein professionelles Rennteam erkennt. Da wäre als erstes die Erfolgsbilanz über einen längeren Zeitraum. Unterscheiden sollte man dabei auch zwischen internationalen und nationalen Aktivitäten. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist: Das Team bzw. die handelnden Personen müssen einen vertrauenswürdigen Eindruck machen. Da stellt sich sofort die Frage: wWs ist vertrauensvoll? Eines vorweg:

Dass ein Rennteam sein Gewerbe nach legalen Prinzipien betreibt, also nach den Regeln eines »ordentlichen Kaufmanns« arbeitet, ist Grundbedingung. Daneben spielt auch die »Chemie« eine erhebliche Rolle, denn wenn man sich nicht riechen kann, wird es wahrscheinlich keine gemeinsamen Erfolge geben. Und eines sollte ganz klar gesagt werden: Erfolg hat man nur gemeinsam, Fahrer und Team. Als nächstes stellt sich die Frage, was man von »seinem Team« erwartet. Will ich nur eine günstige Betreuung am Rennplatz einkaufen, oder möchte ich einen Rundumservice? Dann sollte man unterscheiden zwischen einem »Allround-Team«, das Marken-ungebunden seine Dienstleistung anbietet, und dem Spezialisten, der namhafte Hersteller vertritt. In der Regel haben die »Spezialisten« eine gute Anbindung an die Hersteller (Chassis, Motoren), die sie vertreten. Man kann davon ausgehen, dass diese Teams, was die Produkte angeht, immer Material

Abb. 16.2 Auch das Data-Recording gehört heute dazu

Rennteam

Maschinenbau oder Ähnliches sollte es schon sein. Allerdings gibt es auch im Kart-Racing eine handvoll »Quereinsteiger«, die ebenfalls topp sind, aber die sind in der Branche meist gut bekannt. Ein professionelles Rennteam zeichnet sich auch dadurch aus, dass es ein schriftliches Angebot über die Dauer der geplanten Zusammenarbeit erstellt, in dem alle Dienstleistungen mit Preisen und Materialkosten aufgeführt sind.

Abb. 16.3 Ein Einzel-Coaching sollte ebenso möglich sein…

Abb. 16.4 …wie eine Gruppenschulung bzw. Training

zur Verfügung haben, das dem neusten Stand entspricht. Für alle Fälle gilt: Das Rennteam sollte auch Händler der Produkte sein, die es rennmäßig einsetzt. Einen Betrieb mit einem entsprechenden Showroom, Werkstatt und Lager sollte ein professionelles Rennteam schon haben. Darüber hinaus muss das Team ein entsprechendes Sortiment an Teilen in ausreichender Menge vorrätig halten. Bei den markengebundenen Teams ist das (fast) immer der Fall. Natürlich kann es selbst bei einem gut gefüllten Lager einmal vorkommen, dass ein bestimmtes Teil nicht sofort vorrätig ist. Ein wirklich gutes Team ist aber immer in der Lage, binnen kürzester Zeit ein entsprechendes Ersatzteil zu besorgen, da es ja in ein Hersteller-HändlerNetzwerk eingebunden ist.

Neben den technischen Fragen sollte man sich auch ein Bild darüber machen, wie das Team mit seinen Fahrern arbeitet. Bietet das Team Gruppen und Einzel-Coaching an? Gibt es neben dem Testen und Training im Kart auch ein sportliches Übungsprogramm außerhalb des Karts? Werden Video und Datarecording zur Lern- und Leistungskontrolle eingesetzt? Bietet das Team ein Catering und eine Ruhezone bei den Rennen an? Wenn man alle diese Fragen mit »Ja« beantworten kann, hat man es wohl mit einem professionellen Team zu tun. Etwas schwieriger wird es bei der Frage nach dem bisherigen Erfolg. Einmal, weil es in Deutschland nicht viele wirklich gute und erfolgreiche Teams gibt, zumindest nach internationalen Maßstäben, und zweitens, weil Kart-Racing immer als Paket, welches natürlich auch den Fahrer einschließt, zu sehen ist. Grundsätzlich gilt für eine erfolgreiche Zusammenarbeit Kontinuität als wesentlicher Erfolgsfaktor. Wichtig ist, dass sich in der Zusammenarbeit permanent Verbesserungen für den Fahrer einstellen, also eine positive Lern- und Erfolgskurve erreicht wird. Oftmals wird ausbleibender Erfolg auf schlechte Technik oder mangelhafte Teamarbeit geschoben, obwohl es (meistens) eher am mangelnden Talent des Piloten oder der Pilotin liegt. Wirklich professionelle Teams sind in der Lage, auch solche Kriterien offen anzusprechen und die notwendigen Konsequenzen zu ziehen. Also schauen Sie sich das Rennteam genau an, erkundigen Sie sich gegebenenfalls, und scheuen Sie sich nicht, Fragen zu stellen. Dann sollte es eigentlich funktionieren!

Bevor man sich für ein Team entscheidet, sollte man sich auch ein Bild über seine Arbeitsweise und sein Auftreten machen. Für die Beurteilung sind z. B. Ordnung und Sauberkeit ein wichtiges Kriterium. Der nächste Punkt ist die Ausstattung des Teamfahrzeugs. Hat man es da nur mit »Billigstgeräten« aus dem nächsten Baumarkt zu tun, ist Vorsicht angebracht. Wer sich handwerklich nicht auskennt, sollte bei einer Besichtigung einen Bekannten mitnehmen, der so etwas beurteilen kann. Neben der technischen Ausstattung spielt natürlich eine große Rolle, wer in diesem Team arbeitet. Fragen Sie ohne Scham nach Ausbildung, Qualifikation und Erfolgen der Mitarbeiter oder auch des Team-Chefs. Eine solide handwerkliche Ausbildung aus den Bereichen Kfz-Mechanik,

Abb. 16.5 Ein professionelles Team arbeitet sauber und effektiv!

Kart vermessen

Ein Kart, dessen Chassis verzogen ist, kann nicht die volle Leistung bringen. Hier wird gezeigt, wie man prüft, ob alles im Lot ist.

ür den aktiven Kartfahrer bzw. Kart-Mechaniker stellt sich immer wieder neu die Aufgabe, das Kart zu vermessen: Einmal um das Kart auf die jeweils speziellen Streckenbedingungen einzustellen, mit ande-

Info Mess- und Abstützpunkte

ren Worten: ein möglichst optimales Setup für den Fahrer zu liefern, zum Anderen, um nach einem Ausritt oder Crash zu überprüfen, ob das Chassis noch »gerade« ist, oder ob die Spur, Sturz oder andere Einstellwerte noch stimmen. Diese Arbeiten kann man konventionell mit Maßband und Messscheiben, oder aber mit modernen Laser-Messgeräten durchführen. Für eine vernünftige Einstell- und Abstimmarbeit muss eine Grundbedingung, nämlich ein gerades Chassis, erfüllt sein. Daher beginnen wir mit einer konventionellen Chassis-Vermessung. Diese Arbeit lohnt sich immer, da man bei einer solchen Vermess-ungsaktion auch sehr viel über die Fahrdynamischen Abläufe lernen kann. An dieser Stelle möchte ich noch anmerken, dass die Betrachtungen in diesem Artikel das Chassis als »statisch«, also ohne Fahrdynamische Aspekte sehen. Unsere Vermessung fand an einem neuen M-Tec-Chassis statt. Neu deshalb, weil man dann davon ausgehen kann, dass der Rahmen gerade ist. Allen, die aktiv Kart-Racing betreiben, empfehle ich eine derartige Vermessung der Einsatzkarts im Neuzustand dringend, da man für die Saison dann Bezugswerte hat, die bei Überprüfung des Chassis immer wieder herangezogen werden können. Zur Vermessung wird das Chassis ohne Räder auf eine plane Mess- oder Kontrollplatte gestellt. Mittels gleich hoher Prismen oder Parallelstücke, die jeweils vorne und hinten unter die Rahmenrohre gelegt werden, wird das Chassis absolut waagerecht ausgerichtet. Dann kann man mit einem Höhenmessgerät vorne an den Achsschenkelaufnahmen und hinten direkt hinter den Lagerböcken messen ob der Rahmen an allen vier Ecken gleich hoch steht. Tut er das, ist das Chassis gerade. Da wir in der Regel die Rahmen im lackierten Zustand vermessen, ist ein Unterschied von 1 mm tolerierbar – was darüber hinausgeht, sollte man sich genauer ansehen. Wenn das Chassis einmal so schön gerade auf der Platte steht, kann man auch mit einem Parallelstück, das die gleichen

Kart vermessen

Abb. 17.2 Rahmenhöhe hinten

Abb. 17.7 Prüfen Einbaulage Hinterachse

Abb. 17.3 Rahmenhöhe Mitte

Abb. 17.8 Höhenlage Achsschenkel

Abb. 17.4 Sturz messen

Abb. 17.9 Sturz messen mittels Winkel

Abb. 17.5 Achsschenkelhöhe vorne

Abb. 17.10 Rundlaufprüfung an der Hinterachse

Abb. 17.6 Spur messen

Abmessungen hat, unter den Rahmenrohren direkt durch Unterschieben prüfen, ob der Rahmen »durchhängt«. Man kann aber auch mit dem Höhenmessgerät an entspre-

chenden Punkten die absolute Höhe überprüfen. Wichtig für diese Messung ist, dass die Messwerte rechts und links gleich ausfallen. Oft hängen die Kartrahmen auch schon im unbelasteten Zustand etwas durch. Zum Schluss packt man noch 65 kg in den Sitz, dann kann man die Durchbiegung mit Fahrer beurteilen. Der nächste Schritt ist die Überprüfung der Hinterachse im eingebauten Zustand. Zuerst überprüfen wir, ob die Achse mittig im Chassis sitzt. Dann überprüft man durch eine weitere Höhenmessung, ob die Achse gerade in den Lagerböcken sitzt. Nur wenn hier ordentlich gearbeitet wurde, ist ein absoluter Leichtlauf gewährleistet. Hier

Kart vermessen

54 Abb. 17.11 Eagle Ausbauset für die HA

Abb. 17.9 Praktischer Helfer: Lasermessgeräte: Hier großes Set von »sniper«

kel kann man jetzt noch den Sturz an jeder Seite messen. Mit dieser Messung erhält man den jeweiligen Einzelwert für jede Seite. Die klassische Messung mit den Radscheiben ergibt sonst immer nur einen Summenwert. Für die Messung des Nachlaufs und der Spreizung »zu Fuß« müsste man sich spezielle Messbolzen mit rechtwinkeligen Anschlägen usw. anfertigen, was den Umfang dieses Artikels sprengen würde. Für diese Messungen sollte man auf das weiter unten vorgestellte Laser-Werkzeug zurückgreifen. Die Spreizung (das ist die vorgegebene Schrägstellung der Schwenkachse des Achsschenkelbolzens zu einer Senkrechten zur Fahrbahn) ist bauartbedingt vorgegeben und nicht einzeln einzustellen.

Abb. 17.10 Messlaser von Eagle für VA

sollte der Unterschied an allen drei Lagerböcken Null sein. Ergibt sich ein Unterschied, muss man überprüfen ob die Achse richtig sitzt – also Befestigungsschrauben lösen, Achse ausrichten und wieder befestigen. Hilft das nicht, muss man die Aufnahmen vorsichtig nacharbeiten. Mit einem Fühlhebelmessgerät kann man anschließend den Rundlauf der Achse kontrollieren. Auch hier sollte an den äußeren Stellen (jenseits der Lager) nicht mehr als 0,1 mm Schlag vorhanden sein. Nun kann man sich der Vorderachse zuwenden. Für die Basisvermessung sollte man keine Exzenter in den Achsschenkel-Aufnahmen verwenden, da diese u. U. das Messergebnis verfälschen können, weil sie oft nicht absolut stellungsgleich fixiert werden können. Die Höhenmessung auf den Achsschenkeln zeigt, ob die Achsschenkelaufnahmen korrekt angeschweißt sind. Der Höhenunterschied zwischen rechts und links, falls vorhanden, muss gleich zum Messergebnis vom ersten Messdurchgang sein. Mit aufgelegten Spurscheiben und einem Haarwin-

Das Vermessen der Spur zeigen wir hier auch noch mal in der »klassischen« Variante mit Radscheiben bzw. Radbalken, ebenso wie die Überprüfung des Sturzes. Ein Verstellen des Sturzes und Nachlaufs entfällt, wenn keine entsprechenden Exzenter eingebaut sind. Wenn all diese Messwerte notiert sind, haben wir ein Vermessungs-Protokoll in Millimeterangaben. Eine Umrechnung in Grad erübrigt sich, da wir in der Praxis sowieso mit Millimeterwerten arbeiten. Wer bei der Vermessung den Sitz noch nicht eingebaut hat oder ihn herausnimmt, kann auch noch den »Ackermann-Winkel« überprüfen. Hierzu bringt man eine Markierung genau auf der Mitte der Hinterachse an. Dann kann man den Abstand vom Mittelpunkt der Bohrung für die Spurstangenbefestigung am Achsschenkel und der Mittenmarkierung auf der Hinterachse messen. Das Längenmaß sollte rechts und links gleich sein. Ein Manko für alle Messungen, die mit den Spur- und Nachlaufwerten zu tun haben, ist eine bei allen Karts fehlende Vorrichtung zur Arretierung für die Mittelstellung der Lenksäule. Schon kleinste Stellungsfehler der Lenksäule verfäl-

Kart vermessen

Abb. 17.12 Spur, Sturz, Spreizung und Nachlauf an der Kart-Vorderachse

Abb. 17.14 Ablesen der Messwerte für Spur und Sturz (Sniper)

Abb. 17.13 Neuere sniper-Variante mit V-Profil und Magnet. Wird nur noch aufgesetzt.

schen die Ergebnisse deutlich, und auf die Stellung des Lenkrades ist leider auch nicht immer Verlass, da die Lenkräder nicht über einen Passstift verfügen und nicht immer gerade verbaut sind. An dieser Stelle gilt es auch festzustellen, ob die Lenksäule mittig und gerade steht oder, wie häufig der Fall, aus der Mitte heraus in Fahrtrichtung nach links versetzt verläuft. Steht die Lenksäule versetzt, müssen die Spurstangen für eine korrekte Spureinstellung auf Grund der fehlenden »Center-Lage« der Lenksäule unterschiedlich lang sein.

Messen mit Laser-Messgeräten

Neben konventionellen Messmitteln, wie Kontrollplatte, Höhenmessgerät, Fühlhebelmessuhr, Radscheiben, Bandmaß und Messwinkel, ist die Kartvermessung auch mit modernen Laser-Messgeräten möglich. Vorher sind aber noch einige Anmerkungen zu den Werten angebracht, die wir am Kart messen können. Geläufig und recht einfach zu verstehen ist die Vermessung der Spur. Vor- oder Nachspur erklären sich schon durch die Begriffe. Im Trockenen wird in der Regel Spur Null (oder neutral) gefahren. Bei wenig Grip oder im Regen stellt man Nachspur (oder Spur auf) ein. Dadurch

Abb. 17.15 Kontrolle der Nachlaufwerte

wird die Querkraft am Reifen erhöht, was den Reifen zusätzlich auf Temperatur bringt. Der Sturz (positiv oder negativ) bezeichnet die Stellung des Rades zur Waagerechten durch die Achsmitte. Der Wert ändert sich, ebenso wie der Spurwert, wenn das Kart belastet wird. Gebildet wird der Sturzwert durch die »Schrägstellung« des Achsschenkelbolzens zu einer (gedachten) geraden Bodenplatte eines Fahrzeuges. Dieser Wert ist in der Regel nur durch den Wechsel der Achsschenkel (die es mit unterschiedlichen Sturzwerten gibt) zu verändern. Was im Sprachgebrauch der Kartgemeinde gemeinhin als Sturzverstellung (über die Exzenter) bezeichnet wird, ist der Winkel der Spreizung. Die Spreizung definiert sich durch einen spitzen Winkel zwischen der gedachten Achse des Achsschenkelbolzens und der Vertikalen. Wichtig bei der Betrachtung der Achsgeometrie der Vorderachse ist auch die Tatsache, dass alle Messwerte sich zueinander bei Lenkeinschlägen und/oder Verwindung des Rahmens verändern. Durch die Schrägstellungen der unterschiedlichen Radstände gegeneinander beschreibt z.B. der Achsschenkelbolzen eine bogenförmige Bewegung um die Achsmittellinie beim Lenken, so dass die Radstände im Fahrbetrieb quasi dynamisch sind. Mit den konventionellen Messhilfen sind Werte wie Nach-

Kart vermessen

Abb. 17.16 Ausbauset zur Rahmenvermessung mittels zweiten Lasers

Abb. 17.18 »Sprocket-sniper«, der Laser für die Kettenflucht als Ergänzung…

Abb. 17.17 Werte für Spreizung bei Linkseinschlag

Abb. 17.19 …für die einfache Sniper-Variante

laufwinkel oder die Spreizung nur mit viel Aufwand und Mühe möglich – teilweise muss man sich sogar die eine oder andere Messhilfe selbst bauen. Darüber hinaus lassen sich keine Messungen »in Bewegung«, wie z.B. der sich ändernde Nachlaufwinkel durchführen. Hier liegen, neben der einfachen Handhabung, die Vorteile der Lasermessgeräte. Gab es bis vor zwei Jahren nur den Hersteller »Sniper« aus Australien, sind inzwischen weitere wie z. B. die Firma Eagle dazugekommen. Grundsätzlich können diese Geräte meist alle das Gleiche. Sie unterscheiden sich einmal in der Ausführungsqualität, der Gerätekombination und natürlich im Preis. Die einzelnen Messvorgänge zeige ich hier am Beispiel der Gerätereihe »Sniper«, weil dieses System inzwischen wohl den höchsten Entwicklungstand aufweist. Grundsätzlich muss man zwischen zwei unterschiedlichen Anwendungsbereichen ausgehen: Einmal die (komplette) Vermessung in der Werkstatt oder beim Hersteller, und das Messen unterwegs an der Kartstrecke. Eines sei gleich noch vorweg gesagt, für die Komplettvermessung eines Karts benötigt man auch mit den Lasergeräten eine Kontrollplatte oder einen Kartständer, der waagerecht

ausgerichtet werden kann. Für unterwegs reicht meist ein kleines Set, da wir es hauptsächlich für die Vermessung der Vorderachse einsetzen. Damit lassen sich schnell und sicher Spur, Sturz und mit einem kleinen Ergänzungsgerät Nachlaufwinkel und die Parallelität Vorderachse zu Hinterachse kontrollieren. Die Messeinheiten werden an Stelle des Rades auf die Achsschenkel so aufgesteckt, dass beide den gleichen Abstand zum Achsschenkelende aufweisen. Die Lenkung sollte dann in Geradeausstellung fixiert werden. Inzwischen gibt es dafür spezielle Werkzeuge. Danach werden die Geräte mittels der vorhandenen Wasserwaagen ausgerichtet. Nach dem Einschalten des Lasers kann man sofort auf der jeweils gegenüberliegenden Mess-Rasterflächen, die an den Geräten angebracht sind, die Messwerte ablesen – direkt in Millimeter oder in Grad (s. Foto). Der projizierte Laserpunkt kann dann bei einer eventuellen Korrektur auf dem Messraster verfolgt werden, bis der Wert so eingestellt ist wie man es wünscht. Angezeigt werden Spur und Sturz gleichzeitig. Die angezeigten Messwerte sind die jeweiligen Einzelwerte für die gegenüberliegende Seite. Sind keine Exzenter eingebaut,

Kart vermessen

heiten, die an der Hinterachse angebracht werden, und ein zweiter Laser, der nach hinten gerichtet ist, sowohl die Überprüfung auf Parallelität der Achsen als auch über die Spreizung das Chassis auf Verdrehung zu kontrollieren. Allerdings muss dazu, wie schon erwähnt, das Kart waagerecht ausgerichtet werden.

Abb. 17.20 Ergänzungstool zur Messung des Nachlaufwinkels

muss der Sturzwert beidseitig identisch sein, ansonsten ist etwas krumm – oft ist es die Achsschenkelschraube, was man durch Drehen der Schraube im leicht gelösten Zustand direkt auf der Messskala verfolgen kann. Sind Exzenter vorhanden, müssen diese so eingestellt werden, dass die Werte auf beiden Seiten ebenfalls gleich sind. Funktioniert das nicht, sollte man die Messung ohne Exzenter wiederholen. Der Nachlauf kann auch mit den kleinen Lasergeräte-Sets nicht direkt gemessen werden. Allerdings lässt sich der Nachlauf hilfsweise über den Nachlaufwinkel bei eingeschlagener Lenkung überprüfen. Mit einem weiteren Messraster, das mittig zwischen der Vorderachse auf die Bodenplatte gestellt wird, kann man überprüfen, ob der Nachlauf auf beiden Seiten gleich eingestellt ist. Dazu wird erst ein Messpunkt zum Ausrichten des Messrasters angepeilt, dann die Lenkung einmal nach rechts und einmal nach links eingeschlagen. Dabei bildet sich der Nachlaufwinkel (s. Foto) auf dem Messraster ab. Die Messwerte sollten links und rechts gleich sein. Diese Messung ist sehr hilfreich, wenn die Verstellexzenter ohne Raster oder Ähnliches ausgeführt sind. Will man feststellen, ob etwas krumm ist, muss man allerdings alle Verstellexzenter gegen normale Hülsen auswechseln. Werden dann unterschiedliche Nachlaufwinkel gemessen, ist entweder der Achsschenkel oder der Rahmen krumm. Damit sind die Möglichkeiten der einfachen Geräte fast erschöpft. Um deren Einsatzbereiche zu erweitern, hat die Firma Sniper den »Sprocket Sniper« auf den Markt gebracht. Mit diesem Zusatzteil kann man die Kettenflucht kontrollieren, aber auch als Ergänzung den Nachlaufwinkel und die Achsparallelität vorne und hinten kontrollieren (siehe Fotos). Ansonsten ist das Vermessen des kompletten Karts die Domäne der großen Gerätekombinationen. Bei diesen Geräten ermöglichen weitere Messein-

An der Vorderachse werden, wie oben beschrieben, die Lasergeräte angebracht und ausgerichtet. Anschließend werden die hinteren Messplatten an der Achse befestigt und ebenfalls ausgerichtet. Dies geschieht mit einer mitgelieferten Mini-Wasserwaage und den Messpunkten auf den Messflächen. Damit sich die Hinterachse nicht drehen kann, wird die Bremse mit einem Spanngurt festgestellt. Eventuelle Höhen- oder Seitenabweichungen lassen sich nach Einschalten der Laser dann direkt ablesen. Auf einem weiteren gebogenen Winkelraster lässt sich nach dem Einschlagen der Lenkung der Spreizungswinkel ablesen (s. Foto). Sind hier die Werte bei korrekter Vorderachse unterschiedlich, ist wahrscheinlich der Rahmen krumm. Das Richten von Kartrahmen ist zwar grundsätzlich möglich, aber wirklich nur für kleinste Korrekturen zu empfehlen, denn bei etwas massiveren »Verbiegungen« verliert der Rahmen an der Schadensstelle seine strukturelle Festigkeit. Dies hat in der Regel zur Folge, dass der Rahmen an der gleichen Stelle schon nach kurzer Fahrzeit wieder krumm wird. Für den Hobbyfahrer ist so etwas manchmal nicht ganz so tragisch, zumindest, solange eine Korrektur der Rahmengeometrie über die Verstellmöglichkeiten am Chassis zu korrelieren ist.

Abb. 18.1 Verschiedene Regenreifen

Kart-Reifen

Die richtigen Rennreifen entscheiden oftmals über Sieg oder Niederlage, denn der richtige Reifen, und die passende Abstimmung des Chassis bedeuteten auf der Uhr unter Umständen eine Zeitverbesserung bis zu einer Sekunde pro Runde. Nicht umsonst spricht man vom »Schwarzen Gold«.

or diesem Hintergrund ist die immerwährende Diskussion über die »richtige« Reifenwahl sicher verständlich. Wenngleich auch manche Entscheidungen oder deren Begründungen oftmals nicht objektiv nachvollziehbar sind. Es gilt daher, dass über das richti-

Abb. 18.2 Die Auswahl an Kartreifen ist groß

ge Handling mit den Reifen bessere Rundenzeiten erzielbar sind als über das letzte Quäntchen Motorleistung. Vor diesem Hintergrund wird der Umgang mit dem »schwarzen Gold« zu einem sehr wichtigen Faktor für den Erfolg. Aber auch für den Hobby-Fahrer ist die richtige Reifen-

Abb. 18.3 Bridgestone Slick (gefahren)

Kart-Reifen

Abb. 18.6 Auftretende Kräfte am Reifen

Abb. 18.4 Typischer Reifenschaden an der Reifenschulter durch Überlastung (Dunlop)

Abb. 18.5 Das gab es auch schon mal: IntermediateKartreifen (Dunlop)

Abb. 18.7 Aufbau Kartreifen (Slick)

Abb. 18.9 Fadenwinkel beim Aufbau der Karkasse

wahl und der Luftdruck nicht unwichtig, hängen doch von diesen Kriterien sowohl das positive Fahrerlebnis als auch die Haltbarkeit der Reifen ab. Das Angebot an homologierten Rennreifen und so genannten »Hobby-Reifen« ist in letzter Zeit größer geworden, dennoch dominieren im Grunde drei Fabrikate den europäischen Markt: BRIGDESTONE, DUNLOP und VEGA. Angeboten werden darüber hinaus die Marken HEIDENAU, Continental, MAXXIS, Sava, und einige mehr. Alle Hersteller bieten in der Regel zwei bis drei Mischungsvarianten an sowie einen profilierten Regenreifen. Bei den nationalen und internationalen Rennserien wird meist eine Reifenmarke (und Typ) im Reglement vorgeschrieben, eine »freie Reifenwahl« gibt es so gut wie nicht mehr. Um den Umgang mit den Reifen etwas leichter zu gestalten, wollen wir noch einmal zeigen, wie ein Reifen aufgebaut ist, woraus er eigentlich besteht und wie er hergestellt wird.

Aufbau der Reifen

Der Reifen besteht aus dem Unterbau (Karkasse), dem Wulstkern (Stahldraht) und der Lauffläche (s. Bild). Die Karkasse wiederum besteht aus gummierten, parallel lie-

Abb. 18.10 Auftretende Kräfte am Vorderreifen bei Kurvenfahrt

Kart-Reifen

60 Abb. 18.11 (links) Reifenaufstandsfläche (Latsch) Bridgestone-Regenreifen Abb. 18.12 (rechts) Reifenaufstandsfläche DunlopRegenreifen, der Unterschied ist deutlich zu erkennen

genden Fäden (Polyester, Nylon oder Kunstseide). Man unterscheidet zwischen so genannten Radial- und Diagonalreifen. Im Kartsport sind z. Z. nur Diagonalreifen erlaubt. Diese »Diagonalreifen« haben im Unterbau (Karkasse) gekreuzte Fadenlagen mit gleichen (Zenith-)Winkeln (s. Bild). Die Winkellage der Fäden zueinander entscheidet mit über die Funktion der Karkasse. Weiter werden die Eigenschaften des jeweiligen Reifens durch die unterschiedlichen Gummimischungen bestimmt. Dabei wirken die unterschiedlichen Komponenten wie Lauffläche, Schulter und Seitenwand (die jeweils aus unterschiedlichen Mischungen bestehen) immer gemeinsam. Die einzelnen Anforderungen an die Bauteile eines Reifens sind sehr unterschiedlich, und daher ist es auch ein sehr komplexer Vorgang, die entsprechenden Gummi-

Abb. 18.13 Rundlaufprüfung Kartreifen

mischungen der einzelnen Reifenkomponenten so zu bestimmen, dass ein optimales Ergebnis dabei herauskommt. Die Anforderungen lassen sich für die einzelnen Komponenten vereinfacht zusammenfassen: Der Reifenwulst soll einen festen Sitz des Reifens auf der Felge sowie die Luftdichtheit unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten. Die Seitenwand nimmt die Vertikalkräfte auf, und ist das

einzige Federelement, dass dazu noch alle auftretende Kräfte an die Felge weiterleiten muss. Die Reifenschulter stellt den stabilen Übergang von der Lauffläche zur Reifenseitenwand her, und soll der Reifenaufstandsfläche möglichst viel Formstabilität geben. Die Lauffläche muss alle auftretenden Kräfte aufnehmen, also sehr stabil sein, aber auch einen möglichst hohen Grip aufbauen.

Gummimischung(en)

Über die Gummimischungen und die chemische Zusammensetzung der Komponenten schweigen sich die Hersteller weitgehend aus. Man kann aber festhalten, dass z. B. die Laufflächenmischung aus drei Hauptkomponenten besteht: 1. Synthesekautschuk (SBR-Styrol-Butaolien-Kautschuk), 2. Ruß (Aktivruß), 3. Weichmacher (hocharomatische Öle). Als weitere Zutaten werden noch in kleinen Mengen zugesetzt: Zinkoxid, Stearinsäure, Alterungsschutzmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Schwefel, Harze und eventuell Verarbeitungshilfsmittel. Diese Komponenten werden in Mischern bei einer festgelegten Temperatur verknetet, ähnlich wie in einer Teigmaschine. In einem Mischgang werden dann ca. 230–240 kg Gummimischung hergestellt. Die fertige Mischung wird über einen Extruder strangförmig ausgepresst, auf große Rollen aufgewickelt und gelagert, somit hat man dann das »Rohgummi« zur weiteren Verarbeitung vorbereitet.

Unterbau (Karkasse)

Für die Karkasse werden erst auf einem textilmaschinenähnlichen Gerät die Fäden miteinander verwoben, dann wird das Ganze gummiert, in Bahnen geschnitten und wiederum mit einer Gummischicht, die später die Seitenwände usw. bildet, verbunden. Anschließend wird die Karkasse auf Maß geschnitten.

Kart-Reifen

Der kurze Überblick über den Reifenaufbau, die Reifenherstellung sowie die Aufgaben, die ein Kart(Renn)reifen zu erfüllen hat, machen verständlich, dass mit diesem »schwarzem Gold« an der Strecke sehr sorgfältig gearbeitet werden muss. Nur eine möglichst optimale Abstimmung des Chassis und des Reifenluftdrucks (Arbeitsfenster), perfektes Timing des Fahrers beim Zeittraining und eine klugen Einteilung des Rennens ermöglichen konstant schnelle Rundenzeiten und damit den Erfolg.

Abb. 18.14 Kart auf Spezial-Fotofläche auf der Teststrecke von Continental

Lauffläche (Protektor)

Die bereits vorgefertigte Laufflächenmischung wird noch mehrmals unter Hitze gründlich geknetet und dann mittels eines Extruders durch ein Formstück, welches die Form (Querschnitt) der Lauffläche hat, zu einem Band ausgepresst. Die Anzahl der Knetvorgänge hat dabei auch wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften der Mischung. Der Protector wird dann ebenfalls auf Maß geschnitten.

Da unsere modernen Rennreifen einer gewissen Betriebstemperatur bedürfen, um optimal zu funktionieren (ca. 90–95ºC ), muss der Luftdruck so gewählt werden, dass einerseits die richtige Betriebstemperatur möglichst schnell erreicht wird, andererseits aber die Temperatur während des Rennens nicht so hoch steigt, dass der Reifen zerstört wird. Mit der Wahl des jeweiligen Reifendrucks verändern sich immer mehrere Parameter gleichzeitig. Einmal die Kontaktfläche zur Fahrbahn, dann das Aufwärmverhalten und die Dämpfung. DUNLOP empfiehlt z. B. einen Reifendruck für einen Slick im warmen Zustand von 0,8 bis 1,1 bar, je nach Gummimischung.

Dann müssen noch die Wulstdrähte, die für den festen Sitz des Reifens auf der Felge sorgen, hergestellt werden. Der dafür benötigte Stahldraht wird gummiert, zu einem Ring gedreht und mit einem dünnen Gummigewebe umwickelt, so dass ein stabiler, stahldrahtverstärkter Gummiring entsteht. Sind die einzelnen Teile des Reifen gefertigt, kann man den eigentlichen Reifen bauen. An einer Reifenaufbaumaschine wird der Protektor zu einer Walze verklebt, die beiden Wulstringe aufgezogen, das äußere Gummigewebe umgeschlagen und festgerollt. Dann wird der auf Maß geschnittene Protektor auf die Gummiwalze geklebt und ebenfalls festgerollt. Nun hat man den Reifenrohling fertig, der aussieht wie eine Gummiröhre, und der Reifen kann zur Vulkanisation gehen. Die Vulkanisationsmaschine ist im Grunde eine Presse, die geöffnet werden kann. Oben und unten befindet sich jeweils eine Reifenformhälfte. Die Maschine wird mit der Gummiröhre beschickt und der Pressform-Deckel heruntergefahren. Dann beginnt ein genau festgelegter Vulkanisationsvorgang. Hierbei sind der Druck und die Temperatur sowie die Einwirkungszeit exakt festgelegt. Der Vulkanisiervorgang sorgt dafür, dass der Reifen sowohl seine endgültige Form, und eventuell auch sein Profil, erhält und dass sich alle Komponenten fest miteinander verbinden (Vulkanisation). Wenn die Maschine dann geöffnet wird, kann man den fertigen Reifen entnehmen.

Abb. 18.15 Dunlop-Regenreifen

Abb. 18.16 Vega-Regenreifen

Kart-Reifen

Die Erwärmung des Reifens hat zwei Ursachen: Einmal durch das Walken des Reifens (durch die Bewegung werden die Moleküle im Reifengummi gegeneinander bewegt, dabei entsteht Wärme), zum anderen durch die Haftreibung (Wheelspin), die zwischen Reifen und Fahrbahn entsteht. Hierbei gilt, dass mit höherem Luftdruck die Reifenaufstandsfläche kleiner wird. Eine kleinere Reifenaufstandsfläche bedeutet wiederum, dass die entste-

unter Druck stehenden Luft aufgenommen werden. Da sich die erwärmte Luft wiederum ausdehnt, steigt der Luftdruck im Reifen an. Die Luftdruckunterschiede zwischen kalt und warm bewegen sich erfahrungsgemäß zwischen 0,4 und 0,6 bar. Die Entscheidung, mit welchem Luftdruck der optimale Grip erreicht wird, muss durch vergleichende Messungen an kalten und warmen Reifen ermittelt werden.

Abb. 18.17 Profilmuster verschiedener Bridgestone-Regenreifen

hende Wärme auf eine kleinere Fläche wirkt, die entsprechend heißer wird. Gleichzeitig wird die wirksame Fläche, über die eine Abkühlung stattfinden könnte, kleiner. Für die richtige Wahl des Luftdrucks sind daher erstens die herrschende Umgebungstemperatur, zweitens die Asphalttemperatur und -beschaffenheit und drittens die gewählte Abstimmung des Chassis und damit die Wirkung der entstehenden Kräfte auf den Reifen ausschlaggebend. An den Vorderreifen treten neben den Längs- und Vertikalkräften beim Lenken zusätzlich noch große Querkräfte auf, die zu Verschleißerscheinungen an den Reifenschultern führen können.

Für die Abstimmungsarbeit empfiehlt sich folgende Vorgehensweise: Alle vier Reifen werden z.B. mit 0,8 bar befüllt. Diesen Ausgangszustand nennt man auch »KaltDruck«. Nach fünf bis sechs Runden wird an allen vier Reifen der »Warm-Druck« gemessen und danach auf allen

Die entstehende Wärme im Reifen muss teilweise von der

Abb. 18.18 Verschiedene Kart-Reifen

Abb. 18.19 Messen der Shore-Härte

63 vier Rädern auf einen gleichen Wert (z.B. 1,0 bar) eingestellt. Nach dem Abkühlen der Reifen erhält man beim Nachmessen vier unterschiedliche Werte. Je niedriger der gemessene Wert ausfällt, umso höher wird der jeweilige Reifen belastet. Entscheidend für den Warm-Druck ist letztendlich das Reifenbild. Ist die Reifenwahl durch das Reglement freigestellt, sollte man auf jeden Fall verschiedene Mischungen ausprobieren. Über die Gummimischungen und ihre Komponenten schweigen sich die Hersteller weitgehend aus. Welche Gummimischung die richtige für die jeweilige Strecke ist, kann man nur sehr verallgemeinert sagen, da zu viele Einzelkomponenten in diese Entscheidung hineinspielen, die dazu noch fließend sind: z.B. Wetter, Asphalttemperatur, Staub und Dreck auf der Fahrbahn usw. Grundsätzlich gilt aber: Je niedriger die Umgebungs- und Asphalttemperatur, je weicher sollte die Mischung gewählt werden. Allerdings bedeuten weiche Gummimischungen auch, dass man, weil die Erwärmung des Reifens u. U. größer ist, oft mit dem Luftdruck sehr weit (0,6–0,5 bar, und weniger) herunter gehen muss. Dabei kann es vorkom-

Kart-Reifen

men, dass der Reifen sich so sehr verformt, das er von der Felge springt (deshalb sind Sicherungsschrauben, die dies verhindern sollen, bei Rennen vorgeschrieben). Das oben Gesagte gilt prinzipiell natürlich auch für Regenreifen. Allerdings hat der Einsatz von Regenreifen auch einige spezielle Regeln: Da ein Regenreifen bei viel Wasser auf der Strecke schnell abkühlt, wird mit höheren Luftdrücken gefahren (ca.1,6–2 bar, ist es dazu noch kalt, auch bis 2,5 bar). Ist die Strecke nur nass, kann man auch mit Luftdrücken unter 1,5 bar fahren. Wichtig ist auch hier nur, dass der Regenreifen seine optimale Betriebstemperatur erreicht. Durch die höheren Drücke wird die Reifenaufstandsfläche klein gehalten (s. Bilder) und somit ein Aquaplaning möglichst verhindert, zusätzlich sorgt die spezielle Profilform für ein gutes Verdrängen des Wassers. Da bei Regenreifen grundsätzlich sehr weiche Gummimischungen zum Einsatz kommen, ist der Verschleiß, besonders bei abtrocknender Strecke, entsprechend hoch. Daher muss der Fahrer bei derartigen Bedingungen zum Abkühlen des Reifens immer wieder versuchen, noch nasse Stellen zu durchfahren.

Abb. 19.1 Verschiedene Hinterachsen in unterschiedlicher Qualität

Hinterachsen

In diesem Beitrag beschäftigen wir uns auch mit allgemeinen Fragen zum Thema, die zum besseren Verständnis der Auswahl bestimmter Achsbauweisen führen.

hysikalisch betrachtet liegen die Vorteile einer Hohlachse in der höheren Biegesteifigkeit bei geringerem Gewicht gegenüber einer Vollachse (gleiches Material vorausgesetzt). Grundsätzlich muss eine Kart-Hinterachse mit zwei Krafteinwirkungen fertig werden: Der Biege- (F) und der Verdrehbelastung (Torsion Mt), wie in den Abbildungen 19.1 und 19.2 gezeigt. Die meisten Karts sind mit drei Lagern an der Hinterachse ausgestattet. Der Abstand der Lager L-li und L-re2 liegt häufig bei 640 mm und soll in unseren Betrachtungen deshalb als Beispiel dienen. Die Motorbasis (B-MB) zwischen L-re1 und L-re2 beträgt 92 mm. Bei einer Achse von 1.040 mm ergeben sich folgende Maße: B = 548 mm, A-li und A-re je 200 mm. Mit diesen Massen kann man die Achse grundsätzlich unter Zuhilfenahme von weiteren Parametern »berechnen«. Die berechnete Stabilität einer Achse wird aber, z. B. durch das Einbringen von Keilnuten (für Radsterne oder Kettenblattaufnahme), an den betreffenden Stellen grundsätzlich wieder verringert. Ein sehr wichtiges Kriterium für die Biege- und Verdrehfestigkeit bei Hohlachsen ist die jeweilige Wandstärke der eingesetzten Hinterachse.

Abb. 19.2 Angreifende Kräfte an der Hinterachse

FL = Fliehkraft links (Rechtskurve) FR = Fliehkraft rechts (Linkskurve) G = Gewicht (Schwerpunkt) R = Resultierende (wirkende Kraft) Durchbiegung Rahmen und / oder Hinterachse Abb. 19.3 Kräfte in Kurven

Die Materialqualität entscheidet

Wichtig ist auch zu wissen, welche Materialien für KartHinterachsen nutzbar und sinnvoll sind. Da unsere Kartachsen sicher keine Sonderanfertigungen der Stahlrohrhersteller sind, kann man die infragekommenden Materialqualitäten an Hand der von den Rohrherstellern generell angebotenen Stahlqualitäten für die jeweiligen Rohrdurchmesser ersehen. Die häufigsten Stahlsorten sind zum Beispiel: CK 15, CK 22, 25 CrMo 4, oder 20 Mn Cr 5. Die Wandstärken reichen von 2,5–5 mm.

Hinterachsen

Achse

35/3

40/4 40/4

50/3

DA = Außendurchmesser DI = Innendurchmesser s = Wandstärke

Abb. 19.6 Prinzipieller Aufbau einer Kart-Achse

Beispiel Größenverhältnisse und Wandstärken verschiedener Achsen

Abb. 19.4 Unterschiedliche Größen und Wandstärken

Abb. 19.5 Prozentuale Verbesserung der Biegesteifigkeit an der Hohlachse bei größerem Außendurchmesser und/oder dickerer Wandstärke

Eine Auswahl von Einsatzstählen nach DIN 17210: Stahlsorte

Härte HB (weichgegl.) C 10 131 Ck 15 143 20 Cr 4 97 20 Mo Cr 4 207 21 Ni Cr Mo2 197 17 Cr Ni Mo 6 229

Zugfestigkeit (weichgegl.) N/qmm 459 500 690 725 690 802

Das Biegeverhalten einer Achse wird, wie schon erwähnt, durch die unterschiedlichen Wandstärken und die vorkommenden Hebelarmverhältnisse definiert. Die gewählte Stahlsorte spielt für das Biegeverhalten so gut wie keine Rolle. Bei 50-mm-Kart-Achsen findet man Wandstärken von 2–3 mm. Das Endmaß (Wandstärke) der Achsen erreicht der Hersteller durch hochpräzises Schleifen und Polieren. Die konfektionierten, also die im Stahlhandel angebotenen Rohre, werden nach dem Richten in der Bearbeitung auf ihr endgültiges Maß geschliffen und erreichen dann eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit. Die Werte für die Durchbiegung einer Hinterachse sind rechts und links unterschiedlich. Dabei ist der Wert links, also auf der Seite mit nur einem Lagerbock, in der Tat auch fast doppelt so groß wie rechts. So kommt man rechnerisch bei einer 25 mm starken (Voll-)Achse links auf ca. 2–3 mm, rechts auf 1–1,5 mm je nach Material. Bei einer 40 mm Hohlachse sinken die Werte links auf ca. 0,7–0,9 und rechts auf 0,35–0,7 mm. Das Chassis wird bei diesen Betrachtungen der Einfachheit halber als statisch angesehen.

Abb. 19.7 Typische Hinterachslagerung

Hinterachsen

66 des Karts ist die Position des Sitzes, denn damit wird der Schwerpunkt für das Fahrzeug im Wesentlichen festgelegt. Für alle weiteren fahrdynamischen Überlegungen gilt daher vereinfacht ausgedrückt, dass alle relevanten Krafteinwirkungen vom vorhandenen Schwerpunkt ausgehen. Weiter gilt auch, dass jedwede Veränderung eines Chassis-Parameters auf das gesamte Kart wirkt.

Abstimmung

Abb. 19.8 Unterschiedlich lange HA-Radsterne (Hubs)

Die Steifigkeit der Hinterachse wird außer durch ihre Abmaße auch noch durch die Länge der verwendeten Radsterne (unterschiedliche Hebelwirkung) beeinflusst. Wenn die Radsterne (Hubs) bündig mit der Achse abschließen, dann versteift der Radstern außerdem über seine wirksame Länge die Achse, da über diese Länge des Radsternes die Durchbiegung der Achse deutlich geringer wird. Der Radstern wirkt in diesem Fall als »Versteifungshülse« (siehe Abb. 1.4). Dabei ist die Wirkung von Aluminium- oder Magnesium-Radsternen unterschiedlich. Auch die Einbaulage der Achslager, also ob die Hülse nach innen oder nach außen weist, beeinflusst die Durchbiegung der Achse. Bekanntlich verfügt ein Kart ja nicht über ein Feder-/ Dämpfersystem, mit dessen Hilfe eine Bewegung der beiden Achsen/Räder gegeneinander in einem abgestimmten Verhältnis erzeugt werden kann. Da aber zur Abstimmung auch beim Kart eine Verdrehung (Torsion) des Vorderbaus mit den Vorderrädern gegenüber dem Hinterbau mit seiner angetriebenen starren Achse erforderlich ist, wird diese bestimmt durch die Grundkonstruktion des Rahmens und einiger weiterer Anbauelemente. Vorgegeben am Chassis sind die Taillenweite am Vorderbau, die Ausführung des Hinterbaus als Ein- oder Doppelschleife, die Punkte der Lagerböcke für die Hinterachse, sowie die Integration variabler Verbindungen am Rahmen wie z. B. Stabis, Schutzbügel, Sitzstreben und Sitz. Darum bieten die Hersteller heute jeweils Chassis-Typen an, die Grip aufbauen und bei denen mit zunehmenden Gripverhältnissen (z. B. Gummi auf der Strecke) der Grip abgebaut werden muss, oder Chassis, die von Haus aus wenig Grip aufbauen und bei denen man mit der Abstimmung Grip aufbauen muss. Ein weiteres wichtiges Kriterium für das Fahrverhalten

Bei den meisten aktuellen Karts muss man heute das Chassis bei trockener Fahrbahn mit zunehmendem Gummi auf der Strecke weicher abstimmen. Um ein Kart weicher abzustimmen, sorgt man für mehr Torsion (Verdrehung) am Chassis. So kann das Chassis dann durch seine »Verbiegung« die auftretenden Radlasten besser auf die Räder verteilen. Am Hinterbau des Karts ist dafür dann gegebenenfalls der hintere Stabilisator auszubauen bzw. der hintere Bügel etwas zu lösen. Im Extremfall muss man auch, wenn die Möglichkeit gegeben ist, den vorderen Stabi entfernen. Allerdings darf die Verbiegung des Chassis nicht zu groß werden, da dann ein Entlasten des kurveninneren Rades an der Hinterachse durch den Fahrer nicht mehr möglich wird, was sich ebenfalls negativ auf die möglichen Rundenzeiten auswirkt. Zusätzliche Sitzstreben sind inzwischen allgemein üblich und bleiben normalerweise sowohl bei viel Grip als auch bei Regen eingebaut. Das Gripverhalten der Hinterachse nimmt natürlich auch Einfluss auf die Vorderachse und umgekehrt. Bei viel Grip auf der Hinterachse wird vorne ein Untersteuern bewirkt – das Kart schiebt über die Vorderachse. Dies ist auch ein Grund dafür, dass man heute immer verhältnismäßig breite Vorderachseinstellungen bei den Rennen beobachten kann, um damit wieder ein möglichst neutrales Fahrverhalten zu erreichen. Für Regen oder Nässe gilt es in der Regel das Kart hart abzustimmen. Unvermeidbar ist dann der Einsatz der Stabilisatoren. Die wirksame Achsbreite lässt sich bei 50 mm Achsen in Richtung schmaler nur auf ca. 1.375 mm verändern, da die Radsterne normalerweise nicht über den vorhandenen Anschlag nach innen geschoben werden können. Um schmaler zu werden, kann man die Achsen, die in der Regel 1.040 mm messen, kürzen. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Sicherungskeil in voller Funktion erhalten bleibt. Eine andere Möglichkeit wären spezielle 180-mm-Felgen, bei denen die Einpresstiefe geringer ist, der größere Überhang des Felgenhorns also nach innen gerichtet ist. Leider sind diese Felgen nur schwer erhältlich. Ich möchte

Hinterachsen

Abb. 19.9 Schwerpunktkräfte

Abb. 19.11 An diesen beiden Rahmen erkennt man sehr gut die unterschiedliche Taille des Vorderbaus

Abb. 19.10 Schwerpunktkräfte

aber noch einmal ausdrücklich darauf hinweisen, dass die oben genannten Einstellvarianten allgemeinen Charakter haben, die für die meisten aktuellen Chassis durchaus gültig sind. Ob sie am eigenen Chassis so funktionieren, muss man durch entsprechende Tests überprüfen. Um nun einmal etwas Licht in das Dunkel der vielen unterschiedlichen Hinterachsvarianten (von weich bis hart) zu bringen, habe ich in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Rudolf Vits von der Märkischen Fachhochschule Iserlohn (Fachbereich Maschinenbau) neun verschiedene Kart-Hinterachsen untersucht. Es wurden neun Materialanalysen durchgeführt und an drei 50-mm-Achsen der Qualitäten weich, mittel und hart Biegeversuche durchgeführt. Diese drei Achsen wurden außerdem gründlich vermessen und auf gleichmäßige Wandstärken hin untersucht. Die Ergebnisse der Werkstoffanalysen war ernüchternd: Gefunden wurden St 42, C15, St 52, St 60 und in einem Fall 25 CroMo4. Die Vickershärte betrug 120 bis 249 VH 10, daraus ergibt sich eine Zugfestigkeit von 400– 800 N/mm2 nach DIN 50150. Dabei handelte es sich also um Standardlegierungen. Anhand der Abmessungen an unserem Testkart wurden entsprechende Berechnungen durchgeführt, bei denen der E-Modul als Einheitswert

(für alle Stahlsorten nach DIN vorgeschrieben) in die Rechnung eingesetzt wurde. Wie nicht anders zu erwarten, waren die errechneten Werte für alle Musterachsen bis auf die dritte Nachkommastelle identisch. Danach folgten die praktischen Biegeversuche an den Musterachsen. Das »Biegeverhalten«, also die Torsion, war wie bei den vorhergehenden Berechnungen theoretisch erwiesen, auch in den praktischen Versuchen bei allen untersuchten Achsen gleich. Das Untersuchungsergebnis war nicht gerade überraschend, hatte ich doch immer wieder gewisse Zweifel gehabt, was die Wechselei der Hinterachsen anging. Einerseits gab es nach einem Umbau zwar immer wieder positive Veränderungen auf der Uhr oder im Data-Recording zu sehen, und auch die Aussagen der Fahrer waren oft eindeutig. Andererseits sind die Auswirkungen anderer Parameter und Bauteile, wie z.B. die Streckenbedingungen und Reifen, bei denen auch die an sich kurze Umbaudauer zum Wechseln der Achse schon lang genug ist, zeitrelevante Wirkungen zu erzeugen, in ihrer Einflussnahme eindeutig höher einzuschätzen. Auch zahlreiche Gespräche mit verschiedenen TeamChefs über das Thema Hinterachsen brachten kein Licht in die Sache. Kernfrage war immer, warum sich (angeblich) die Fahrdynamik eines Karts bei Verwendung unterschiedlicher »Achsqualitäten« mit gleichen Abmessungen verändert. Ein klares Statement, mit einer logischen Erklärung, wie denn unterschiedlich harte Hinterachsen physikalisch wirken, ist in diesen Befragungen (auch) nicht herausgekommen. Schon vor unserer wissenschaftlichen Untersuchung der Hinterachsen haben wir das andauernde Wechseln weitgehend unterlassen und sind recht gut dabei gefahren.

Bremsen

Die Bremsen an einem Kart stellen eine der wichtigsten Baugruppen dar. Dabei geht gar nicht mal allein um die Sicherheit – auch fahrtechnische Aspekte spielen eine Rolle.

er Bremsanlage sollte man unbedingt viel Aufmerksamkeit schenken. Bei einer Bremse ist nicht allein die Wirkung von Bedeutung, sondern auch, wie diese zum Tragen kommt. Für das Fahrverhalten ist eine Bremse notwendig, die einen deutlichen Druckpunkt aufweist und gleichzeitig gut dosierbar ist. Die Dosierbarkeit der Bremse ist entscheidend für die Fahrstabilität des Karts. Das gilt sowohl im Trockenen als auch erst recht im Regen. Das Ansprechverhalten und die Dosierbarkeit der Bremse wird im Wesentlichen von einer optimal konstruierten Bremshydraulik und den verwendeten Materialien sowie der Oberflächenstruktur bei den Bremsscheiben und -belägen bestimmt. Für eine Bremsscheibe aus Stahl werden z.B. andere Bremsbeläge (Reibwerte) als bei Gussscheiben benötigt. Die jeweiligen Bremsbelag-Typen sind nicht untereinander austauschbar. Außer bei den Bambini-Karts finden wir Abb. 20.2 4-Kolben-Bremssattelhälfte heute in der Regel nur mit unterschiedlich großen hydraulische Bremsen Kolben und meist innenbelüftete Bremsscheiben vor. Für ein präzises Ansprechen, auch bei Nässe, sind die Bremsscheiben entweder gelocht, oder mit Nuten versehen. So wird sichergestellt, dass beim Bremsen das aufschwimmende Wasser auf den Bremsscheiben schnell verdrängt werden kann. Dies ist bei der Kartbremse deshalb so wichtig, weil durch das relativ große Lüftspiel, so wird der Spalt zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag genannt, der sonst übliche Selbstreinigungseffekt der Scheibenbremse (Lüftspiel normalerweise 0,4 mm) entfällt. Dieses relativ große Spiel (mehrere Millimeter) ist beim Kart deshalb notwendig, weil sich die Hinterachse bei den extremen Belastungen durchbiegt und die Bremsscheibe der Bewegung folgt. Gäbe es das entsprechende Spiel nicht, würde das Kart jedes Mal kurz abgebremst wenn die Bremsscheibe sich entsprechend verkantet. Aus diesem Grund waren die Kart-Scheibenbremsen bis vor kurzem in der Regel, zumindest an der Hinterachse, auch nicht selbstnachstellend ausgeführt.

Abb. 20.1 Vorderradbremsanlage eines Schaltkarts

Vor jeder Benutzung des Karts muss unbedingt eine Funktionsprüfung und eine Sichtkontrolle (Bremsscheibe, Beläge, Seilzüge, Bremspedal, Undichtigkeiten) der Bremsanlage durchgeführt werden. Bei äußeren Beschädigungen oder Funktionsmängeln an der Bremsanlage darf mit dem Kart auf keinen Fall gefahren werden.

Mechanische Bremse

Wird die Bremse mechanisch, also über Seilzüge betätigt, ist besonders darauf zu achten, dass die Züge sauber verlegt sind und leichtgängig laufen. Alle beweglichen Teile, außer natürlich Bremsbeläge und Bremsscheibe, sollten mit einem sehr hochwertigen und hitzebeständigen Fett eingesprüht werden. Wichtig für eine gute Wirkung und sauberes Ansprechen der Bremse ist auch die korrekte Justage der Hebel an der Bremszange, hier muss die Zugkraft gleichmäßig auf beide Bremsklötze übertragen werden. Auch bei der mechanischen Bremse muss auf genügend Spiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe geachtet werden (s.o.).

Hydraulische Anlage

Wenn die Kolbengrößen im Geber- und Nehmerzylinder und die Hebelarme an Pedal und Geberzylinder korrekt gerechnet worden sind, müsste jede Bremsanlage optimal funktionieren. Grundsätzlich sollte man aber überprüfen, ob der Hebelarm am Geberzylinder und die Position des Bremspedals richtig eingestellt sind. Der Hebel am Geberzylinder muss so eingestellt werden, dass das System in Ruhestellung druckfrei bleibt. Auch das Bremspedal sollte so eingestellt sein, dass mit dem Fuß der notwendige Pedaldruck aus dem Fußgelenk heraus aufgebaut werden kann. Da dies von den individuellen Körpermaßen des Fahrers abhängig ist, kann hier kein Patentrezept angegeben werden. Es muss aber ein (Mindest)Pedalweg vor-

Bremsen

handen sein, damit der Fahrer den notwendigen Bremsdruck, im richtigen Verhältnis mit der Fußstellung, aufbauen kann.

Abb. 20.3 Mechanische Hinterachsbremse

Abb. 20.4 Doppelscheibenanlage (Corse)

Abb. 20.5 Birel-Bremse mit zusätzlichen mechanischen Bremshebeln

Abb. 20.6 Das »Hochsetzen« des Bremssattels sorgt für gute Kühlung

Dass bei der regelmäßigen hohen Beanspruchung in einer Bremsanlage eines Rennkarts die Bremsflüssigkeit regelmäßig gewechselt werden sollte, sei hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt. Der Austausch sollte aber unbedingt nur mit renntauglicher Hydraulikflüssigkeit erfolgen (DOT 4 und höher). Synthetische Bremsflüssigkeiten dürfen nur benutzt werden, wenn der Karthersteller diese für seine Bremsen freigegeben hat.

Hinterachsbremse

Die Hinterachsbremse wird in der Regel über einen hydraulischen Bremskreis betätigt, in manchen Fällen wird sogar jedes Bremskolbenpaar über einen separaten Bremskreis angesprochen. Der im Geberzylinder erzeugte Bremsdruck soll gleichmäßig auf beide Kolben in der Bremszange wirken. Damit dies auch zeitgleich passieren kann, muss das Lüftspiel zwischen Bremsbelägen und Scheibe möglichst auf beiden Seiten gleich groß sein (Bild). Die Bremszangen an der Hinterachse sind immer in Langlöchern befestigt, damit beim Hoch- oder Tiefsetzen der Hinterachse die Bremszange auf die Bremsscheibe, die ja mit der Achse nach oben oder unten wandert, nachjustiert werden kann. Die jeweilige Nachjustierung ist unbedingt erforderlich, weil sonst die Bremsklötze nicht mehr mittig auf die Bremsscheibe wirken können und dann der Bremsdruck u. U. nicht mehr optimal auf die Oberfläche der Bremsscheibe übertragen werden kann (die Bremsklötze nutzen sich dann auch ungleichmäßig ab). Da die Hinterachsscheibenbremse beim Kart auf Grund ihrer (An-)Bauweise meistens nicht selbstnachstellend sind und sich der Pedalweg bei Verschleiß verlängert, muss die Abb. 20.7 Bremse regelmäßig nachgestellt Schwimmende werden. Einige Bremsen lassen Bremsscheibe mit Aufnahme sich dazu über Nachstellschrauben (Bild) sehr einfach und präzise einstellen (Abstand Scheibe-Klotz). Der überwiegende Teil aber muss mittels Ausgleichscheiben nachgestellt werden. Hierzu sind Aus-

Bremsen

70 man das kleinste mögliche Spiel zwischen Klotz und Scheibe einhalten will. Durch das Lösen der Hauptbefestigungsschrauben muss derBremssattel nach jedem Nachstellen oder dem Wechsel der Klötze, komplett neu auf die Scheibe hin justiert werden.

Abb. 20.8 Bremssattel mit Nachstellschraube (Schnitt)

Um die Probleme mit »klemmenden« Hinterachsbremsen zu unterbinden, verwendet man auch so genannte »schwimmende« Bremsscheibenaufnahmen. Bei dieser Bauweise ist die Bremsscheibe über Spannhülsen axial beweglich so mit der Achsaufnahme verbunden, dass die Bremsscheibe in einem gewissen Rahmen der Bewegung des Bremssattels (Klotz) bei einer Verwindung des Rahmenhinterbaus folgen kann.

Vorderachsbremse

Abb. 20.9 Handbetätigte Vorderrad-Bremsanlage

gleichscheiben zwischen den beiden Hälften der Bremszange eingelegt. Nutzen sich nun die Klötze ab, stellt man durch Herausnehmen dieser Scheiben das richtige Spiel zwischen Klotz und Bremsscheibe wieder her (Bild), oder es müssen entsprechende Distanz-Scheiben zwischen Klotz und Kolben eingelegt werden. Da die Distanz- oder Ausgleichscheiben auch meistens mit den Hauptbefestigungsschrauben des Bremssattels befestigt sind, müssen diese zumindest gelockert werden, damit man die Distanzscheiben entsprechend herausziehen kann. Ein häufiger Nachteil ist, dass die Bremszange u. U. nicht ganz mittig justierbar ist, zumindest wenn

Die Bremsen an der Vorderachse sind im Wesentlichen genauso aufgebaut wie die Hinterachsbremsen. Viele Hersteller verwenden auch an der Vorderachse keine selbstnachstellende Bremsen, obwohl hier der konstruktive Nachteil, dass durchbiegen der Achse, nicht vorkommen kann. Seit einiger Zeit werden allerdings selbstnachstellende Vorderrad-Bremsen immer mehr zum Standard. DieVorteile hierbei liegen auf der Hand: immer optimalen Bremsdruck und Pedalweg (auch bei Verschleiß während des Rennens), durch geringes Lüftspiel hoher Selbstreinigungseffekt, dadurch besseres Ansprechverhalten bei Nässe, und ein gleich bleibender Pedalweg. Darüber hinaus entfallen die zum Teil umständlichen Montageund Justagearbeiten beim Nachstellen der Bremse. Über viele Jahre wurden die beiden Bremskreise für Vorder- und Hinterachse über ein gemeinsames Fußpedal betätigt. Dabei konnte der Bremsdruck über einen Waagebalken für vorn und hinten getrennt eingestellt werden. Kamen bis vor drei Jahren Vorderradbremsen eigentlich nur bei den Schaltkarts vor, so werden heutzutage auch handbetätigte Vorderradbremsen für getriebelose Karts

Abb. 20.10 (links) Selbstnachstellende Scheibenbremse, durch Vorspannung des Dichtringes wird der Bremskolben zurückgeholt Abb. 20.11 (mitte) Kartbremse mit Ausgleichsblechen (Schnitt) Abb. 20.12 (rechts) Entlüftungsgerät

Bremsen

lohnt sich nur auf bestimmten Strecken und erfordert ein gründliches Training durch den Fahrer.

Entlüften der Bremse

Abb. 20.13 Bremsnachstellung mittels Distanzblechen

Abb. 20.14 Ceradure Bremsanlage

Abb. 20.15 Brembo-Kartbremse (selbstnachstellend)

Das Entlüften der meisten Kart-Bremsanlagen gestaltet sich oft recht umständlich. Zum Einen, weil die meisten Hersteller die Entlüftungsnippel an den Bremszangen einfach weglassen und durch eine einfache Schraube mit Dichtring ersetzen. Fehlt der Entlüftungsnippel kann man beim Entlüften die Luftblasen, die sonst in einem aufgesetzten Plastikschlauch gut zu sehen sind, nicht beobachten. Außerdem läuft die austretende Hydraulikflüssigkeit überall dahin, wo man sie eigentlich nicht haben möchte. Die Verwendung einer Auffangwanne beim Entlüften ist aus Umweltgründen grundsätzlich unumgänglich. Ein anderes Problem stellt der meist unter dem Höhenniveau der Bremssättel liegende Geberzylinder mit dem Ausgleichsbehälter dar, der außerdem meistens ein sehr geringes Fassungsvermögen hat. Abhilfe schafft hier ein »Entlüftungsgerät«. Beim Entlüften wird der Ausgleichsbehälter mit dem Entlüftungsgerät luftdicht verbunden, der Nachfüllbehälter des Entlüftungsgerätes (der mit frischer Bremsflüssigkeit zu 3/4 gefüllt ist) liegt nun höher als die Bremszangen und die Luft kann dann nach oben in den Nachfüllbehälter entweichen. Entlüftet wird folgendermaßen: Entlüftungsschraube öffnen, das Bremspedal bis zum Anschlag durchtreten, festhalten, Entlüftungsschraube zudrehen, dann das Pedal langsam loslassen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis keine Luft bzw. Luftblasen mehr im System sind. Immer darauf achten, dass genügend Bremsflüssigkeit im Ausgleichsbehälter ist! Kann man wegen fehlender

Abb. 20.16 Schwimmende Bremsscheibe (CRG)

Entlüftungsnippel keinen Plastikschlauch aufschieben und die Luftblasen sehen, muss man anhand des Bremsdruckes das Entlüften überprüfen. Der Druck bzw. der Pedalweg darf sich bei mehrmaligem Betätigen des Bremspedals nicht verändern.

Selbstnachstellende Bremsen

von allen Herstellern angeboten. Der Geberzylinder für diese in der Regel kleiner und leichter ausgeführten Bremsanlagen ist gemeinsam mit dem Handhebel unter dem Lenkrad angebracht. Der Einsatz dieser Bremsen

Bisher wurden die Bremsklötze und Bremskolben meist mittels vier starker Rückhaltefedern bei Lösen der Bremse auch immer ganz zur Sattelaußenseite zurückgezogen. Bei dieser Konstruktion wird das Spiel (und damit der Pedalweg) zwischen Bremsscheibe und Klotz mit wachsendem Verschleiß naturgemäß immer größer. Das relativ große Spiel war dabei durchaus gewollt, da man ein Anlegen der Bremsscheibe, also eine ungewollte Bremswirkung, bei einer Durchbiegung der Hinterachse an die Bremsklötze verhindern wollte. Für den Vorteil der sehr schnellen Freigabe der Bremsscheibe beim Lösen der

Bremsen

72 jeweils selbstnachstellende Bremsen für die Vorder- und Hinterachse heraus. Die Lösungsansätze für die Hinterachsbremse, bei denen eine größere Distanz vom Klotz zum Kolben und ein sehr schnelles Zurückziehen beim Lösen der Bremse erforderlich ist, fallen bei den Herstellern sehr unterschiedlich aus. Auch kann man feststellen, dass für den Rennbetrieb größtenteils noch immer auf nicht selbstnachstellende Bremsen an der Hinterachse zurückgegriffen wird.

Abb. 20.17 Kart mit handbetätigter Vorderradbremse (Sodi)

Abb. 20.18 Kleine Vorderradbremse (Corse)

Info Bremsen: Was ist neu Bei selbstnachstellenden Scheibenbremsen gibt es drei wichtige Unterschiede zu den »alten« Bremsen: 1. Eine zweite Nachlaufbohrung im Geberzylinder, die Bremsflüssigkeit bei getretener Bremse in den Füllraum laufen lässt. 2. Einen Geber-Bremskolben mit Füllraum, Nachlaufbohrungen, Füllscheibe und spezieller Manschette. Diese Konstruktion lässt Bremsflüssigkeit beim Lösen der Bremse aus dem Füllraum über die Füllbohrungen in den Bremskreis nachlaufen.

Bremse erkaufte man sich einige Nachteile, die sonst zu den unbestrittenen Vorteilen der Scheibenbremse an sich zählten: Selbstnachstellung, Selbstreinigung und schnelle Wasserverdrängung bei Regen. Die Selbstnachstellung funktioniert recht einfach, wenn zwei Bedingungen erfüllt werden: Der Bremskolben muss beim Lösen nahe an der Scheibe bleiben und im Geberzylinder muss Bremsflüssigkeit, ebenfalls beim Lösen, nachfließen können. Bei der selbstnachstellenden Bremse beträgt das so genannte »Lüftspiel« zwischen Klotz und Scheibe in Ruhestellung ca. 0,4 mm. Dieses geringe Spiel bewirkt die permanente Selbstreinigung und das Abstreifen des Wassers bei Nässe. Das Zurückziehen von der Bremsscheibe beim Lösen der Bremse bewirkt eine Vorspannung des Dichtrings, der den Bremskolben gegen den Bremszylinder abdichtet. Im Rennbetrieb will man den Klotz möglichst schnell von der Scheibe haben, daher muss diese Vorspannung stärker sein als bei einem normalen Straßenfahrzeug. Da man beim Kart an der Hinterbremse auch die Verbiegung der Achse im Auge haben muss, sind die Sättel/Kolben so ausgelegt, dass sie die Klötze sehr schnell und etwas weiter von der Scheibe wegziehen. Als vor einigen Jahren im Zuge der ChassisHomologation auch die Bremsen CIK-abgenommen sein mussten, brachten die meisten Hersteller alternativ auch

3. In den Bremssätteln meist rechteckige Dichtringe mit Vorspannung an den Kolben, die diesen nicht ganz in den Zylinder zurücklaufen lässt. Daneben kommen auch Federn oder Magneten zum Einsatz die den Kolben zurückholen sollen.

Kolben mit Magnet

Neuer Geberkolben mit Nachlaufbohrung und Füllraum

Abb. 21.1 Gillard-Kart von P.D.B. (Peter de Bruin)

Chassis

Die Layouts der verschiedenen Chassis unterscheiden sich heutzutage, bis auf wenige Ausnahmen, kaum noch voneinander. Unterschiede finden sich vor allem in den Details.

ie Unterschiede zwischen verschiedenen Chassisdesigns treten in erster Linie an der geometrischen Anbringung der Achsschenkelaufnahme, der Taille und der Schleifenführung bzw. Verbindung zwischen den Rahmenrohren auf. Ein weiteres äußeres Merkmal ist die Verwendung so genannter Stabilisatoren, die flexibel zwischen den Rahmenrohren angebracht sind.

Abb. 21.2 Damit fing alles an: das erste Kart von Art Ingles (USA 1956)

Wir haben in diesem Kapitel einige Beispiele aufgeführt und im Bild dargestellt.

Der Rahmen

Das Reglement erlaubt im Kartsport keine beweglichen, gefederten oder gedämpften Fahrwerkselemente. Es gibt

Abb. 21.3 Ein Landia-Kart (ca. 1963), das schon alle heute bekannten Designmerkmale besaß

Chassis

Abb. 21.4 Tecno-Kart (I) mit verstellbarer Lenksäule und Fußstützen

Abb. 21.7 Einstellscheiben für verstellbare Vorderachse (PCR)

Abb. 21.5 Unterschiedliche Rahmendesigns moderner Karts

Abb. 21.8 Das Gleiche etwas moderner am Gillard-Kart

nur den starren Rahmen. Beweglich dürfen nur die Achsschenkel zum Zweck der Lenkung sein. Der Rahmen ist in der Regel aus dünnwandigen Hauptrohren von 28–32 mm Durchmesser gefertigt. Das Material ist meistens eine ChromAbb. 21.6 Molybdänlegierung. Ein Corse-Kart Modell 2009 Die Rohre werden mit(CH/I) einander verschweißt. Dabei werden die besten Ergebnisse nach wie vor bei von Hand geschweißten Rahmen erzielt. Um die Rahmen den unterschiedlichen äußeren Bedingungen anpassen zu können, kann man einige Einstellungen an den wichtigsten Grundelementen verändern. Hierzu gehören: Abstand Rahmen zum Boden an Vorder- und Hin-

terachse, Spurbreite an den Achsen und die Spur sowie der Sturz an der Vorderachse. In einigen Fällen lässt sich auch der Radstand variieren. Dazu kommen noch Stabilisatoren, meist zwischen den hinteren Rahmenrohren und am Vorderbau verstellbar angebracht. Weitere wichtige Elemente für das Fahrverhalten des Chassis sind auch die Bereifung und die Einbaulage des Sitzes. All diese Möglichkeiten nützen aber nichts, wenn nicht die richtige Sitzposition für den Fahrer gefunden wird. Der Fahrer soll durchaus bequem sitzen, darf aber die physikalische Grundforderung nach dem optimalen Schwerpunkt nicht durch seine Sitzposition ad absurdum führen. Siehe dazu auch das Kapitel Sitze. Darüber hinaus bildet die Sitzschale in ihrer Festigkeit in der Rahmenkonstruktion, ähnlich einem Stabilisator, ein wichtiges Element bei der Abstimmung.

Chassis

Abb. 21.9 Seiten-Stabilisator mir Querverschraubung zusätzlich

Abb. 21.10 Herausnehmbarer Stabi vorn (Birel)

Fahr-Physik

Wie jeder andere Gegenstand, der sich bewegt, unterliegt auch ein Kart den Gesetzen der Physik. Auf das Fahrzeug und den Fahrer wirken Beschleunigungskräfte sowohl mit positiven als auch mit negativen Vorzeichen ein. In den Kurven treten hohe Querbeschleunigungen auf; kurzum, eine Vielzahl von Krafteinwirkungen muss durch konstruktive Maßnahmen beherrscht werden. Welche Kräfte treten nun auf? Grundlegend für diese Betrachtung ist, wo sich der Schwerpunkt des Fahrzeuges befindet. Je niedriger dieser in der Fahrzeugmitte gehalten werden kann, umso besser lassen sich die einwirkenden Kräfte beherrschen, um so »neutraler« wird das Fahrverhalten. Wenn ein Fahrzeug beim Einlenken in eine Kurve nicht spontan reagiert, sondern über die Vorderachse zur Kurvenaußenseite schiebt, bezeichnet man dies als Untersteuern. Lenkt das Fahrzeug ein, schiebt aber mit dem Heck zur Kurvenaußenseite, sprechen wir von Übersteuern. Im Idealfall verhält sich das Fahrzeug neutral. Jede Bemühung beim Abstimmen des Chassis sollte in diese Richtung gehen. Da dieser Idealzustand in der Praxis fast so gut wie nie vorkommt, stellen sich die Fahrer auf die Abstimmung ein, die ihrem Gefühl am nächsten kommt. Aus diesem Grund berücksichtigen Rennfahrer ihre Vorlieben für ein bestimmtes Fahrverhalten schon bei der Abstimmarbeit und fahren ihre Karts dementsprechend. Der Rahmen selbst muss, in Verbindung mit den Reifen, für die notwendige Elastizität, die für die »Straßenlage« des Karts unabdingbar ist, sorgen. Im Gegensatz zum großen Rennfahrzeug, beim dem Verwindungssteifigkeit des Chassis eines der wichtigsten Ziele überhaupt darstellt, muss der Kartrahmen »mitarbeiten«, er muss ein Kompromiss zwischen genügender Steifheit und Elastizität sein. Allerdings darf er auch nicht zu weich sein, da Rah-

Abb. 21.11 Hier kann die Hinterachse in Höhe und Radstand verstellt werden (Birel)

men auch einem mechanischen Alterungsprozess unterliegen. Diese Alterung entsteht innerhalb der Molekülstruktur der verwendeten Legierung für die Rohre. Beim Fahren erwärmt sich das Material an den kritischen (hoch belasteten) Stellen und verändert dort seine Molekülstruktur, so dass an diesen Stellen das Material weicher wird. Dadurch verändert sich das Verhalten des gesamten Chassis: Es wird insgesamt weicher. Selbst das Wetter nimmt Einfluss auf die Vorgänge im Material. Da nun Rennen unter warmen, kalten oder auch regnerischen Verhältnissen stattfinden, versuchen die Hersteller mit Hilfe konstruktiver Tricks, Rahmen bereitzustellen, die möglichst unter allen Bedingungen funktionieren sollen. Den elegantesten Weg, um diese Aufgabe zu lösen, stellt sicher der Stabilisator dar. Wenn es dem Konstrukteur gelingt, diese Stabilisatoren an die richtigen Stellen zu platzieren, noch dazu mit einem wirksamen Einstellbereich, dann kann der erforderliche Kompromiss gelingen.

Chassis

Abb. 21.12 Recht mutiges Vorderbaudesign von Maranello (2009). Über die Klemmung kann die Steifheit des Vorderbaus beeinflusst werden…

Abb. 21.13 …aber auch der Hinterbau mit Lager und Bremse mittig ist recht unkonventionell gestaltet…

Einsteigerklassen werden oft noch Rahmen verwendet, die die Hinterachse mit zwei Lagern führen. Ansonsten sind drei Hinterachslager Standard. Konstruktionen mit vier Lagern konnten sich bisher nicht durchsetzen, obwohl immer wieder Hersteller mit diesem Prinzip ihr Glück versuchten. Die Anzahl der Hinterachslager bestimmt auch die Zahl der hinteren Längszüge des Rahmens. Die Vorderachs- bzw. Rahmenvorderbauten sind heute je nach Anforderung unterschiedlich, selbst bei Modellen desselben Herstellers. Sie unterscheiden sich meist in der Art der Taillierung, durch unterschiedliche Werte für Sturz, Vor- und Nachlauf sowie die Anzahl und Anbringung der Stabilisatoren. Diese werden zwischen den äußeren Rahmenrohren angebracht. Um das Chassis steifer zu machen, wird der Stabilisator mit beiden Endrohren fest verschraubt, will man das Chassis weicher abstimmen, lockert man die Verschraubung und verdreht den Stabilisator oder entfernt ihn ganz. Einige Hersteller verwenden auch zusätzlich Verschraubungen zwischen Endrohr und Schleifenbogen auf der linken Rahmenseite oder anderen Rahmenteilen. Die einzelnen Rahmenrohre weisen oft unterschiedliche Rohrdurchmesser und Wandstärken auf, um ein gewünschtes Verhalten hinsichtlich der Steifigkeit konstruktiv vorzugeben. Weitgehend sind diese Erkenntnisse der Versuch, durch Fahrtests erarbeitete Erfahrungen in einer Konstruktion umzusetzen.

Vorderachse

Das Grunddesign der Vorderachsen ist weitgehend ähnlich. Unterschiede finden sich meist in den Möglichkeiten, die Einstellungen von Sturz, Nachlauf und Bodenfreiheit zu variieren. Um die unterschiedlichen Aspekte der Fahrwerksabstimmung zu verstehen, ist es notwendig, sich mit den Grundelementen der allgemeinen Fahrwerkstechnik vertraut zu machen. Allerdings können wir uns hierbei auf einige wenige Dinge beschränken, da die gesamte Problematik eines gefederten Chassis beim Kart nicht wirksam wird.

Abb. 21.14 …allerdings gab es unkonventionelle Lösungen (hier eine aus dem Jahr1999) immer wieder. Durchsetzen konnten sie sich am Markt aber eigentlich nie.

Grundkonstruktionen

Als Grundmaterial wird heute in der Regel Rohr aus Chrom-Molybdänstahl mit einem Durchmesser von 24–32 mm verwendet. Als Wandstärken kommen an den unterschiedlichen Rahmenteilen 0,4–1 mm zum Einsatz. Die genauen Daten der Legierungen sind allerdings das bestgehütete Geheimnis der Rahmenhersteller. Bei manchen

Karts verfügen über eine so genannte Achsschenkellenkung. Der Einschlag des kurveninneren Rades muss beim Einlenken größer sein als der des kurvenäußeren Rades. Das verhindert eine zusätzliche Gleitbewegung (Schieben) zur Abrollbewegung, die bei gleich großem Einschlag durch die unterschiedlichen Kurvenradien hervorgerufen würde. Der Grund ist klar: Beide Vorderräder legen bei Kurvenfahrt unterschiedlich große Wege zurück, Ohne Ausgleich könne keines der beiden Räder auf seiner natürlichen Bahn abrollen. Die verlängerten Mittellinien der Achsschenkel sollen sich auf der verlängerten Mittellinie der Hinterachse schneiden. So ist

Chassis

78 sichergestellt, dass die von den Vorder- und Hinterrädern durchfahrenen Kreisbahnen einen gemeinsamen Mittelpunkt haben.

Abb. 21.15 Aufbau der Lenkung/Lenkgeometrie beim Kart

Die unterschiedlichen Radeinschläge werden durch ein Lenktrapez erreicht. Bei diesem Lenktrapez ist der Winkel zwischen Spurstangenhebel und Achsschenkel nicht 90 Grad. Dadurch steht bei eingeschlagenem Rädern die Spurstange nicht mehr parallel zur Vorderachse. Für eine korrekte Steuerungsgeometrie beim Kart sind im Wesentlichen drei Faktoren ausschlaggebend: der sog. »Ackermann-Winkel«, der Sturz, der Nachlauf und die Spureinstellung.

Ackermann-Winkel

Der Ackermann-Winkel bestimmt die Platzierung der Lenkhebel in Relation zum Rahmen und der Hinterachse. Dabei sollen sich die verlängerten Mittellinien der Lenkhebel, die in einer Linie mit dem Mittelpunkt des Achsschenkelbolzens verlaufen, mit der Mittellinie des Rahmens exakt in der Mitte der Hinterachse schneiden. Abb. 21.17 Achsschenkel mit verstellbarem Mini- Stabi (MS-Kart, Bj. 2000)

Abb. 21.18 Unterschiedlich lange und starke Achsschenkel

Durch das entstehende Lenktrapez werden bei Kurvenfahrt die beiden Vorderräder unterschiedlich weit eingeschlagen (siehe Achsschenkellenkung). An dieser Stelle wird auch deutlich, dass eine nicht exakt justierte Hinterachse oder ein verzogener Rahmen die Fahrwerksgeometrie aus dem Gleichgewicht bringt. Die Folgen sind ein schlechtes Handling, und/oder das Kart läuft nicht mehr geradeaus. Die Länge der Lenkhebel bestimmt unter anderem mit, wie groß die Lenkkräfte werden. Lange Lenkhebel bewirken geringe Lenkkräfte, benötigen aber einen größeren Ein-schlag am Lenkrad. Die Lenkung wird ruhiger. Kurze Lenkhebel erfordern mehr Kraft, wirken aber direkter, und machen das Kart aber in der Lenkung auch nervöser. Einfluss auf die Lenkkräfte hat auch der Durchmesser des Lenkrades. Es empfiehlt sich, gerade bei Anfängern, nicht zu große Lenkräder zu verwenden, um ein ruhiges Lenkver-halten des Fahrers zu erreichen.

Der Sturz

Als Sturz wird die Neigung der Radebene zu einer im Radaufstandspunkt errichteten Senkrechten genannt. Man unterscheidet positiven und negativen Sturz.

Abb. 21.19 Rahmenrohre mit sich verjüngendem Durchmesser (Tony-Kart)

Positiver Sturz: Hierbei ist die Radebene oben nach außen geneigt. Ein positiver Sturz hat einen guten Geradeauslauf und einen kleinen Lenkrollhalbmesser zur Folge. Je größer der positive Sturz wird, je geringer werden die Seitenführungskräfte bei Kurvenfahrt.

Chassis

Abb. 21.20 Spreizung, Sturz, Nachlauf und Spur am Kart

Negativer Sturz: Hierbei ist die Radebene oben nach innen geneigt. Die Seitenführungskräfte bei Kurvenfahrt werden erheblich größer. Allerdings steigen auch die erforderlichen Lenkkräfte stark an. Beim Kart finden wir Sturzwinkel um die 10º als Standardeinstellung. Der Sturz als solcher lässt sich beim Kart normalerweise nicht einstellen, sondern nur durch das Austauschen der Achsschenkel, die es mit unterschiedlichen Sturzwerten gibt, Mit Hilfe von Exzenterscheiben kann man bei einer einstellbaren Vorderachse allerdings die Spreizung um ca. 3–5º verstellen.

Abb. 21.21 Lenkrollhalbmesser

Spreizung

Abb. 21.22 Ideallage des Schwerpunktes mittig im Fahrzeug

Die Schrägstellung des Achsschenkelbolzens quer zu Fahrzeuglängsachse gegenüber einer Senkrechten zur Fahrbahn nennt man Spreizung. Durch die Spreizung wird bewirkt, dass beim Einschlagen der Vorderräder das Kart vorne angehoben wird. So entsteht durch das Gewicht des Karts eine Kraft, die ein Rückstellmoment bewirkt; für die Geradeausfahrt stellen sich die Räder selbstständig zurück. Darüber hinaus bewirkt die Spreizung, dass die Räder nicht flattern.

Lenkrollhalbmesser

Der Hebelarm, an dem die Reibungskräfte zwischen Fahrbahn und Rad angreifen, wird als Lenkrollhalbmesser bezeichnet. Gemessen wird er zwischen der Mitte der Radaufstandsfläche und dem verlängertem Durchstoßpunkt durch die Fahrbahn. Man unterscheidet positiven Lenkrollhalbmesser, negativen Lenkrollhalbmesser und Lenkrollhalbmesser Null. Beim Kart haben wir es meist mit einem positiven Lenkrollhalbmesser zu tun. Da hierbei die verlängerte Schwenkachse die Fahrbahn nicht in der Mitte der Reifenaufstandsfläche trifft, schwenkt das Rad beim Einschlagen nicht auf der Stelle. Durch die Veränderung der Spurweite verändert sich auch immer der Lenkrollhalbmesser.

Abb. 21.23 Auftretende Kräfte am Kart bei Kurvenfahrt

Abb. 21.24 Unterschiedliche Kraftarme bei horizontal verschobenen Schwerpunkten

Nachlauf

Die Schrägstellung des Achsschenkelbolzens in Richtung der Fahrzeuglängsachse zur Senkrechten zur Fahrbahn wird Nachlauf genannt. Beim Kart finden wir nur den positiven Nachlauf. Hierbei werden die Vorderräder gezogen. Dadurch erreicht man eine Stabilisierung der gelenkten Räder. Durch die Schrägstellung des Achsschenkelbolzens wird das Kart beim Einschlagen der Vorderräder auf der kurveninneren Seite angehoben und auf der äußeren Seite etwas abgesenkt. Auch hierbei wird das Rad nach der Kurvenfahrt selbstständig zurückgestellt. Beim Kart ist

Chassis

80 Spur

Die Spur stellt die Längendifferenz L2–L1 dar, um welche die Räder vor und hinter der gedachten Mittellinie durch die Radnabe auseinander stehen (bei Geradeausfahrt). Man unterscheidet Vorspur, Nachspur und Spur Null.

Spurdifferenzwinkel

Den Winkel, um den das kurveninnere Rad stärker eingeschlagen ist als das kurvenäußere Rad, nennt man Spurdifferenzwinkel (siehe auch Achsschenkellenkung).

Schräglaufwinkel Abb. 21.25 Kräfte bei Querbeschleunigung für unterschiedliche Schwerpunkte

Der Schräglaufwinkel ist der Winkel, den die Radebene zur Bewegungsrichtung des Rades bildet. Er ist von verschiedenen Faktoren abhängig: Radlast, Reifenbauart, Reifenluftdruck, Reifenprofil, Gummimischung des Reifens und der Haftreibungszahl. Bei neutralem Fahrverhalten in der Kurve sind die Schräglaufwinkel an Vorder- und Hinterrad gleich groß. Sind die Schräglaufwinkel an den Vorderräder größer, verhält sich das Fahrzeug untersteuernd. Sind an den Hinterrädern die Schräglaufwinkel größer, verhält sich das Fahrzeug übersteuernd.

Achsschenkel

Abb. 21.26 Vollverstellbare Vorderachse, Dino-Kart (ca.1991)

Die Achsschenkel gehören zu den stark belasteten Bauteilen am Kart. Hier müssen große Kräfte (bei Kurvenfahrt) und oftmals auch harte Schläge (z. B. Überfahren der Curbs) verkraftet werden. Aus diesem Grund sollten die Achsschenkel nach jedem Training oder Rennen sorgfältig überprüft werden. Durch Distanzstücke oder Lochscheiben zwischen Achsschenkel und Achsschenkelaufnahme kann das Chassis vorne in der Höhe, in Relation zur Fahrbahn, variiert werden. Durch die Höhenänderung verändert sich der Kraftarm, der vom Schwerpunkt aus auf die Vorderachse einwirkt. Setzt man das Chassis vorne tiefer, erhöht sich der Druck auf die Vorderachse (Maßnahme gegen Untersteuern), setzt man es höher, verringert sich der Druck auf die Achse (wirkt gegen Übersteuern). Die Spurweite an der Vorderachse lässt sich durch die Distanzringe auf den Achsschenkeln verändern.

Hinterachse

Abb. 21.27 Extra kleine Hinterachslager (CRG) zur Gewichtseinsparung

der Nachlauf ein sehr wesentlicher Punkt für das Handling des Fahrzeugs. Die verwendeten Winkel für den Nachlauf betragen um die 20º.

Für alle Klassen im Kartsport ist nur eine starre Hinterachse zugelassen. Diese Hinterachse ist gleichzeitig Antriebsachse und meist auch die einzige Bremsachse. Die Ausführungen unterscheiden sich einmal im Durchmesser und in ihrer Breite. Hinterachsen bis 25 mm Durchmesser bestehen aus Vollmaterial, Achsen mit einem größeren Durchmesser, gebräuchlich sind noch 40 und 50 mm, sind als Hohlachsen ausgeführt. Eine Hohl-

Chassis

Abb. 21.28 Abstimmung des Chassis mittels zusätzlichen Sitzstreben (Lewis Hamiltons Europameisterschafts- Kart)

achse ist trotz ihres geringeren Gewichts gleichzeitig so biegefest (steif), das die Vorteile des größeren Durchmessers nicht durch die Nachteile eines hohen Gewichts negiert werden. Gelagert wird die Hinterachse in zwei, drei oder sogar vier Lagern. Dabei gilt: Je mehr Lager verwendet werden, um so steifer wird das Heck des Karts. In Verbindung mit unterschiedlichen Durchmessern der Achse und einem Stabilisator zwischen den äußeren Rahmenendrohren (abschraubbar) ergibt sich je nach Anforderung meist ein guter Kompromiss für die Abstimmung des Chassis. Meistens lässt sich die Hinterachse in der Höhe verstellen. Anhand unterschiedlicher Befestigungsbohrungen kann die Achse meist um etwa 1 cm in der Einbauhöhe variiert werden. Das Hoch- oder Tiefersetzen des Chassis hinten bewirkt ebenso wie an der Vorderachse eine Veränderung des einwirkenden Kraftarms vom Fahrzeugschwerpunkt aus. Auch hier bedeutet das Hochsetzen mehr Druck auf die Hinterachse (gegen Übersteuern) und das Tiefsetzen weniger Druck auf die Hinterachse (mehr Übersteuern). Für ein gutes Handling muss die Hinterachse genau mittig eingebaut sein. Das heißt, der Abstand von den beiden äußeren Lagerböcken zu dem jeweiligen Ende der Achse muss gleich sein (Ackermann-Winkel, Lenkgeometrie).

In regelmäßigen Abständen sollte kontrolliert werden, ob das Chassis und die Hinterachse noch in einem exakten rechten Winkel zueinander stehen. Da über die Lagerschilde die Hinterachse nur mittels jeweils drei kleiner Madenschrauben in ihrer Position fixiert wird, sollte man nach einer exakten Justage die Position der Achse rechts und links vom Lager mit einem Filzstift markieren. So ist eine Überprüfung des korrekten Sitzes der Achse durch eine Sichtkontrolle schnell möglich. Bei viel Grip kann man auch das mittlere Lager in seiner Halterung am Rahmen lösen, um das Fahrverhalten zu verbessern. Durch Verschieben der Radträger (Hubs) auf der Hinterachse lässt sich die Spurweite der Hinterachse variieren. Eine hohe Steifigkeit der Hinterachse ist erwünscht, um Antriebskräfte möglichst verlustfrei auf die Fahrbahn zu übertragen; darüber hinaus sollen auch die Bremskräfte so linear wie möglich übertragen werden (kein Verdrehen der Achse in sich). Es sei auch noch einmal darauf hingewiesen, dass auch ein Kart-Chassis ein Verschleißteil darstellt. Das Ausmaß des Verschleißes hängt von der Behandlung des Fahrzeugs ab. Naturgemäß werden Rennfahrzeuge einer stärkeren Belastung ausgesetzt als Karts im Hobbybereich. Hinweis: Die Vermessung eines Karts wird ausführlich in einem anderen Kapitel dieses Buches beschrieben.

Kupplung

gen in Trocken- oder Nassbauweise. Die Bezeichnung »Nassbauweise« findet man bei Kupplungen, die in einem Ölbad laufen. Die Funktionsweise ist bei beiden Bautypen im Grunde die gleiche. Unterscheiden muss man noch in axial- oder radialwirkende Kupplungen. So gab es z. B. bei den alten IcAJ-Motoren (100 ccm) fast ausschließlich Axialkupplungen (z. B. Horstmann), ähnlich wie bei den Getriebekarts.

Radial-Kupplung

Seit einigen Jahren sind viele Kartmotoren mit Fliehkraftkupplungen ausgerüstet. Als Hauptgrund werden im allgemeinen Sicherheitsaspekte angeführt, obwohl alle Kartklassen mit Ausnahme der Schaltkarts rollend starten – also eine Kupplung für das Anfahren eigentlich nicht brauchen. Wie auch immer, Kupplungen sind in so vielfältiger Weise auf dem Markt, dass wir uns auch mit diesem Thema beschäftigen.

Kupplungen werden sowohl bei den 2-Taktern als auch bei den 4-Taktern eingesetzt. In der Regel handelt es sich, ausgenommen die Getriebe-Karts, um Fliehkraftkupplun-

Abb. 22.2 Kleine Trockenkupplung beim Honda-Motor

Die »Radialkupplungen« finden wir in mehreren Varianten vor. Die Radialkupplung überträgt das Antriebsmoment der Kurbelwelle über Kupplungsbacken, die von Fliehgewichten nach außen gedrückt werden auf eine parallel zur Kurbelwelle frei laufende Kupplungsglocke, an der das Kettenritzel befestigt ist. Die Kupplungsbacken können so ausgelegt sein, dass sie gleichzeitig als Fliehgewichte funktionieren. Diese im Grunde einfache und robuste Bauart als Trockenkupplung finden wir inzwischen bei IAME, Vortex, Rotax und auch bei 4-Taktern wie Vampire, TechF1, Biland, Briggs&Stratton oder ORAL. Im Indoorbereich oder an Leihkarts (Honda-Motoren) dagegen werden fast ausschließlich »Nasskupplungen« verbaut. Die Kupplungen sind in der Regel verhältnismäßig schwer, da sie meist auch als Schwungmasse dienen. Die Kupplungsplatte, die Fliehgewichte und die Glocke sind üblicherweise aus Eisenwerkstoffen, die Backen meist aus Aluminium. Die Beläge bestehen aus ähnlichen gesinterten Reibwerkstoffen, wie sie auch bei Bremsbelägen vorkommen. Die Größe einer Kupplung wird bestimmt durch

Abb. 22.3 Radiale 3-Backenkupplung am TechF1

Kupplung

Info Fliehkraftkupplung Auf der Profilnabe (1) sind die Fliehgewichte (2) gelagert, die durch die Zugfedern (3) über die Belagbügel bzw. Kupplungsbacken (4) zusammengehalten werden. Axial sind die Fliehkraftgewichte durch die Scheiben (5) gesichert. Die Belagbügel weisen am Innenradius eine Sicke auf, die ein seitliches Ausweichen verhindert und die Belagbügel zum Fliehgewicht fixiert. Wird die Profilnabe in Drehung versetzt, überwinden die Fliehgewichte bei einer definierten Drehzahl auf Grund der Fliehkraft die Federkraft der Zugfeder und legen sich an die Belagbügel (Backen). Diese übertragen dann durch ein Anlegen an die Kupplungsglocke das auf die Nabe wirkende Drehmoment kraftschlüssig. Durch die spezielle Form der Profilnabe erhöht sich die Anpresskraft der Fliehgewichte zusätzlich infolge der dort dann erzeugten Servowirkung. Fällt die Drehzahl unter den festgelegten Einsatzpunkt der Kupplung, ziehen die Zugfedern die Fliehgewichte (Backen) wieder von der Kupplungsglocke weg, so dass die vorher kraftschlüssige Verbindung wieder aufgehoben wird und die Kupplung die Verbindung zur Antriebswelle unterbricht.

die Kräfte, die sie übertragen muss. Daher finden wir Kupplungen mit zwei oder auch drei Backen. Da es im Kartsport aber fast immer auch um Gewicht geht, werden die Kupplungen bei den Rennmotoren so »klein«, dass die Belag-Scheiben kaum mehr als ein Rennwochenende überleben. Für den jeweiligen Motor ist für die Kupplung meist ein fester Arbeitspunkt vorgesehen. Das bedeutet, Abb. 22.4 Eine ähnliche Kupplung beim Rotax (alt)

Abb. 22.5 Radialkupplung beim Vortex KF-Motor

Abb. 22.6 Aufbau neue Rotax-Kupplung

Abb. 22.7 B&S Kupplung (WF)

dass die Kupplung bei einer festgelegten Drehzahl eine kraftschlüssige Verbindung herstellt. Der Arbeitspunkt wird bestimmt durch die Federkraft der Zugfedern und dem Gewicht der Fliehgewichte und/oder der Backen. So ergeben sich auch zwei Möglichkeiten, den Arbeitspunkt der Kupplung zu ändern. Zum einen kann man die Federn wechseln, entsprechend der Zugkräfte, die man haben möchte, oder man kann die Fliehgewichte gegen leichtere oder schwerere auswechseln. Direkt »einstellbare« Kupplungen, an denen man durch Verstellen eines Mechanismus den Arbeitspunkt wählen kann, werden, so weit bekannt, in Europa (noch) nicht angeboten, obwohl es derartige Kupplungen z. B. bei der Firma Horstmann (USA) gibt. Bei den »Drei-Backen-Radialkupplungen« gehen IAME und inzwischen auch Rotax bei ihren Motoren einen Sonderweg. Hier gibt es keine einzelnen Backen, sondern die

Kupplung

84 Formel-1, dem Motorrad-GP oder der DTM zum Tagesgeschäft gehören – nur wären diese Lösungen für den Kartsport wohl zu teuer.

Abb. 22.8 Aufbau Kupplung TechF1

drei Backen werden durch einen einteiligen, dreifach geschlitzten Federstahlring gebildet, der auch die Rückstellkraft der Zugfedern ersetzt. Bei diesen Kupplungen kann der Backenkörper nur komplett gewechselt werden. Grundsätzlich sind Kupplungen hochbeanspruchte Verschleißteile, die immer wieder aus unterschiedlichen Gründen ihren Dienst quittieren können. Besonders dann, wenn das Kart eine etwas »schwerere Fracht« zu befördern hat. Ein großes Problem beim Thema Kupplungen ist die Beziehung »Masse zu Drehzahl und zu übertragendes Drehmoment«. Je höher die Motordrehzahl, je höher auch die Beanspruchung an der Kupplung durch die auftretenden Massekräfte. Andererseits benötigt man zur Übertragung des anliegenden Drehmoments jeweils größere Belagflächen, wenn die zu übertragende Kraft größer wird. Mit großen, schweren Kupplungen sind aber keine hohen Drehzahlen möglich, da die dann auftretenden Massenkräfte zum einen an der Kurbelwelle zu groß werden, andererseits aber auch wieder die Kupplung selbst zerstören könnten. Da man aber auch beim Kurbeltrieb mit steigender Drehzahl Gewicht einsparen muss, beißt sich in dieser Frage die Katze sozusagen in den Schwanz. Abhilfe könnten hier im begrenzten Rahmen natürlich exotische Werkstoffe wie Titan und Kohlefaser schaffen, die schon im TopMotorsport wie der Abb. 22.9 Kupplungsbacke Rotax (neu)

In direkter Beziehung zu dieser Tatsache steht leider auch die Standzeit (Lebensdauer) einer Kupplung. Das Ergebnis sind schwere und große Kupplungen z. B. im Leihkartbetrieb, da es dort natürlich um möglichst lange Standzeit und um Robustheit geht, aber auch die Drehzahlen der verwendeten Motoren unterhalb von 5.000 U/min liegen. Grundsätzlich kann man auch davon ausgehen, dass Fliehkraftkupplungen im Kart deutlich größeren Beanspruchungen bei gleichen Wirkkräften ausgesetzt sind, als ihre von Hand betätigten Geschwister. Die handbetätigten Kupplungen im Schaltkart werden im Prinzip nur

Info Fliehkraftkupplung Aufbau Axial-Kupplung (Horstmann) 4) Kupplungsglocke mit Antriebsritzel; 9) Mitnehmerscheibe; 10) Kupplungsscheibe; 11) Druckplatte; 12) Fliehgewichte; 13) Gleithebel Funktion: Das Fliehgewicht drückt über die Gleithebel auf die Druckplatte nach außen. Diese presst die Kupplungsscheibe gegen die Mitnehmerscheibe – die Kupplung bekommt Kraftschluss.

Aufbau Mehrscheibenkupplung 1) Stirnrad; 2) Druckfeder; 3) Andruckplatte; 4) Ankerschrauben; 8+9) Ausrücklager; 10) Stellschraube; 11) Kupplungshebel; 14) Ausrückwelle; 15) Ausrückstift; 18) Abtriebsrad; 19) Kupplungskorb; 21) Kupplungsplatte; 22) Reibscheibe mit Belag; 23) Zwischenscheibe. Funktion: Über den Kupplungshebel und dem Ausrückstift, der von der Ausrückwelle bewegt wird, werden mittels der Andruckplatte die Druckfedern, die im Ruhezustand den Kraftschluss herstellen, zusammengedrückt. Die Reib- und Zwischenscheiben laufen ohne Anpressdruck auf der Verzahnung des Stirnrades und können kein Drehmoment übertragen – die Kupplung kuppelt aus.

Kupplung

dagegen drehzahlabhängig in jeder Runde mehrmals. Je nach Strecke bedeutet dies, dass eine relativ hohe Belastung beim jeweiligen Schließen der Kupplung auftritt. Entsprechend hoch sind die an der Kupplung auftretenden Betriebstemperaturen. Die zu übertragenden Drehmomente bewegen sich im Kart von ca. 15 Nm beim 100 ccm Junior-Motor über ca. 20–22 Nm beim KF1Motor bis zu über 25 Nm bei 250 ccm 4-Takt-Motoren.

Axialkupplung

Abb. 22.10 Mehrscheiben-Trockenkupplung MC-Motori

Abb. 22.11 Kupplungsscheiben: links gesintert, rechts mit Belag (geklebt).

Abb. 22.12 Kupplungsscheiben 125 ccm Schaltkart (neu)

Abb. 22.13 Kupplungsscheiben Schaltkart verschlissen

Das Grundprinzip – Druckplatte, Reibscheibe und Antriebsscheibe – ist bei allen Scheibenkupplungen (AxialKupplungen) gleich. Der Einsatz mehrerer Scheiben hintereinander findet immer dort statt, wo große Antriebsleistung und/oder hohe Drehzahlen beherrscht werden müssen. Bei 100 ccm Kart-Motoren findet man in der Regel »Einscheiben-Kupplungen«. Bei den 250 ccm 4Takt-Motoren von Oral oder Vampire setzt man dagegen wegen des hohen Drehmoments eine 4-Scheiben-Kupplung ein. Das »Mehrscheiben-Prinzip« ist auch bei den Schaltkart-Motoren Standard. Um hier die Leistung zuverlässig und mit akzeptablen Standzeiten zu übertragen, benutzt man fünf bis sechs beidseitig mit Belag versehene Reibscheiben, die jeweils durch eine Ganzmetallscheibe getrennt das Kupplungspaket bilden. Mit dieser Bauweise erhält man die notwendige Gesamtfläche, die zur Kraftübertragung notwendig ist. Ein immenser Aufwand, wenn man bedenkt, dass die Kupplung in den GetriebeKarts in der Regel nur zum Anfahren gebraucht wird. Auch bei den Mehrscheiben-Kupplungen gibt es trockene und nasse Ausführungen. Der bekannteste Vertreter für eine Ölbad-Mehrscheiben-Kupplung im Kartsport ist Pavesi. In der Regel setzt man voraus, dass »Ölbadkupplungen« eine höhere Standzeit haben als »Trocken-Kupplungen«. In der Rennpraxis ist das aber leider nicht immer so, da das Leben einer Kupplung eben auch sehr stark von der Behandlung durch den Fahrer abhängt. Dass die »Mehrscheiben-Trockenkupplung« häufiger anzutreffen ist als ihr »nasses« Pendant, hat wohl hauptsächlich mit dem einfacheren Aufbau des Motorgehäuses und der Gewichtsersparnis (Öl und Gehäuse) zu tun.

Service-Hinweis

zum Anfahren benutzt, da nach dem Anrollen die weiteren Schaltvorgänge ohne Kupplungsbetätigung durchgeführt werden, nur mit einer Zugkraftunterbrechung (im Kart durch kurzes Gaswegnehmen, beim Motorrad wird sogar ohne Gaswegnahme, nur mittels einer sehr kurzen Zündunterbrechung geschaltet). Die automatische Fliehkraftkupplung öffnet und schließt nach dem Anfahren

Beim Sprühen der Antriebskette bitte immer unbedingt darauf achten, dass man nicht die Kupplung mit einsprüht! Die Kupplungen regelmäßig säubern, indem man sie mit Bremsenreiniger durchspült und/oder mit Druckluft ausbläst. Auch das Lager, auf dem die Kupplungsglocke und das Antriebsritzel laufen, muss regelmäßig mit hochwertigem Fett (hitzebeständig) geschmiert werden.

86 Zündkerzen sind einer hohen Belastung ausgesetzt (Verbrennungstemperatur bis ca. 3000 ºC, Drücke bis 60 bar). Da die wechselnden Arbeitszustände an den Elektroden der Zündkerze ihre Abb. 23.1 In diesem Beitrag geht es um die klassiSpuren hinterlassen, ist der KerzenzuAnaloge Zündung schen (analogen) und die modernen stand auch immer ein Abbild für von PVL. digitalen Zündanlagen, die teilweise das Wohlergehen des Motors. auch programmierbar sind, Verrußte Elektroden deuten sowie um die Zündkerze selbst. auf ein zu fettes Gemisch, ein weißgrauer Belag (eventuell mit Schmelzperrüher waren die Zündkerlen) auf ein zu mageres. zen beim Zweitaktmotor Allerdings können ein echtes Problem, da sie zu viediese Kerzenbillen Ausfällen führten. Diese technischen Proder auch auf bleme sind heute jedoch weitgehend gelöst, bei richtiger einen falschen Behandlung des Materials sollten keine Probleme auftreWärmewert der verwendeten. Allerdings muss man aus dem breiten Angebot, das ten Zündkerze hinweisen. die Industrie zur Verfügung stellt, für den jeweiligen EinZündkerzen sollen ihre »Selbstreinigungstemperatur« satzzweck die richtige Zündkerze auswählen. Ebenso möglichst rasch erreichen (ab ca. 400ºC), gleichzeitig solwichtig ist ein korrekter Elektrodenabstand. Daher sollte len sie aber nicht über ca. 850º C heiß werden, da sonst man auch beim Einsatz einer neuen Zündkerze auf jeden unkontrollierte Zündungen (Glühzündungen an der therFall kontrollieren, ob der Abstand stimmt. misch überlasteten Zündkerze selbst) entstehen können. Da Karts bei unterschiedlichen Außentemperaturen und Streckenbedingungen gefahren werden, hat der Motor unterschiedliche Betriebszustände zu bewältigen. Aus diesem Grunde bieten die Kerzenhersteller Zündkerzen mit unterschiedlichen Wärmewerten in Bezug auf die Bandbreite der Arbeitstemperatur an.

Zündung

Abb. 23.2 Verschiedene Zündkerzen von Bosch

Im Rennbetrieb stellen die Vollgaspassagen immer noch hohe Ansprüche an die Qualität der Zündkerze. Beim Abmagern des Gemisches, was für die optimale Leistungsausbeute unabdingbar ist, ergeben sich leicht thermische Abb. 23.3 Überbelastungen, die meistens mit Aufbau einer einem anfänglichen Klopfen Zündkerze zusammenhängen. Durch das Klopfen entstehen starke Schwingungen, die sog. Wärmenester verursachen und dann zu Oberflächenverbrennungen führen. Diese Flammspuren kann man oft auf dem Kolben erkennen. Der richtige Wärmewert der Zündkerze und eine gute Gemischeinstellung sind daher für das »thermische Überleben« des Triebwerks von zentraler Bedeutung.

Man unterscheidet zwischen »heißen« und »kalten« Kerzen. Hierbei ist die Größe des Isolatorfußes bestimmend für die Wärmeaufnahme. Die Wärmeableitung erfolgt über die Mittelelektrode und die Dichtung an den Kerzenkörper. Zündkerzen mit kurzem Isolatorfuß nehmen also weniger Wärme auf und können durch den kürzeren Wärmeleitweg mehr Wärme abgeben. Diese Bauart wird deshalb »kalte« Kerze genannt. Bei der »heißen« Kerze verhält es sich genau umgekehrt.

Zündung

87 Abb. 23.4 Aufbau »heiße« und »kalte« Zündkerze

Abb. 23.5 DrehzahlHistogramme im Vergleich

Abb. 23.6 Umbausatz Rotax Max, MSS-Zündung.

Da es doch häufig vorkommt, z.B. beim Startvorgang, dass ein Motor absäuft oder überfettet und dann die Zündkerze nicht mehr funktioniert, gilt diese Kerze dann als defekt und wird weggeworfen. Das geht ordentlich ins Geld, obwohl es eigentlich gar nicht notwendig ist. Daher sollte man diese Zündkerzen sammeln und reinigen. Dies geht besonders gut bei einem Boschdienst, der noch ein Zündkerzenreinigungs- und Prüfgerät hat (vor einigen Jahren war das Reinigen von Zündkerzen gängige Praxis, da die Kerzen im Verhältnis zu heute viel teurer waren). Mit diesem Gerät wird mittels eines feinen Sandstrahls die Kerze gründlich gesäubert. Anschließend kann man die so gereinigte Kerze im Prüfteil des Gerätes unter Überdruck auf Funktion prüfen. Zumindest für den Test- und Trainingsbetrieb kann man so einiges an Geld sparen, denn von zehn Zündkerzen sind in der Regel nur zwei wirklich defekt.

Zündanlagen

Auch die einfachen Zündanlagen, die im Kartsport an 2Takt-Motorn eingesetzten werden, müssen hohen technischen Anforderungen gerecht werden. Kart-Motoren drehen heute bis über 20 000 U/min., d. h. die Zündanlage muss über 20 000 Funken in der Minute liefern. An den 100 ccm Motoren und 125 ccm Schaltkartmotoren (bis 2006), die nach der alten CIK-Homologation eingesetzt werden, finden wir in der Regel analoge Magnetzündanlagen der Firmen PVL (Deutschland) oder Selettra (Italien) vor. Die Firma MOTOPLAT (Spanien), die lange Zeit Marktführer war, existiert nicht mehr, so dass man diese Zündanlagen nur noch gelegentlich an älteren Motoren findet. Diese Zündanlagen funktionieren alle nach dem gleichen Prinzip: Auf einer Seite des Motors ist die Zündanlage fest angebracht, diesen Teil nennt man Stator. Im Stator sitzen Eisenpakete. Auf der Kurbelwelle sitzt der Rotor, dieser ist magnetisch. Wird nun der Rotor schnell genug durch die Kurbelwellenumdrehung bewegt, entsteht durch die hervorgerufene Induktion ein Strom. Dieser

wird in der Zündspule so verstärkt, dass ein ausreichender Zündfunke an die Zündkerze geliefert werden kann. Durch einen kontaktlosen Impuls bei jeder Kurbelwellenumdrehung wird bestimmt, wann der Zündstrom zur Kerze gelangt. Der statische Zündzeitpunkt kann durch Verdrehen des Stators am Motorgehäuse verschoben werden. Der ideale Zündzeitpunkt für den jeweiligen Motor wird von verschiedenen Faktoren bestimmt: vom Flammweg, der sich durch die Größe der Bohrung und Anordnung der Zündkerze ergibt; von der Verdichtung, diese bestimmt die Verbrennungstemperatur, und durch die Drehzahl: je höher die Drehzahl, je früher muss der Zündzeitpunkt liegen, da die Zeit, die für die Verbrennung/Expansion zur Verfügung steht, bei höherer Drehzahl immer geringer wird. Bei den homologierten analogen Kart-Zündungen darf bzw. durfte der Zündzeitpunkt elektronisch nur maximal um drei Grad verstellt werden. Daraus ergibt sich, dass bei einem 100er Motor mit einer statischen Vorzündung von 2,26 mm (entspricht z.B. 22 Grad Kurbelwinkel bei 50 mm Hub und 100 mm Pleuellänge) maximal 25 Grad Frühzündung möglich sind. Der »statische« Zündzeitpunkt wird vom Hersteller vorgegeben. Ändert man allerdings bestimmte Grund-Parameter des Motors wie z.B. die Bohrung (durch Honen, Schleifen), die Verdichtung oder die Brennraumform, muss der mechanische Zündzeitpunkt neu angepasst bzw. eingestellt werden.

Analoge Zündung

Analoge Zündungen eignen sich eigentlich nur wirklich gut für Motoren, die in einem relativ engen Drehzahlbereich arbeiten und fast nur in Vollgasstellung gefahren

Zündung

88 Abb. 23.9 Einstellen der Zündung

Abb. 23.6 MSS-Zündung montiert am Max

Abb. 23.7 Triggerkurven analoge Zündung

Abb. 23.8 Zündkurve analoge Kartzündung

Kondensator gibt seine Spannung auf Befehl der Elektronik zum festgelegten Zündzeitpunkt an die Zündkerze ab. Das wichtigste Bauteil der Zündanlage ist also die Zündspule mit ihrer integrierten Elektronik. Diese elektronische Schaltung steuert den Zeitpunkt der Entladung über die Auslegung der einzelnen Bauteile, also rein physikalisch, eine »Zündkurve« ist im eigentlichen Sinne nicht vorhanden. Ein weiteres Regelglied für den Zündzeitpunkt stellt die Winkelgeschwindigkeit des Rotors dar, die abhängig von der Drehzahl ist (siehe hierzu die Skizze mit den Triggerkurven). Die Auslegung der Bauteile ist also ausschlaggebend für Leistung, Ansprechverhalten und Höchstdrehzahl des Motors. Die Firma PVL gibt für ihre Zündung folgende allgemeingültige technische Daten an: Primärspannung 270 V, Zündspannung ca. 13 kV, Brennspannung 700–800 V, Funkenbrenndauer 260 ms, die Höchstdrehzahl liegt (mechanisch und elektrisch) bei 27 000 U/min.

Einstellen der analogen Zündung

werden. Zwar wird im Kart mit einem hohen Vollgasanteil gefahren, aber über einen Drehzahlbereich, der von 1000 bis über 20 000 U/min reicht. Daher entstehen im unteren Drehzahlbereich, z. B. beim Start (Anschieben) und in engen Ecken, oftmals Probleme. Bei den heutigen Zündungen handelt es sich in der Regel um sog. CDI-Zündungen (Capacitive Discharge Ignition). Die Zündanlage besteht aus drei Bauteilen: Zündspule mit Elektronik, Stator und Rotor. Für den Zündvorgang erzeugen jeweils zwei leistungsstarke Magneten auf Rotor und Stator eine entsprechende Ladespannung. Die Spannung selbst wird durch die Drehbewegung der Kurbelwelle, auf der ein Rotor mit seinen Magneten sitzt, erzeugt. Diese Ladespule lädt einen Kondensator in der Zündspule. Der

Hierzu werden eine Messuhr und ein Weggeber (Adapter) benötigt. Die Messuhr wird mittels des Adapters über die Zündkerzenbohrung in den Zylinderkopf eingeschraubt. Auf dem Rotor und der Grundplatte (Stator) befindet sich je eine Markierung, mit deren Hilfe der genaue Zündzeitpunkt für den jeweiligen Motor ermittelt werden kann. Nachdem wir mit Hilfe der Messuhr den oberen Totpunkt des Kolbens ermittelt haben (der Zeiger der Messuhr wird an dieser Stelle (OT) auf Null gestellt, indem der äußere Ring der Messuhr verdreht wird), können wir durch Zurückdrehen des Kolbens die Markierungen an Stator und Rotor übereinanderstellen und den Zündzeitpunkt auf der Uhr in Millimetern ablesen. Stimmt der Zündzeitpunkt nicht, wird die Grundplatte der Zündanlage nach Lösen zweier Schrauben verdreht. Je nachdem, in welche Richtung wir die Platte verdrehen, verschieben wir den Zündzeitpunkt nach früher oder später. Nach der Einstel-

Zündung

89 lung ist der Messvorgang zur Kontrolle zu wiederholen. Dafür sollte die Kurbelwelle mehrmals durchgedreht und dann die Einstellung erneut überprüft werden. Eine Korrektur des mechanischen Zündzeitpunktes weiter nach vorne wird auf jeden Fall nach jedem Nachschleifen des Zylinders (also einer Veränderung der Bohrung) fällig. Auch bei einer Änderung der Kompression bzw. der Brennraumform ist eine neue Anpassung des Zündzeitpunktes notwendig, Für eine Änderung der Motorabstimmung, z. B. eine Drehmoment- oder Drehzahl-Optimierung, auf eine bestimmte Streckencharakterristik hin, kann man den Zündzeitpunkt ebenfalls ändern. Die üblichen Werte beim 100 ccm Motor liegen zwischen 2,2 und 2,6 mm, beim 125 ccm Schalter bei 1,2–1,3 mm vor oT. Auf jeden Fall sollte man aber die Angaben des Herstellers berücksichtigen.

Digitale Zündung

Digitale Zündungen zeichnen sich durch eine sehr flexible Zündverstellung aus und sind für den Einsatz an KartMotoren deutlich besser geeignet. Über festgelegte Zündkennlinien, die in einem Speicher abgelegt werden, ist es möglich, für jede Drehzahl (Lastpunkt) den idealen Zündzeitpunkt festzulegen. Die integrierte digitale Elektronik berechnet anhand der Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit), die über einen Sensor ermittelt wird, den jeweiligen Zündzeitpunkt. Dadurch ist eine digitale Zündung für Motoren mit breitem Drehzahlband und sehr unterschiedlichen Gasstellungen (Lastpunkten) sehr gut geeignet. Darüber hinaus kann für spezielle Anwendungen die Zündkurve problemlos angepasst werden. Weiter besteht die Möglichkeit, zusätzliche Arbeitpunkte zu definieren, an denen bestimmte Zusatzfunktionen gesteuert werden können. Das kann eine Drehzahlbegrenzung sein, die Ansteuerung eines Powerjet am Vergaser, oder eine Abgassteuerklappe. Bei Digitalzündungen unterscheidet man noch Kennlinien- und Kennfelder. Die hier angesprochenen Zündungen haben Kennlinien. KennfelAbb. 23.10 der sind nötig, wenn der Motor PVL Digitalzündung 650 FIRE z. B. über eine Einspritzung,

Abb. 23.11 Anbau Digitalzündung am Biland SA 250

einen Katalysator, einen Klopfsensor usw. verfügt, also mehrere Kontroll- und Steuerparameter zusammenarbeiten müssen. Das Kennfeld arbeitet dann quasi dreidimensional verknüpft. Inzwischen sind digitale Zündungen als fest programmierte Varianten oder mit einer speziellen Software als frei programmierbare Versionen erhältlich. Mit der Einführung der sog. 125 ccm KF-Motoren durch die FIA/CIK kommt nun auch die digitale Zündung seit 2007 auf breiter Basis zum Einsatz. Nur leider nicht so, wie der Techniker sich das gewünscht hätte: Bei den Klassen KF1 bis 3 schreibt die Homologation Zündkurven vor, die ab ca. 2800 U/min gradlinig bei maximal ca. 34º Grad Frühzündung bis zur jeweils für die jeweilige Klasse festgelegten Abregeldrehzahl verlaufen muss. Lediglich die Zündwinkel für die jeweilige Anlaufdrehzahl können bis auf 18º (KF1), 15º (KF2) und 5º Grad (in der Elektronik) zurückgenommen werden. Statt programmierbarer Zündanlagen, zumindest für die KF2 und KF1 Klassen, schrieb die FIA/CIK, angeblich aus Kostengründen, fest programmierte Zündungen vor. Dieser technische Unsinn führte zu großen Problemen bei der Fahrbarkeit der Motoren, besonders in der Klasse KF2. Folge: Die mussten Motoren in ihrer Auslegung mechanisch an die doch wieder relativ statisch homologierten Zündanlagen angepasst werden, was zu ständig neuen Zylinder-Varianten bei den Herstellern und leeren Geldbeuteln bei den Fahrern führte. Da zukünftig alle neuen Kart-Motoren über digitale Zündungen verfügen werden, wollen wir hier einmal exemplarisch einen Umbau von einer analogen zu einer digitalen Zündung und den Umgang mit programmierbaren Digital-Zündungen beschreiben. Grundsätzlich ist die Vorgehensweise sowohl für den 2- als auch den 4-TaktMotor identisch. Gleichzeitig taugt das Beispiel sehr gut, um auch die Möglichkeiten einer programmierbaren Zündanlage hinsichtlich Leistungszuwachs und Fahrbarkeit aufzuzeigen. Natürlich können derartige Umbauten nur an Motoren durchgeführt werden, die nicht für den Einsatz in Lizenzrennen vorgesehen sind

Zündung

90 Abb. 23.13 Einstellung Vorzündung in Abhängigkeit der Bohrung

– zwei Rezepte also für den Hobby-Fahrer, der etwas mehr Leistung oder Fahrbarkeit sucht.

Abb. 23.14 Zündkurve KF1

Diese neuen Anlagen haben aber noch einen zusätzlichen Vorteil: Sie können auch eingebaut werden, wenn z.B. die originalen Zündungen (egal ob 2- oder 4-Takt) als Ersatzteil nicht mehr erhältlich sind. Für den ECOmoto, den Biland SA250 oder den Vampire Kartmotor trifft das eventuell schon bald zu, da die Produktion dieser Motoren eingestellt wurde. Daher ist das Beispiel für den BilandMotor sicher besonders geeignet. Im Kartbereich werden momentan mehrere programmierbare Zündanlagen angeboten. Die MSS-Zündung mit einer programmierbaren Zündkurve, in einer Variante als »Austauschteil« für den Rotax-Max-Motor mit passender Verkabelung, und als Universalversion mit »offener« Verkabelung. Bei PVL sind inzwischen mehrere Versionen lieferbar und auch der italienische Markt bietet entsprechende Produkte an. Da gibt es Ausführungen, die mit einer Zündkurve oder umschaltbar mit zwei AlternativKurven arbeiten. Beide Varianten sind inzwischen auch mit einem Ladegenerator erhältlich. Die PVL-Anlagen passen z. B. auf jeden handelsüblichen Kartmotor mit der Standard-Statorbefestigung. Allerdings ist es auch relativ einfach, eine PVL-Zündung (oder ein anderes Fabrikat) über Adapterplatten an fast jeden Motor anzupassen, man muss nur von außen an die Kurbelwelle kommen. Sowohl mit der MSS-Zündung, der PVL-Anlage und einer Selettra-Zündung konnten wir ausführliche Tests an verschiedenen Motoren fahren. Ehe ich aber näher darauf eingehe, möchte ich an dieser Stelle noch einmal darauf hinweisen, dass das ProgrammieAbb. 23.12 PVL-Digitalzündungen für KF-Motoren

Abb. 23.15 Zündkurve KF2

Abb. 23.16 Zündkurve KF3

ren einer Zündung in den Bereich Tuning fällt, also ausreichend Erfahrung vorliegen sollte. Die im Folgenden gemachten Angaben sind daher ohne Gewähr, für eventuelle Schäden wird nicht gehaftet.

Rotax Max

Die Montage der neuen Zündanlage am Max-Motor ist völlig unproblematisch. Die Originalteile, es handelt sich hier schon um eine digitale Zündanlage, werden so weit wie nötig abgeschraubt, und nach Umbauanleitung gegen die MSS-Teile getauscht. Für das nun notwendige Programmieren der Zündkurven (für ein bestimmtes Streckenprofil) werden Informationen benötigt, die teilweise vorher mittels einer Datenaufzeichnung bei entsprechenden Testfahrten gewonnen werden müssen. Normalerweise sind die werksseitig programmierte Zündkurve und das Leistungsprotokoll eines Prüfstandslaufes Ausgangspunkt für dann alle anstehenden Überlegungen zur »Neuprogram-

Zündung

Abb. 23.17 Abgastemperaturen

Abb. 23.19 Zündkurven MSS-Zündung Rotax-Max

Abb. 23.18 Drehzahlkurven

Abb. 23.20 Einstellmaske MSS-Zündung

mierung«. Da diese Daten für den Test nicht verfügbar waren, musste es auch anders gehen. Da eine Anlage für ein Data-Recording, ein AIM-Drack, vorhanden war, konnten wir bei entsprechenden Testfahrten die notwendigen Daten für Drehzahl, Abgas- und Wassertemperatur und das Streckenprofil ermitteln. Wir haben also das Kart vor dem Zündungsumbau hinsichtlich Übersetzung und Vergaserbedüsung optimal auf die Strecke abgestimmt. Anschließend haben wir die Daten dieser Basisabstimmung ausgelesen, und entsprechend am Computer aufbereitet. An Daten standen Drehzahl, Abgas- und Wassertemperatur sowie Geschwindigkeit und Querbeschleunigung zur Verfügung. Daraus generiert das Drack das Streckenprofil, verschiedene Zeit-Tabellen und Histogramme. Da wir eine Rundenzeitverbesserung durch eine optimierte Zündkennlinie erreichen wollten, war der Drehzahlverlauf in den einzelnen Streckenabschnitten von besonderem Interesse. Anhand der Steilheit der Kurve in den Beschleunigungsphasen (z. B. nach einer Kurve) lassen sich die entsprechenden Schlüsse ziehen. Das Lesen und Interpretieren dieser Kurven erfordert allerdings einige Erfahrung. Etwas einfacher ist die Analyse mittels eines Histogramms der Drehzahl. Solch ein Histogramm zeigt die zeitmäßige Verteilung der Drehzahlbereiche bezogen auf die einzelnen Streckenabschnitte. Änderungen der Zündkennlinien

an einem Kart mit Rotax-Max-Motor sind schwerpunktmäßig in zwei Punkten von Interesse: einmal in der Beschleunigungsphase mit dem Arbeitspunkt des Abgasschiebers, zum anderen in der Festlegung der Höchstdrehzahl mit der Bestimmung des Einsatzpunktes für den Drehzahlbegrenzer. Darüber hinaus kann man auch das Startverhalten eines Motors verbessern. Für den Test ohne die werksseitigen Basisdaten war weiter die Tatsache wichtig, dass Zündkurven bei 2-Takt-Motoren ab ca. 10 000 U/min in der Regel eher degressiv ausgelegt sind. Das bedeutet, dass die Frühzündung oberhalb dieser Drehzahl wieder etwas zurückgenommen werden sollte. Wenn man sich die Drehzahlkurve mit der Originalzündung anschaut (Abb. 23.18), kann man erkennen, dass der Bereich unterhalb von 6000 U/min auf dieser Strecke uninteressant ist, da er kaum genutzt wurde. Der wichtige Drehzahlbereich liegt für die Beschleunigungsphasen zwischen 7000 und 10 000 U/min und für die graden Streckenabschnitte bis knapp über 13 500 U/min. Anhand der Drehzahlverteilung in den einzelnen Streckenabschnitten wurde dann eine Basiskurve festgelegt, im ZündkurvenDiagramm als »Vorzündung« bezeichnet. Die neuen Kurven basieren alle auf einer statischen Frühzündung (Offset) von 8°. Dieser Wert wurde mit einer Gradscheibe direkt am Rotax-Motor gemessen. Dieser Offset beschreibt den Punkt der Ausrichtung der Steuerscheibe bei der Montage zum oberen Totpunkt

Zündung

92 Abb. 23.21 Zündkurven PVL 650 FIRE

(OT) des Kolbens. Beim Rotax-Motor ist damit die Aussparung in der Kurbelwanne gemeint, die den Impulsgeber triggert. Ausgehend von dieser Basiskurve gab es eine zweite mit »Vorz02« bezeichnete Kurve, die +2º über dem gesamten Verlauf aufwies. Als dritte Kurve gab es dann noch eine mit »Vorz03« bezeichnete, die über den gesamten Verlauf -3º zur Basiskurve hatte. Die Beschränkung bei den Zündkurven auf eine jeweilige Gesamtverschiebung schien bei diesem mehr oder weniger improvisierten Test sinnvoll, zumal der Fahrer nicht sicher war, ob er ein »Klingeln« des Motors heraushören würde. Dann wurde umgebaut und die drei Kurven nacheinander jeweils fünf Runden getestet. Zwischen den einzelnen Tests wurden jeweils die Daten für Drehzahl, Abgas- und Wassertemperatur abgerufen und kontrolliert. Zusätzlich haben wir jeweils die Zündkerze herausgeschraubt, um eine Sichtprobe des Kerzenbildes und des Kolbenbodens zu erhalten. Es zeigte sich, dass mit der Kurve »Vorz03« die beste Rundenzeit erreicht wurde. Mit dieser Zündkennlinie wurde dann noch einmal über 25 Runden gefahren, um die Haltbarkeit über eine Renndistanz zu prüfen. Da es weder Probleme bei den Temperaturen noch bei den Sichtprüfungen an Kerze und Kolbenboden gab, wurde diese Kurve auch bei den folgenden (Hobby)Rennen erfolgreich eingesetzt. Der Vergleich der Drehzahlkurven zeigt deutlich die Tendenz der einzelnen Zündkurven auf. In den Beschleunigungsphasen verlaufen die Kurven mit den neuen Kennlinien etwas steiler. Die höchste Drehzahl liegt auch mit der Kurve »Vorz03« nur bei knapp über 23100 U/min, so dass der neu festgelegte Einsatzpunkt für den Drehzahlbegrenzer(23 500 U/min) gar nicht erreicht wurde. Hier wäre sogar Spielraum für eine noch kürzere Übersetzung gewesen. In der Grafik mit den Histogrammen kann man dann eindeutig die Verbesserung in den wichtigen Beschleunigungsphasen erkennen. Die Grafik mit den Abgastemperaturen zeigt, dass auch mit der neuen Kennlinie die Abgastemperaturen im unproblematischen Bereich bleiben. Die Rundenzeiten lauteten: Mit der Originalkurve 46.468, mit der neuen Basiskurve 46.229, mit der +2 Grad-Kurve

46.395 und mit der -3 Grad-Variante schließlich 45.703. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich mit individuellen Zündkennlinien die erreichbaren Rundenzeiten deutlich verbessern lassen. Die bisher erzielten Ergebnisse ließen sich mit einer noch ausgefeilteren Kennlinie um den Drehzahlbereich zwischen 7000 und 10 000 U/min, die durch das Setzen von mehr Arbeitspunkten (in kürzeren Drehzahlabständen) in diesem Bereich möglich wäre, sicher noch einmal verbessern. Noch eine Anmerkung zu der abgebildeten Zündkurven-Grafik der MSSZündung. Eine solche Darstellung bietet das mitgelieferte Original-Programm nicht. Hier gibt es nur Tabellenwerte. Diese habe ich zu besseren Darstellung und (visuellen) Vergleichbarkeit mit den Drack-Daten, in eine MSExcel Tabelle übertragen und damit die abgebildete Grafik erzeugt.

PVL 650 Fire am Biland 4-Takt-Motor

Die bisher als Standard verwendete analoge Zündung von PVL (sowohl die erste als auch die zweite Version) kann durch eine neue, programmierbare digitale CDI (650 FIRE) des gleichen Herstellers ersetzt werden. Neben einer mechanischen Anpassung ist es natürlich notwendig geeignete Zündkurven zu programmieren und zu Testen. Als Basisinformation steht in diesem Fall sogar die Standard-Zündkurve der bisherigen (analogen) Zündung zur Verfügung. Die mögliche Frühzündung (sowohl für die ideale Leerlauffrühverstellung als auch für die Frühverstellung bei Nenndrehzahl) für einen Verbrennungsmotor wird durch zahlreiche Parameter bestimmt. Dazu gehören z. B. Form des Brennraumes, Steuerzeiten (Überschneidung der Einund Auslassventile oder Kanäle), Verdichtung und die Abstimmung der Ein- und Auslassseite (Ansaugrohrlänge, Lufttrichter und Auspuffanlage) sowie die Kraftstoffqualität. Für den wannenförmigen Brennraum, der im SA250 zur Anwendung kommt, geht man allgemein in der Fachliteratur davon aus, dass Frühzündungswerte von maximal 36º geeignet sind. Diese Angaben in der verfügbaren Fachliteratur beziehen sich aber in der Regel auf deutlich niedrigere Verdichtungswerte und deutlich niedrigere maximale Drehzahlen (um 8000 U/min). Weiter wird beschrieben, dass die maximale gewählte Frühzündung schon bei ca. 7–8000 U/min anliegen sollte und dann bei weiter steigender Drehzahl nicht mehr weiter ansteigen, sondern deutlich vor Ende des genutzten Drehzahlbandes wieder fallen sollte. Bei der bisher verwendeten analogen PVL-Zündung war die Zündkurve entsprechend ausgelegt. Darüber hinaus

Zündung

Abb. 23.22 Polrad PVL 650 FIRE

Abb. 23.24 PVL 650 FIRE testfertig montiert

Abb. 23.23 Stator PVL 650 FIRE

Abb. 23.25 Zylinderkopf mit wannenförmigem Brennraum

war für die Montage im Prinzip keine hardwareseitige Zündverstellung vorgesehen. Der Zündzeitpunkt konnte lediglich (um ca. 3º) durch das Abstandsmaß Rotor zur den Erregerzündspulen beeinflusst werden. Weiter muss beachtet werden, das durch den Einsatz eines Zahnriemens zur Steuerung der Nockenwellen bei den zum tragen kommenden Drehzahlen (bis zu 13 000 U/min), ein sog. Steuerzeitenflimmern von ±3º um den statischen Zündzeitpunkt herum auftritt. Durch die hardwareseitige Vorgabe eines quasi festen Offsets konnte der Anwender normalerweise keine »gefährlichen« Frühzündungswerte einstellen. Dies wäre nur möglich durch einen mechanischen Eingriff am Polrad. Mechanischer Aufbau der neuen CDI PVL-650-FIRE: Die Zündung sitzt auf einer kreisrunden Grundplatte, die mechanisch einer üblichen Kartzündung entspricht. Da der Biland-Motor einen anderen mechanischen Aufbau vorweist, musste die neue Zündung über einen speziell angefertigten Adapter, der die Grundplatte aufnimmt, an den SA250 angepasst werden. Die neue Grundplatte konnte zur Änderung des statischen Offsets um 20º in

drei Langlöchern verstellt werden. Über der Grundplatte mit den Spulen läuft der topfförmige Rotor mit der Aussparung für die Triggerung der Zündung, der ebenfalls an die Kurbelwelle adaptiert werden muss. Auch hierfür war ein Adapter nötig. Bei dem zum Testen benutzen Adapter wurde ein zusätzlicher Lochkreis am Verlängerungsflansch angebracht, der eine zusätzliche Verstellmöglichkeit um 15º für die optimale Anpassung ermöglichte. So standen insgesamt 35º (15° + 20°) mechanische Verstellung für die mechanische Adaption zur Verfügung. Darüber hinaus musste auch der Standard-Kabelbaum modifiziert werden. Das zusätzlich erhältliche Programmierungs-Tool »Pandora« bietet zur Programmierung der Zündkurven eine begrenzte Bandbreite, die die mögliche Vorzündung bei steigender Drehzahl nach oben sinnvoll begrenzt. Hiermit will man verhindern, dass Parameter eingegeben werden, die zur Zerstörung des Motors führen würden (siehe unten). Darüber hinaus kann man den Einsatzpunkt des Drehzahlbegrenzers und zwei weitere Triggerpunkte für Sonderfunktionen bestimmen.

Zündung

Abb. 23.27 Ausgelaufene Pleuellager verursachten einen Kurbelwellenschaden Abb. 23.26 Die roten Kurven zeigen die neuen Werte für Drehzahl und Geschwindigkeit. Die bessere Beschleunigung ist deutlich zu sehen.

Testbedingungen und Testablauf.

Der Test fand in Hagen auf der dortigen Kartstrecke statt. Diese Bahn ist relativ eng und hat viele 180º Kurven, ist also gut geeignet, um die eventuellen Vorteile einer programmierbaren CDI zu testen. Die Wetterbedingungen waren an allen Tagen gut. Die Temperaturen lagen zwischen 17,5 und 22º Celsius. Der Luftdruck lag bei 975 mbar (±5). Gefahren wurde mit 48er Leerlaufdüse, 90 und 92er Hauptdüse und Nadel K31. Die Ansaugrohre waren 50 mm lang, der lange Auspuffsammler kam zum Einsatz. Das Kart war optimal auf die Strecke abgestimmt und mit 12/79 übersetzt. Der Motor war in Standardausführung und noch mit alten Kolben ausgerüstet. Die Zylinderkopfhöhe betrug bei diesem Motor 93,4 mm. Da bei der PVL-650 Fire zwei (umschaltbare) Zündkurven programmierbar sind, wurden die Testläufe immer mit der Standard-Grundkurve gegen die jeweils neue Kurve gefahren. So wurden ca. fünf Runden mit Grundkurve gefahren, dann auf der Zielgeraden angehalten, auf Kurve 2 umgeschaltet und wieder ca. zehn Runden gefahren. So hatte man in jedem Set Vergleichsbedingungen, die im Schnitt nur fünf Runden (also ca. 3,5 Minuten) auseinander lagen. So konnten wir sicherstellen, dass äußere Einflüsse wie Bahnzustand oder Reifenabnutzung eigentlich keinen Einfluss auf die Ergebnisse nehmen konnten. Nach einem ersten Durchlauf wurden die besten zehn Kurven dann noch einmal mit frischen Reifen gegeneinander gefahren, um dann zu entscheiden, welche Kurven für einen Dauereinsatz tauglich waren. Das Datarecording lieferte zur Kontrolle und Auswertung folgende Daten: Rundenzeiten, Querbeschleunigungen, Geschwindigkeit, Wasser- und Abgastemperaturen sowie die Außentempe-

ratur. Auf eine Lambdamessung wurde verzichtet, da z. Z. keine preislich erschwinglichen Sonden mit kleinem Durchmesser (für je ein Krümmerrohr) erhältlich sind. Ein Summensignal, am Sammler abgenommen mit einer Sonde, war mir bei der Doppel-Vergaseranlage nicht eindeutig genug, da Zylinder 2 bekanntlich grundsätzlich überfettet, und so das Lambdasignal verfälscht würde. Das Ergebnis dieser Umrüstung ist allerdings recht eindeutig: Die Fahrbarkeit aus den Kurven und im mittleren Drehzahlbereich wurde eindeutig besser. Deutlich mehr PS waren mit Standard-Nockenwelle schon bei der theoretischen Vorbetrachtung nicht zu erwarten und auch nicht das eigentliche Ziel. Die so erzielbare Rundenzeitverbesserung lag in der Spitze bei 0,8 Sekunden mit einer sehr progressiven Kennlinie. Aber auch zahmere Versionen ermöglichten eine Zeitverbesserung um 0,6 Sekunden. Um zu sehen, wie weit man gehen kann, haben wir auch Zündkurven getestet, die deutlich über 36º Frühzündung und außerhalb der Bandbreite lagen. Die Folgen waren zerstörte Pleuel-Lager und eine angelaufene Kurbelwelle. Diese Schäden sind typisch und weisen auf einen stark erhöhten Verbrennungsdruck hin. Hier zeigen sich auch die Grenzen derartiger Umbauten, die sich beim 2-Takter z. B. durch Kolbenfresser oder sogar Löcher im Kolben bemerkbar machen. Wie man sieht, lohnen ein fachgerechter Umbau der Zündanlage und eine ebenso sorgsam vorgenommene Programmierung zur Verbesserung der Fahrleistungen allemal. Darüber hinaus sind die Kosten für eine programmierbare Zündung deutlich niedriger als für ein klassisches mechanisches Tuning. Das gilt insbesondere für die aus den Ecken etwas lahmen 2-Takter wie Rotax-Max oder die TAG-Motoren generell.

Vergaser

Die Performance eines Motors hängt neben der Zündung entscheidend davon ab, wie der Treibstoff aufbereitet wird. Jedes Verfahren hat Vor- und Nachteile.

m Kartsport werden zwei unterschiedliche Vergaserbauweisen eingesetzt: Vergaser die nach dem Tillotson-Prinzip arbeiten, also mit integrierter Kraftstoffpumpe und schwimmerloser Kraftstoffmengensteuerung (Membransteuerung), und in Standardbauweise mit Düsennadel und Schwimmer. Bei den Vergasern nach dem Tillotson-Prinzip kommen sowohl Drosselklappen als auch Drosselschieber zur Anwendung. Die Zentralschwimmervergaser bekommt man mit Rund- oder Flachschieber. Angeboten werden Vergaser (nach Tillotson-Prinzip) u. A. von Tillotson, Baroni, Kilt, Walbro, JHC-Hübchen, IBEA, Hetschel, Dino, Comer und Abb. 24.2 PCR. Die Hersteller bieJHC 3-Düsenten teilweise die Modelle Vergaser sowohl als zwei- und als dreidüsige Varianten an. Die klassischen Zentralschwimmermodelle werden angeboten u.a. von Bing, Dell’Orto und Mikuni. Bei der Einschätzung und Beurteilung eines Vergasers sollte man immer davon ausgehen, dass ein bestimmter Vergaser immer nur für bestimmte Motormodelle (hier sind die Grundabmessungen der Kanäle, Hubraum, Drehzahlbereich und Auspuff gemeint) ausgelegt ist. Verändert sich nun diese als Grundlage zu betrachtende Basis, indem wichtige Parameter verändert wurden, dann muss natürlich auch der zu verwendende Vergaser auf die neuen Parameter hin optimiert werden. Weitgehend unterschätzt wird oft die (Rück)Wirkung der Auspuffanlage auf den Vergaser. Deshalb noch einmal der Hinweis: Die Ansaug- und die Auspuffseite bei einem Zweitaktmotor funktionieren immer zusammen (man spricht hier von einer »schwingenden Gassäule«). In der Praxis bedeutet dies, dass jede Veränderung an der Auspuffanlage sofort auf den Vergaser zurückwirkt, und dann z.B. sehr schnell der Eindruck entstehen kann, dass der montierte Vergaser nicht richtig funktioniert. Dass darüber hinaus der jeweilige Fahrer das Abstimmen des Vergasers, sei es während der Fahrt (beim getriebelosen Kart) oder in der richtigen Beurteilung des Leistungsverlaufes des Motors beim Schaltkart beherrschen muss, ist ein weite-

Abb. 24.1 Membran-Vergaser gibt es in vielen Ausführungen

res nicht unerhebliches Problem, da hier nur viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl helfen. Wie in jedem anderen Bereich des Kartsports auch, sind im Umgang mit dem Vergaser größte Sorgfalt und penible Sauberkeit als Grundlage für den Erfolg anzusehen. Die regelmäßige Reinigung des Vergasers, und die Kontrolle der mechanischen Bauteile wie Drosselklappenwelle, Ventile, Hebel und Federn nach jedem Test- oder Renn-

Info Vergaser: notwendiges Werkzeug

Korrekt passende Kreuz- und Schlitzschraubendreher, Zange klein, lange angeschliffene Nuss (speziell für das Kraftstoffventil), Ausblaspistole, Druckluft und Reiniger (Bremsenreiniger, Nitro-Verdünnung). Alternativ hat sich für die Reinigung ein Ultraschallgerät bewährt.

Vergaser

Abb. 24.3 und 24.4 Nachdem der Vergaser von außen gründlich gereinigt wurde, die sechs kleinen Schrauben lösen und den Vergaser auseinanderziehen. Düsennadeln und Kraftstoffventil entfernen. Anschließend alle Teile des Vergasers reinigen und abblasen. Das Gehäuse und alle Bohrungen gründlich ab- und durchblasen. Die Einzelteile auf Verschleiß prüfen und alle Dichtungen und Membranen erneuern.

tag ist ein Muss. Bei Einsätzen im Regen sollten diese Arbeitsschritte unbedingt sofort nach dem jeweiligen Einsatz stattfinden

Vergaser nach dem Tillotson-Prinzip

Der grundsätzliche Aufbau und das Funktionsprinzip ist bei allen Anbietern gleich (siehe Schnittbild). Da diese Vergaser schwimmerlos sind, funktionieren sie in jeder Einbaulage. Betrachtet man die Schnittzeichnung, so wird klar, dass auch ein noch so ein kleines Schmutzkörnchen die einwandfreie Funktion des Vergasers lahm legen kann. Auch die Membranen, die aus Kunststoff und einem Gummigewebe gefertigt sind, leiden unter Schmutz, Wasser und den zum Teil aggressiven Bestandteilen des Kraftstoffes. Sie müssen daher häufig gewechselt werden. Bei der Kontrolle des Vergasers ist besonders darauf zu achten, dass das Kraftstoffventil richtig justiert ist, denn wenn der definierte Kraftstoffdruck nicht gehalten wird, arbeitet der Vergaser nicht ordnungsgemäß. Richtig justiert soll der Steuerhebel in einer Flucht mit der Gehäusekante stehen. Das Ventil muss dabei geschlossen sein, die kleine Feder unter Druck stehen. Das Ventil ist an seiner Spitze meistens gummiert und sollte daher regelmäßig ausgewechselt werden, da sich die Gummierung nach einiger Zeit einarbeitet und das Ventil dann nicht mehr richtig schließt, so dass der nötige Kraftstoffdruck nicht

Abb. 24.5 Funktionsprinzip Membranvergaser

gehalten werden kann. Die ordnungsgemäße Funktion des Kraftstoffventils kann man, nachdem der Vergaser gereinigt und wieder zusammengebaut worden ist, durch das Abdrücken des Vergasers mit einer Prüfvorrichtung (Bild) überprüfen. Hierzu wird mit einer speziellen Pumpe, an der ein Manometer angebracht ist, ein Druck über den Kraftstoffanschluss im Vergaser erzeugt. Bei geschlossenen Regulierschrauben (low, high und boost) sollte der Druck konstant bleiben (bei ca. 0,5–0,8 bar, je nach Vergaser-Typ). Ist dies nicht der Fall, schließt das Kraftstoffventil nicht richtig. Dann muss entweder der Anpressdruck der kleinen Feder angepasst oder das Kraftstoffventil gewechselt werden. Abb. 24.6 und 24.7 Das (neue) Kraftstoffventil einschrauben. Die Hebelmechanik wieder montieren. Dabei soll der Hebelarm nach der Montage waagerecht bzw. in einer Linie mit der Kante der Ausfräsung stehen. Richtig justiert, liegt der Öffnungsdruck bei der Prüfung bei ca. 0,9 bar.

Vergaser

Reinigung

Ist der Vergaser zerlegt, können wir die einzelnen Bauteile mit einem Pinsel und einer Reinigungsflüssigkeit in einer geeigneten Wanne reinigen. Hierzu eignet sich sehr gut Bremsenreiniger oder in ganz hartnäckigen Fällen Nitroverdünnung. Beim Umgang mit diesen Stoffen bitte die Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen unbedingt einhalten! Nach dem Abwaschen werden die Teile gründlich mit Druckluft ab- und ausgeblasen. Beim Gehäuse darauf achten, dass alle Bohrungen usw. freigeblasen werden. Die Membranen und Dichtungen nur weiterverwenden, wenn diese in einem einwandfreien Zustand sind – besser ist es sie zu ersetzen. Bei diesen

Info: Vergaseraufbau

98 Abb. 24.8 und 24.9 Hier sieht man ein Kraftstoffventil (gebraucht) sowie eine defekte Düsennadel (krumm) und eine gebrauchte, aber noch korrekte Düsennadel. Diese Teile mittels Lupe prüfen! Düsennadeln nicht zu fest zudrehen, sonst werden die Nadel selbst oder die Dichtringe beschädigt. Vergaser in der richtigen Reihenfolge (Membranen und Dichtungen) wieder zusammenbauen. Anschließend mittels einer Vergaserpumpe abdrücken. Dabei den Schlauch der Pumpe an den Kraftstoffanschluss anschließen, Die Düsennadeln zudrehen, und auf Druck pumpen. Bei ca. 0,9 bar sollte das Kraftstoffventil hörbar öffnen und Druck sollte dann bei 0,4–0,6 bar konstant bleiben (Herstellerangabe beachten). Stimmt der Öffnungsdruck nicht, muss der Hebel am Ventil neu eingestellt oder die kleine Druckfeder getauscht werden. Ein guter Vergaserservice hat unterschiedliche Federn vorrätig. Bleibt der Duck nicht konstant, müssen die Düsennadeln und alle Dichtringe gewechselt werden.

Teilen sollte man lieber einmal mehr als einmal zuwenig eine Auswechselung vornehmen

Mechanische Kontrolle

Bei Vergasern mit Drosselklappe (diese ist an einer Welle befestigt, die wiederum im Vergasergehäuse gelagert ist) muss man unbedingt darauf achten, dass diese Drosselklappenwelle nicht ausgeschlagen ist, da der Vergaser sonst nicht mehr präzise arbeiten kann, weil er »falsche« Luft zieht. Besonders in den Übergängen von Teil- auf Volllast und umgekehrt treten dann Unregelmäßigkeiten auf. Ist die Welle ausgeschlagen, muss sie neu gelagert werden. Dazu müssen der Lagersitz im Vergasergehäuse ausgebüchst und neue Büchsen eingezogen werden. In den Rennklassen, bei denen eine Bearbeitung des Vergasers ausdrücklich untersagt ist, sollte man, um eventuellen Schwierigkeiten aus dem Weg zu gehen, besser gleich Abb. 24.10 Praktischer Montagestand für Vergaserwartung (JHC)

1. Choke; 2. Lufteinlass; 3. Venturi; 4. Kaltstart-Düse; 5. Schwimmerkammer; 6. Zerstäuber (Düsenstock); 7. Schwimmernadelventil; 8. Nadel; 9. Drosselschieber; 10. Entlüftung; 11. Kraftstoffeinlass; 12. Leerlaufgemischschraube; 13. Schiebereinstellschraube; 14. Schwimmer; 15. Leerlaufzerstäuber; 16. Leerlaufdüse; 17 Hauptdüse

Vergaser

Abb. 24.11 Vergaser immer gründlich reinigen

Abb. 24.13 Verschiedene Dell’Orto-Schwimmervergaser

Abb. 24.12 Alle Bauteile des Vergasers müssen gründlich geprüft werden

Abb. 24.12 Justage des Schwimmerstandes

auf einen neuen Vergaser zurückgreifen. Außerdem lohnt sich bei den einfachen Standardvergasern meist eine derartige Reparatur nicht, wenn man die Arbeiten nicht selber durchführen kann. Ursache für das Ausschlagen der Drosselklappenwellen sind oft unsauber verlegte Bowdenzüge und falsch eingestellte Gaspedale. Der Gaszug soll die Drosselklappe nur ganz öffnen, und dann muss das Pedal bei dieser Drosselklappenstellung am Pedalanschlag (meist eine Verstellschraube) anliegen. Der Pedalanschlag darf nicht durch das Anschlagen der Klappe im Venturi/Vergaser gebildet werden oder »frei« in der Luft hängen, da in diesem Fall erstens die Fußkraft die Drosselklappenlagerung übermäßig beansprucht und zweitens der Gaszug leicht reißen kann. Bei der Montage des Vergasers ist darauf zu achten, dass die Unterdrucköffnungen, die die Arbeit der Kraftstoffpumpe sicherstellen, nicht verschlossen werden, da sonst kein Sprit angesaugt werden kann. Oft werden die Unterdruckanschlüsse vom Motorgehäuse zum Vergaser mittels eines Schlauchs hergestellt. Der entsprechende Schlauch sollte so kurz wie möglich ausfallen und so stabil sein, dass er sich durch den entstehenden Unterdruck nicht zusammenzieht. Sollte der Schlauch bei Volllast des Motors seinen Querschnitt zu sehr verkleinern, kann das Gemisch unter Umständen so weit abmagern, dass der

Motor festgehen kann. Man sollte an dieser Stelle nicht den normalen Benzinschlauch verwenden, sondern auf stabileres Material zurückgreifen. Tipp: Bei den Kart-Veranstaltungen und auch sonst, sieht

man immer wieder die abenteuerlichsten Vorratsbehälter für Kraftstoff. Auch hier sollten die Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden. Ebenso sollte man auf billige Metall-Kanister aus dem Baumarkt verzichten, da sich bei diesen Behältnissen sehr schnell die Innenlackierung in ihre Bestandteile auflöst. Die abgelösten Farbteilchen finden sich dann im Vergaser wieder. Wichtig ist auch, dass man den Kraftstoff beim Befüllen des Karttanks durch ein geeignetes Sieb einfüllt, damit eventuelle Schmutzpartikel gar nicht erst in den Tank gelangen können. Wenn man ein paar Mark mehr für ein gutes Sieb ausgibt, erhält man sogar Exemplare, die gleichzeitig als Wasserabscheider funktionieren (z. B. bei JHC), was bei Temperaturschwankungen (Kondensierung) oder unbekannten Tankstellen vorteilhaft ist.

Standard-Schiebervergaser mit Schwimmer

Diese Vergaser-Typen finden wir z. B. bei Schaltkarts, den 125 ccm Anlasser-Motoren wie IAME Leopard, RoK, Rotax-Max, oder auch bei den meisten 4-Taktern. Bei

Vergaser

100 Abb. 24.13 1) Lufteinlass; 13) Luftkanal zur Vormischung; 28) Düsennadel; 29) Venturi; 30) Nozzle (Kraftstoffeinlass im Venturi); 31) Zerstäuber; 32) Hauptdüse

Abb. 24.16 Drosselschieber mit verschiedenen Rampen für Beschleunigerpumpe

Letzteren kommen meist kleine Klappenvergaser vor (Honda, Briggs & Stratton). Dass auch diese Vergaser innen immer peinlichst sauber sein sollten, versteht sich von selbst. Des Weiteren sollte man darauf achten, dass man auch immer frischen, sauberen und möglichst wasserfreien Kraftstoff bekommt. Gerade in der warmen Jahreszeit ist der Wassergehalt im Kraftstoff auf Grund der Kondensierung (der Sprit »schwitzt«) oft höher, so dass man hier aufpassen sollte. Auch altert Kraftstoff, wenn er länger als sechs Monate gelagert wird. Er sollte dann nicht mehr im Rennbetrieb eingesetzt werden. Auch die verschiedenen Zentralschwimmer-VergaserTypen sind im Grundsatz vom Aufbau und der Funktionsweise her gleich. Unterschiede ergeben sich meist in der Anordnung und Ausführung einiger Teile, wie z. B. Starteinrichtungen, Hauptdüsenverschraubung oder Drosselschieber. Hinsichtlich der Verwendung beim 2- oder 4-

Abb. 24.14 (links) Rennvergaser (Sandguss) von Dell’Orto Abb.24.15 (rechts) Unterschiedliche Düsenstöcke ber)

Taktmotor unterscheiden sich die Vergaser hauptsächlich in der Düsenbestückung (beim 2-Takter sind die Düsen, Mischrohre usw. größer, weil diese Motoren deutlich mehr Kraftstoff benötigen). Darüber hinaus benötigen Vergaser für den Einsatz am 4Takt-Motor eine Beschleunigerpumpe. Die wichtigsten Bauteile sind: 1 und 4) die Starteinrichtung; 6 und 8) Düsenstock/ Mischrohr; 15 und 16) Leerlaufdüse; 17) die Hauptdüse; 9 der Drosselschieber; 10) der Kraftstoffüberlauf; 11) Kraftstoff-Einlass mit Sieb; 7) das Schwimmernadelventil und 14) die Schwimmer. Als Einstellelemente, die von außen zu bedienen sind, gibt es 12) die Leerlauf-Gemischschraube und 13) die Leerlaufeinstellschraube (Anschlag Gasschieber). Die Aufgabe des Vergasers ist es, dem Motor möglichst über den gesamten Arbeitsbereich ein optimal zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch zu liefern. Der ideale stöchiometrische Wert beträgt dabei 14,5–15:1, also 14,5–15 kg Luft zu 1 kg Kraftstoff. Der Drosselschieber-Vergaser hat im Grunde vier Funktionsbereiche, die abhängig sind von der Gasschieberstellung. In Phase A ist der Gasschieber geschlossen und es arbeitet nur das Leerlaufsystem (Stellung 0), der Leerlauf wird nur durch die Leerlaufeinstellschraube und die Leerlaufgemisch-Einstellschraube bestimmt. In Phase B, der ersten Beschleunigungsphase (Stellung 1/8), wird die Gemischbereitstellung über das Leerlaufsystem und eine weitere Luftöffnung, das Anreicherungssystem, erledigt. Der Kraftstoff wird jetzt ebenfalls über die Leerlaufdüse angesaugt. In dieser Phase sind die Größe der Leerlaufdüse und der Ausschnitt im Gasschieber wichtig. Achtung: Der Ausschnitt im Gasschieber beeinflusst die Gemischbildung bis etwa zur halben Gasschieberöffnung! In der Phase C wird die

Vergaser

101

Abb. 24.17 Aufbau Düsennadel

Abb. 24.18 Arbeitsbereiche des Gasschiebers Abb. 24.19 Werte für Hauptdüsen Korrektur

Gemischzufuhr durch das Hauptsystem ergänzt. Das Mischrohr (Zerstäuber) und die Düsennadel bestimmen hier wesentlich die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luftgemisches. Bei ganz geöffnetem Gasschieber in der Phase D bestimmt nur noch die Hauptdüse die Gemischzusammensetzung. Da das stöchiometrische Verhältnis abhängig ist vom jeweiligen Luftdruck und der Temperatur, muss die Düsenbestückung in ihrer Wirkgröße dem jeweiligen Wetter oder der Höhenlage einer Strecke angepasst werden. Dabei gilt: bei niedriger Temperatur oder Höhenlage den Vergaser fetter, bei höherer Strecke oder Temperatur den Vergaser magerer abdüsen. Allerdings sind die Kombinationsmöglichkeiten für das Abdüsen sehr vielfältig. Den Zusammenhang der Wechselwirkungen der Düsen, Nadeln und Mischrohre kann man schon an der Tabelle der Arbeitsphasen gut ablesen. Die Schwierigkeit für den Rennbetrieb liegt hier allerdings in der großen Zahl möglicher Kombinationen. So gibt es in der Regel mindestens 15 verschiedene Düsennadeln, die gleich Anzahl Hauptdüsen, einiges an Leerlaufdüsen, um die 10 bis 12 Mischrohre (Zerstäuber) und mehr. Hier hilft nur geduldiges Probieren und andere, erfahrene Fahrer zu fragen. Wichtig ist nur, dass man alle getesteten Varianten inklusive Temperatur und Luftdruck notiert. Damit erhält man eine Basis, die es in der Regel später einfacher macht, die richtige Bedüsung zu finden. Wenn man selbst keine Wetterstation zur Verfügung hat, sollte man an der Kartbahn nachfragen, denn gut ausgerüstete Kartbahnen, wie z. B. in Hagen, verfügen über eine eigene Wetterstation und können diese Daten zur Verfügung stellen. Bei 2-Takt-Motoren muss man unbedingt darauf achten, dass man nicht zu mager abdüst, da sich sonst schnell ein

Motorschaden einstellen kann. Gute Hilfe beim Vergaserabstimmen leistet eine Abgastemperaturmessung, die heute für alle Anzeige-Instrumente erhältlich ist. Vielfach ist auch die Wahl der richtigen Vergasergröße ein Problem, denn manchmal wäre z. B. ein kleinerer Vergaser (z.B. 30 mm Durchmesser) beim Rotax-Max die bessere Wahl. Bei den Vergasern für 4-Takt-Motoren gilt hinsichtlich der Abstimmung das Gleiche. Allerdings hat eine zu magere Abstimmung in der Regel nicht die gleichen schwerwiegenden Folgen (Kolbenfresser, Klemmer) wie bei einem 2Takter. Dafür hat man andere Probleme, die hauptsächlich in der Beschleunigungsphase auftreten, da bei 4-TaktKartmotoren in der Regel keine Unterdruck- oder Gleichstromvergaser erlaubt sind, die für ein homogenes Gemisch in jedem Lastbereich sorgen. Leistungsstarke 4Takt-Einzylinder-Motoren benötigen daher unbedingt einen Vergaser mit Beschleunigerpumpe, die nach Kurven bzw. Lastwechseln das Gemisch anreichert, um einen guten und gleichmäßigen Durchzug zu gewährleisten. Diese Pumpe muss aber auf die Kurvencharakteristik einer Strecke eingestellt werden. Hier gilt: je enger die Kurve, je größer die Fördermenge der Beschleunigerpumpe. Daher findet man auch Gasschieber mit unterschiedlichen Schieberausschnitten und Rampenverläufen für die Beschleunigerpumpenbetätigung. Insgesamt betrachtet ist der Umgang mit Vergasern eigentlich nicht so schwierig, wie es sich dem Anschein nach aussieht. Allerdings muss man über einen gewissen Zeitraum erst einmal Erfahrungen mit den jeweiligen Vergasertypen und den dazugehörigen Motoren sammeln, um schnell optimale Ergebnisse zu erzielen.

102 Abb. 25.2 Bedüsungsvorschlag für »normale« Bedingungen

Abb. 25.1 RACE JET »weather pod«, angeschlossen an einen Palm Hand-Held

Abb. 25.3 Bedüsungsvorschlag für »extreme« Bedingungen

MaxJet

Zur richtigen Bedüsung des Vergasers gibt es eine Software, die für Fahrer eines Rotax-Max oder Vortex ROK eine große Hilfe sein kann.

s handelt sich um eine so genannte »setting-software«, auf Deutsch ein Programm, das einem vorschlägt, wie man den Vergaser abstimmen (bedüsen) soll. Das Programm nennt sich MaxJet und stammt aus den USA. Diese kleine Software ist erhältlich in jeweils einer Version für die Motoren Rotax-Max, Max DD2 und Vortex ROK. Das Programm läuft auf jedem Windows-Rechner und auf dem kleinen Palm-Top. Der Preis beträgt unter 100 Euro. Vertrieben wird das Programm im Kartfachhandel. Die Bedienung des Programms ist recht einfach, auch wenn die Programmsprache z. Z. nur auf Englisch und Französisch erhältlich ist. Hat man das Programm installiert, erscheint beim Start ein kleines grünes Fenster auf dem Bildschirm. Man kann dann anhand von PulldownMenüs die Maßeinheiten für die Eingaben und den Motortyp festlegen, und anschließend in die entsprechenden Eingabefeldern die gewählten Werte eingeben. Die Software erfasst die momentane Temperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Höhenlage der Strecke (oder den barometrischen Luftdruck). Dann klickt man auf den Button »Read Weather« und in dem schwarzen Feld auf der rechten Seite taucht der Bedüsungsvorschlag für die Hauptdüse und die Stellung der Düsennadel auf. Als eine weitere Option kann man zwischen zwei Typen von Düsennadeln (momentan K27 und K98) wählen. Um das Programm nutzen zu können, benötigt man aller-

Abb. 25.4 Einstellung für eine Düsennadel K98...

Abb. 25.5 …und die Nadel K27

dings einige Eingabedaten, die man sich extern beschaffen muss. Das wären Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Höhenlage bzw. Luftdruck. Die Höhenlage der Strecke kann man in der Regel beim Bahnbetreiber erfahren, ebenso wahrscheinlich die Temperatur. Bei der Luftfeuchtigkeit kann es schon schwieriger werden. Diesen Problemen kann man aus dem Weg gehen, wenn man sich den RaceJET »Weather-POD« vom selben Hersteller zulegt. Dieser wird dann einfach am Computer oder Palm ange-

MAX JET

103 Abb. 25.6 Abdüsung für »hochsommerliches« Wetter

H [m] 0

t [°C]

- 30 - 20 - 10 0 + 10 + 15 + 20 + 30 + 40 + 50

104 103 102 101 100 100 100 99 98 97

500

1 000

1 500

2 000

103 102 101 100 99 99 98 97 96 96

101 100 99 98 97 97 97 96 95 94

100 99 98 97 96 96 95 94 94 93

98 97 96 95 95 94 94 93 92 92

2 500 3 000 3 500 4 000 97 96 95 94 93 93 93 92 91 90

95 95 94 93 92 92 91 90 90 89

94 93 92 91 91 90 90 89 88 88

93 92 91 90 89 89 88 88 87 86

Abb. 25.8 Bedüsung abhängig von Temperatur und Höhe

Abb. 25.6 Variante mit einer anderen Nadelpsition

gemeint ist, wird leider nicht erklärt. Ich nehme an, dass man die Steuerzeiten, das Verdichtungsverhältnis und die originalen Membranen meint. In der Praxis sollte man auf jeden Fall den genannten Düsenwert jeweils um einen Punkt nach oben und unten ausprobieren, um den Idealwert zu bestimmen. Leider sagt das Programm nichts über Größe und Typ des Zerstäubers und der Leerlaufdüse aus, was aber gerade im Rennbetrieb wichtig ist, da das Herausbeschleunigen aus engen Kurven von diesen Werten und der Stellung der Gemischschraube abhängt.

Abb. 25.7 Leistungsmessung mit einem per MaxJet abgestimmten Max-Motor auf dem Dynoprüfstand (Herstellerangabe)

schlossen und überträgt die Werte direkt in das Programm. Das ist sehr einfach und die Messwerte sind recht genau. Dafür muss man dann zusätzlich zum Programm knapp 400 Euro ausgeben. Natürlich kann man auch eine beliebige andere Wetterstation benutzen, die die entsprechenden Werte liefert, und die Daten per Hand in das Programm eintragen. Die angezeigten bzw. vorgeschlagenen Einstellwerte sind nur als Annäherungswerte und eigentlich nur für den Volllastbetrieb (Hauptdüse) und oberen Mittenbereich (Düsennadel) zu betrachten. Der Hersteller spricht außerdem von »Motoren in Werkseinstellung« mit dem Dell’Orto VHSB34-Vergaser. Was genau mit »Werkseinstellung«

Da das Programm auf der Grundlage einer Tabellenkalkulation funktioniert, für die die Eckwerte entweder errechnet und simuliert und/oder auf dem Prüfstand herausgefahren wurden, konnten Werte, die sich auf sehr reale Parameter wie Fahrzeuggewicht, Gripverhältnisse, Übersetzung usw. beziehen, unter vertretbarem Aufwand wohl nicht berücksichtigt werden. Eine 100%ige Abstimmung währe real nur unter der Erfassung der tatsächlich angesaugten Luftmasse und einer Kontrolle des LambdaWertes möglich. Darüber hinaus wäre auch diese Abstimmung immer nur ein Kompromiss, da mit einem Vergaser die jeweils optimale Kraftstoffmenge für einen Arbeitspunkt niemals so genau wie mit einer Einspritzung geliefert werden kann. Insgesamt lohnt sich die Anschaffung aber dennoch, da man mit dieser Software sehr gut die Zusammenhänge für eine Bedüsung erkennen kann. Natürlich würde das auch mit gedruckten Tabellen funktionieren, aber die sind kaum noch zu bekommen und auch deutlich schwieriger abzulesen, da sie meist recht große Sprünge bei den Eckwerten aufweisen. Da bietet Maxjet schon abgestuftere Daten und ist deutlich einfacher in der Handhabung. Bei entsprechender Beschäftigung mit dem Thema und der Software lassen sich nach einiger Zeit Rückschlüsse auch auf die anderen Vergaser-Parameter ziehen, so dass man mit der Maxjet Setting-Software ein interessantes »Lernprogramm« für das optimale Vergasereinstellen in die Hand bekommt.

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Kurbelwellen

Im Motor dreht sich alles um die Kurbelwelle, sie ist eines der zentralen Bauteile. Hier erfahren Sie alles über Lager und Auswuchten.

ei 2-Takt-Motoren kommen bei der Kurbelwellenlagerung ausnahmslos Wälzlager vor. Diese Lagerbauform funktioniert problemlos mit der 2Takter-spezifischen Gemischschmierung. Bei Wälzlagern unterscheidet man in Radial- und Axiallagern, womit beschrieben wird, welche Kräfte das jeweilige Lager aufnehmen kann. Die für die Lagerung der Kurbelwelle und des Pleuels, einschließlich Kolben, verwendeten Lager sind als Radiallager ausgeführt, d. h. sie können relativ große Radialkräfte, die senkrecht in das Lager geführt werden, aufnehmen. Axiale, also seitwärts wirkende Kräfte dagegen nur in geringem Umfang. Die radial auftretende Spitzenbelastung, die auf eine KartKurbelwelle beim Verbrennungsvorgang wirkt, kann ohne weiteres um die 10 Tonnen und mehr betragen, so dass pro Lager mit mindestens fünf Tonnen Belastung gerechnet werden muss. Da bei einem Kugellager jeweils nur immer eine sehr kleine ellipsenförmige Fläche beim Abrollen wirklich trägt, wird sofort klar, welche hohen qualitativen Ansprüche an ein Rillenkugellager gestellt werden müssen. Das gleiche gilt für die Kolbenbolzenund Hubzapfen-Lagerung im Pleuel bzw. auf der Kurbelwelle. Da man an diesen Stellen konstruktionsbedingt nur wenig Platz zur Verfügung hat, setzt man hier Nadellager ein, die bauformbedingt (Zylinder statt Kugel) eine größere wirksame »Tragfläche« besitzen. Rillenkugellager zeichnen sich aus durch ihren einfachen Aufbau, (bedingte) Drehzahlfestigkeit und Wartungsfreundlichkeit. Ein Rillenkugellager besteht aus dem Inne-

Abb. 26.2 (links) Kontrollmessungen an einer Kurbelwelle

Abb. 26.1 Schnitt durch Kurbelwellenlagerung beim 2-Takter

ren und äußeren Lagerring mit den Laufrillen, den Kugeln und dem Lagerkäfig. Für die Qualität einer Wälzlagerung spielen neben dem eigentlichen Lager im großen Umfang auch die Bauteile in der unmittelbaren Umgebung, also Welle und Gehäuse, eine wichtige Rolle. Damit die Lager optimal funktionieren, muss z. B. der Kurbeltrieb und das Gehäuse so steif ausgeführt sein, dass keine Durchbiegung der Welle am Lagersitz stattfindet, da sonst am Lager ein Kippmoment wirkt bzw. eine Schiefstellung des Lagers hervorgerufen würde. Gleiches gilt für eine exakte Lagerflucht, also eine Passung beider Gehäusehälften, die für einen optimalen Leichtlauf und möglichst geringe axiale Lagerbelastung wichtig sind. Ebenfalls unabdingbar für ein sorgenfreies Lagerleben ist eine korrekt ausgewuchtete Kurbelwelle, reden wir doch immerhin über Drehzahlen bis über 20 000 U/min. Kugellager vertragen allerdings keine beliebig hohen Drehzahlen. Für Rillenkugellager sind daher sog. Bezugsdrehzahlen angegeben, deren Richtgröße abhängig von den vorher genannten Faktoren sind. Dazu kommen noch Einflüsse der Käfigbauweise und der Lagerluft. Grund-

Abb. 26.3 (rechts ) Passungen nach dem System Einheitsbohrungen (oben), und Einheitswelle (unten)

Kurbelwellen

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Abb. 26.4 (links) Zum Zerlegen Hubzapfen auspressen; Abb. 26.5 (mitte) Zur Montage eine KW-Hälfte einlegen, Anlaufscheiben, Lager und Pleuel einlegen… Abb. 26.6 (rechts) …zweite KW-Hälfte in oberes Presswerkzeug einlegen…

Info: Kurbelwellen auswuchten

Abb. 26.7 …oberes Presswerkzeughälfte passgenau einlegen und Welle verpressen

sätzlich gilt: Je kühler das Lager läuft, je länger seine Lebensdauer. Für eine optimale Kurbelwellenlagerung sind neben der Qualität der Lager noch weitere Kriterien wichtig. Eine Problemzone bei der KW-Lagerung ist der Lagersitz auf der Kurbelwelle. Oftmals zeigen sich die serienmäßig eingebauten Kurbelwellen an den Lagersitzen schon nach zwei bis drei Betriebsstunden so verschlissen, dass sich bei Betriebstemperatur der innere Lagerring des Kugellagers auf der Welle mitdrehen kann. Der Lagersitz weist in einem solchen Fall meist schon 0,03 bis 0,04 mm Untermaß auf, tolerierbar für Renneinsätze sind allerdings nur 0,01 bis 0,02 mm. Ursache für diesen schnellen Verschleiß ist die eingeschränkte Endqualität der Serien-Kurbelwellen an den Lagersitzen. Das Qualitätskriterium für den Lagersitz ist die sog. Rautiefe der Oberfläche im Neuzustand. Die Rautiefe beschreibt, wie hoch die verbliebenen Materialspitzen nach dem Schleifen in der Sitzfläche sind. Ein guter

Verdrehte Kurbelwelle

Schnitt durch Kurbelwelle und Lagerung (100 ccm Motor)

Schnitt Kurbeltrieb (100 ccm)

Kurbelwellen

106

Abb. 26.6 Rundlaufprüfgerät mit zwei Messuhren

Abb. 26.7 Die Rautiefe (schematisch)

Lagersitz hat maximal 15 µ Rautiefe. Bei Serienwellen findet man häufig bis zu 30 µ, was dann zum schnellen Verschleiß am Lagersitz führt. Neben technischen Fehlern, wie z. B. Überdrehen, Mangelschmierung oder Überhitzung, die sich aus dem Betrieb des Motors ergeben können, gibt es auch eine konstruktiv bedingte Lebensdauer der einzelnen Bauteile. Diese Lebensdauer wird bestimmt durch die Betriebsbedingungen, die der Motor ertragen muss. So wird die

Abb. 26.8 Kurbelwellen-Presswerkzeug mit Passhülsen für 20-mm-Welle

Lebensdauer eines 100er Kolbens mit 45 Minuten bis fünf Stunden, der KW-Lager (einschließlich der Nadellager für das Pleuel) mit zwei bis sieben Stunden, für ein Pleuel mit maximal sieben Stunden beziffert. Je höher der Motor belastet wird, je eher müssen diese Bauteile gewechselt werden und umso öfter ist eine Überholung notwendig. Ein 2-Takt-Motor ist relativ einfach aufgebaut, so dass die Überholung eines solchen Aggregats nicht allzu schwierig ist. Voraussetzung ist allerdings, dass man über ordentliches Werkzeug und etwas handwerkliches Geschick verfügt. Darüber hinaus bedarf es des ein oder anderen Spezialwerkzeugs, dass man entweder fertig kaufen oder oft auch einfach selber anfertigen kann. Die Kurbelwelle (Kurbeltrieb) besteht aus linker und rechter Kurbelwange mit den Kurbelzapfen, Hubzapfen (Pleuelbolzen) mit Anlaufscheiben und Pleuellager und dem Pleuel selbst. Für die Überholung der Kurbelwelle oder das Wechseln des Pleuels bzw. des Hubzapfenlagers ist es erforderlich, die Kurbelwelle zu zerlegen. An der Kurbelwelle ist nichts verschraubt, sondern das alles zusammenhaltende Teil ist der Hubzapfen, der in die beiden Wellenhälften gepresst ist. Um die Kurbelwelle zu zerlegen, benötigt man daher eine hydraulische Presse, mit der man den Hubzapfen auspressen kann. Diese Pressen gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich in Bauweise und natürlich im Preis unterscheiden. Wenn man nicht jeden Tag mehrere Wellen bearbeiten muss, tut es eine einfache Presse allemal. Die Pressleistung sollte mindestens 20 Tonnen betragen. Darüber hinaus empfiehlt sich ein Druckmanometer, an dem man den jeweils ausgeübten Druck ablesen kann. Ich benutze eine 20 to Multifunktions-Standpresse, die man für unter 400 Euro im Werkzeughandel bekommt. Woran man nicht vorbeikommt, sind verschiedene »Drückdorne« und ein spezielles KW-Presswerkzeug, erhältlich im Kart-Fachhandel. Inwieweit man sich diese Spezialteile selbst herstellt, hängt von den Möglichkeiten ab, die einem zur Verfügung stehen. Die Drückdorne sind

Abb. 26.9 Verschiedene »Drückdorne« (Eigenanfertigung)

Kurbelwellen

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Abb. 26.10 Gebaute Hochleistungs-Kurbelwelle (125er Getriebemotor)

Abb. 26.13 Das Untermaß darf nach dem Abdrehen 0,3–0,4 mm betragen

dorn (z. B. 16 mm) in die Presse gesetzt und mit diesem der Hubzapfen ausgedrückt. Ist der Hubzapfen entfernt, hat man die Einzelteile der Welle vorliegen. Nun können alle Teile noch einmal gründlich gereinigt werden. Anschließend werden die Teile auf Beschädigung bzw. Verschleiß geprüft und vermessen. Das Zusammenpressen geschieht folgendermaßen: Den Hubzapfen in einer Kurbelwellenhälfte vorsetzen, d. h. der Zapfen wird ein Stück mit der Presse eingepresst. Das geht gut und schnell auf der presseigenen Grundplatte. Abb. 26.14 Verschlissener (Haupt)Lagersitz

Abb. 26.11 An plan eingespannter KW-Hälfte…

Abb. 26.12 …wird ein feiner Span abgetragen

auf einer Drehbank relativ einfach selbst anzufertigen. Das KW-Presswerkzeug dagegen erfordert schon etwas mehr Aufwand, da es sehr präzise hergestellt werden muss, um den Auswuchtaufwand in Grenzen zu halten. Da ist dann Präzisionsschleifen angesagt. Zum Auswuchten selbst benutzt man einen Kupferhammer. Das Zerlegen und Zusammenpressen ist mit dem genannten Hilfswerkzeug relativ simpel und funktioniert folgendermaßen: Die zu zerlegende Kurbelwelle wird unter die Presse auf die Grundplatte, die mehrere Aussparungen für Zapfen oder ähnliches hat, gelegt. Dann wird ein Austreib-

Für alle jetzt folgenden Schritte wird das spezielle Presswerkzeug benutzt. Das Presswerkzeug besteht aus einer unteren und oberen Hälfte, die jeweils mittig eine passgenaue Bohrung für die Kurbelzapfen und seitlich eine Aussparung für das Pleuel aufweisen. Die beiden Werkzeughälften passen spielfrei ineinander. In die untere Häufte legt man nun die Kurbelwellenhälfte mit dem »vorgesetzten« Hubzapfen ein und presst den Hubzapfen endgültig ein. Da die Auflageflächen des Presswerkzeugs plangeschliffen sind, stimmt die Einpresstiefe (meist) automatisch. Dann legt man eine Anlaufscheibe und das Pleuellager auf den Hubzapfen. Danach folgen das Pleuel und die zweite Anlaufscheibe. Nun wird die andere Kurbelwellenhälfte in das Oberteil des Presswerkzeugs eingelegt und dieses auf die untere Hälfte des Presswerkzeugs gesetzt. Dabei müssen die Aussparungen für das Pleuel passgenau übereinander stehen. Nun kann man die beiden Werkzeughälften mittels der Presse zusammendrücken. Danach entnimmt man die fertig gepresste Kurbelwelle und überprüft sie auf Rundlaufgenauigkeit. Bei einem genau passenden Presswerkzeug und sauberer Arbeit erreicht man eine Rundlaufgenauigkeit von min-

Kurbelwellen

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Abb. 26.15 Messungen an Kurbelwelle

destens 0,02 Millimeter, so dass kaum noch Nacharbeit mit dem Kupferhammer zum Auswuchten nötig ist.

Reparatur von 2-Takt-Kurbelwellen

Auch Kurbelwellen sind grundsätzlich, wie ihre Lager, als Verschleißteil einzustufen. Wie schnell oder stark eine Kurbelwelle verschleißt, hängt natürlich von der Belastung ab, welche auf dieses Bauteil einwirkt. Das sind in erster Linie Druck, Biegung und Schwingungen, bei unterschiedlichen Temperaturen und Drehzahlen. Dabei gilt: Je höher die Drehzahl, je höher fällt auch die Belastung aus. Bei Kurbelwellen in Kartmotoren kann man bei einem 125 ccm Motor, der max. bis 13 500 U/min gedreht wird, je nach Fahrweise von einer KW-Standzeit von rund 800 bis 1200 km ausgehen. Das würde in Kerpen ca. 700 bis 1045 Runden ausmachen. Da die Standzeit mit steigender Drehzahl deutlich abnimmt, liegt diese bei 100 ccm Motoren (bis 20 000 U/min) nur noch bei 250 bis 350 Runden. Bei den verwendeten Rillenkugellagern, in denen die Wellen gelagert sind, fallen diese Standzeiten, wie bei den Nadellagern im Pleuel, oft noch kürzer aus. Entsprechend hoch ist der Wartungs- und Reparaturaufwand im Renntrimm. In 2-Takt-Kartmotoren werden ausschließlich sog. »gebaute Kurbelwellen« verbaut. Dies bedeutet, dass die Kurbelwelle aus mehreren Teilen besteht, die zusammengefügt werden. Diese Teile können daher auch, falls notwendig, einzeln ausgetauscht werden. Kurbelwellen mit verschlissenen Lagersitzen werden in der Regel in der Kart-Szene auf den Schrott geworfen und durch neue ersetzt. Die neue Welle kostet dann zwischen 300 und 400 Euro oder noch mehr. Häufig wäre eine Entsorgung aber gar nicht notwendig, da die verschlissenen Wellen sehr gut instandgesetzt werden könnten. Das Verfahren nennt sich »Aufchromatieren« oder schlicht Hartverchromen, eine Technik, die sich schon über lange Zeit im Maschinenbau oder im Motorrad-Racing bewährt hat. Chrom ist ein bläulichweißes Metall, das sich durch hohe Härte und Abriebfestigkeit auszeichnet. Das Hartverchromen geschieht mit-

Abb. 26.16 Richten mit einem Kupferhammer

tels eines elektro-chemischen Verfahrens im Tauchbad. Dabei wird die Chromschicht in der gewünschten Dicke auf die Welle aufgetragen. Man kann heute eine Schicht von bis zu einem Millimeter aufbringen. Die Chromschicht geht mit der Welle eine absolut feste Verbindung ein und kann anschließend auf einer Rundschleifmaschine auf das gewünschte Maß feinstgeschliffen und poliert werden. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass man dieses Maß selbst bestimmen kann, also auch Presspassungen, die in der Regel stabiler sind, verwenden kann. Für eine Aufarbeitung der Kurbelwelle sollte diese natürlich gerade sein, das heißt beide Kurbelzapfen sollten rund laufen. Überprüfen kann man dies in einer Drehbank, indem man die Kurbelwellenhälfte plan am Futter einspannt. Dann kann man mit einer Messuhr auf Rundlauf prüfen. Mehr als 0,02 mm Unrundheit sollte die Welle nicht haben. Mit entsprechenden Vorrichtungen kann man allerdings auch einen Wellenzapfen im bestimmten Umfang noch richten. Der Versuch lohnt sich auf jeden Fall, wenn die entsprechende Welle nicht mehr nachzukaufen ist. Laufen die beiden Wellenhälften rund, wird nun der Wellensitz (s. Bild) mit einem feinen Span so weit abgedreht, bis sich ein einheitliches Oberflächenbild ergibt. Achtung, es dürfen keine Riefen oder Unebenheiten zurückbleiben, da an derartigen Stellen die neue Chromschicht Buckel bekäme! Der Wellensitz kann ohne weiteres nach dem Abdrehen 0,4–0,5 mm Untermaß haben, was in der Regel ausreichen dürfte, um zu einer guten und glatten Oberfläche zu kommen. Die gemessenen Untermaße dürfen an beiden Wellenhälften unterschiedlich ausfallen. Dann können die Wellenhälften zum Verchromer. Mit diesem spricht man nun ab, welches Maß nach dem Chromatieren anstehen soll. Dieses Maß sollte aber mindestens 0,2 mm über dem nach dem Schleifen gewünschten Passmaß liegen, so dass der Schleifer entsprechend Spielraum hat. Meistens bieten die Firmen, die hartverchromen, auch entsprechende Schleifdienstleistungen an, so dass man u. U. nur sein gewünschtes Endmaß angibt, und man die Wellenhälften montagefertig zurückbekommt.

Kurbelwellen

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Abb. 26.17 Richten mit dem Schraubstock…

Von der Kostenseite sollte man für das Aufchromatieren und Schleifen mit rund 100 bis 120 Euro auskommen. Neben dem Preisvorteil spielt auch die Möglichkeit, eigene Toleranzmaße vorgeben zu können, eine wichtige Rolle. Eine leichte »Presspassung«, bei der das Lager auf die Welle gedrückt wird, empfiehlt sich trotz des etwas umständlicheren Zusammenbaus von Welle und Gehäuse. Man muss die Welle im Falle einer Presspassung dann mit aufgepressten Lagern in die vorgewärmten Gehäusehälften setzen, erhält aber für den Mehraufwand in Verbindung mit Qualitätslagern eine Top-Lagerung seiner Kurbelwelle. Für das Tunen von Renn-Motoren empfiehlt sich diese Methode grundsätzlich. Nachdem die Kurbelwelle überholt wurde, muss sie auf Rundlauf geprüft werden. Diese Rundlaufprüfung erfolgt auf einer speziellen Einrichtung, bei der die Kurbelwelle entweder zwischen zwei Spitzen eingespannt oder auf Lagerböcken mit Spezial-Ablaufscheiben aufgelegt und gedreht wird. Mittels zweier Messuhren lassen sich Rundlauffehler ausmessen. Wir setzen für diese Prüfung natürlich voraus, dass die beiden Kurbelzapfen selbst korrekt im rechten Winkel zur jeweiligen Kurbelwange stehen. Ein Rundlauffehler kann einmal im Winkel zur Rotationsachse der Welle und zum zweiten durch ein Verdrehen der Kurbelwangen zueinander auf der Rotationsachse auftreten. Eine Rundlaufabweichung von bis zu 0,02 mm ist tolerierbar, bei größerer Abweichung muss man die Welle richten. Normalerweise geschieht das mit einem Kupferhammer, indem man mit kurzen kräftigen Schlägen gegen die Kurbelwange schlägt und so die Kurbelwellenhälfte gerade setzt. Technisch gesehen läuft die Rotationsachse der gebauten Kurbelwelle durch die gedachte Mittellinie der beiden Kurbelwangenhälften und, jetzt kommt der Haken, parallel versetzt durch den Kurbelbolzen. Tritt nun ein Parallelitätsfehler zwischen dem Kurbelbolzen und den beiden Kurbelwellenhälften auf, läuft die Welle nicht mehr rund. Da eine nicht rund laufende Kurbelwelle starke Vibrationen erzeugt, geht zum einen Leistung verloren, darüber hinaus erhöht sich der Verschleiß sehr schnell um ein Vielfaches.

Abb. 26.18 …und mit einem Keil

Je nach Qualität des verwendeten Spezial-Presswerkzeugs fällt natürlich auch der spätere Rundlauf der Welle aus. Natürlich muss auch die handwerkliche Ausführung der Arbeit in Ordnung sein, sonst nützt das beste Spezialwerkzeug nichts. Das Richten einer Kurbelwelle wird, wie schon oben angedeutet, mit einem Kupferhammer durchgeführt. Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass diese Methode einiger Übung bedarf, also eigentlich etwas für Profis ist, die jeden Tag derartige Arbeiten ausführen. Aber wie so oft im Leben ist auch das Richten einer Kurbelwelle auch noch auf eine etwas andere (einfachere?) Weise möglich. Einen Schraubstock hat ja jeder Schrauber zur Hand. Wenn man dann noch ein Paar Aluauflagen für die Schraubstockbacken hat, kann man die Welle auch einfach mit dem Schraubstock richten (s. Foto). Achtung, bitte nur vorsichtig pressen! Den Schraubstock kann man allerdings nur einsetzen, um die beiden Kurbelwangen zusammenzudrücken. Muss man dagegen die Wangen zum Richten auseinander drücken, nimmt man einen Keil aus Kupfer oder Alu oder, wie auf dem Bild zu sehen, eine alte, weiche Spannbacke aus einem Drehbankfutter. Mit diesen einfachen Hilfsmitteln kann auch der Nicht-Profi zu guten Ergebnissen kommen. Bei einer verdrehten Kurbelwelle ist das Unterfangen zwar etwas schwieriger, funktioniert letztlich aber, wenn man etwas Geduld hat, genauso. Man muss in diesem Fall die Welle nur entsprechend in den Schraubstock einlegen. Die wichtigsten Hilfsmittel für eine gelungen Kurbelwellenreparatur: eine hydraulische Presse mit den entsprechenden Pressdornen, ein gutes Rundlaufprüfgerät, ein gutes Kurbelwellen-Presswerkzeug (das hier abgebildete ist von der Firma vamec (I)). Aber auch gutes Messwerkzeug, wie Messschieber und Bügelmessschraube, ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Reparatur. Zu empfehlen sind digitale Versionen, die durchaus erschwinglich sind. Hinweis: Das genaue Messen an Wellen sollte immer mittels einer (digitalen) Bügelmessschraube und bei gleicher Außentemperatur durchgeführt werden!

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2-Takt-Motor

Viel Kraft aus wenigen bewegten Teilen – Zweitakter sind robust und leistungsfähig.

er Zweitaktmotor ist heute nur noch in Motorrollern und als kleinvolumige Ausführung in Baumsägen oder ähnlichen Gerätschaften zu finden – oder eben in den verschiedenen Kategorien des Motorsports außerhalb der Wagenklassen. Aber auch im Motorradserienbau befindet sich diese Technik, aus Gründen des Umweltschutzes, auf dem Rückzug und ist nur noch in den kleinen und kleinsten Hubraumklassen zu finden.

Abb. 27.1 125 ccm KF2-Motor (TM)

Der Vorteil des 2-Taktverfahrens liegt auf der Hand: ein einfacher Aufbau des gesamten Motors mit nur drei beweglichen Teilen pro Zylinder: Kurbelwelle, Pleuel und Kolben. Bei jeder Umdrehung erfolgt ein Zündvorgang, der Motor ist kompakt und leicht, mit einfacher Motorschmierung durch Benzin/Ölgemisch, die sich dazu noch automatisch der Leistung anpasst. Dazu kommen eine sehr gute Gasannahme und ein Drehzahlspektrum, das lange Zeit von Viertaktern nicht zu erreichen war. Die Nachteile liegen zum Einem in dem für die heutige Zeit hohen Verbrauch und zum Anderen im problematischen Abgasverhalten. Normalerweise ist das Schwingungsverhalten (Vibrationen) beim 2-Takter durch den bei jeder Umdrehung stattfindenden Arbeitstakt kein Problem, dennoch hat man in alle TAG- und KF-Motoren eine Ausgleichswelle eingebaut. Dies liegt ursächlich sicher an der Tatsache, dass getriebelose 125 ccm-1-Zylinder im Bereich zwischen 10 000 und 13 000 U/min bauartbedingt sehr kritisch auf einen ungenügenden Masseausgleich im Kurbeltrieb reagieren, der Aufwand an Wuchtung usw. wird entsprechend hoch. Die Ausgleichswelle sorgt also für einen entsprechenden Massenausgleich und, weil teilweise Kunststoffzahnräder zur Übertragung auf die Ausgleichs- und Wasserpumpenwelle eingesetzt werden, auch noch leiser.

Das 2-Takt-Prinzip

Auch der Zweitaktmotor benötigt vier Arbeitstakte. Nur fasst er diese in einer Kurbelwellenumdrehung zusammen. Er benutzt, im Gegensatz zum Viertakter, das Kurbelgehäuse und die Unterseite des Kolbens mit für den Gaswechselprozess. So sind beim klassischen Zweitaktmotor die vier Arbeitsgänge wie Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen auf eine Kurbelwellenumdrehung und zwei Hübe zusammengefasst. Im Grunde ist ein optimierter Zweitaktmotor eine Strömungsmaschine – je

Abb. 27.2 Ausgleichswelle in einem 125 ccm-Motor (Funktionsschema)

besser das Strömungsverhalten des Gaswechsels abgestimmt ist, desto höher Drehzahl und Leistung.

Parameter für die Leistung

Vereinfacht gesagt, ist das Strömungsverhalten das wichtigste Kriterium für die Leistungsentfaltung an einem Zweitaktmotor. Wie wir später noch im Detail sehen werden, sind die Gasschwingungen auf der Ein- und Auslassseite, wenn die grundsätzlichen Baumerkmale wie Bohrung, Hub und Steuerung festgelegt sind, ausschlaggebend für die Leistungscharakteristik. So können wir also mit der Bestimmung von Ansaugrohrlänge, Steuerzeiten und Resonanzverhalten des Auspuffs die Leistungsparameter eines Zweitaktmotors festlegen. Heute unterscheiden wir beim schnelllaufenden Zweitaktmotor grundsätzlich drei Steuerungsarten: Kolbensteuerung, Membransteuerung und Drehschiebersteuerung sowie verschiedene Spülverfahren. Für unsere weitere Betrachtung ist auch die Umkehrspülung wichtig, die den Zweitaktmotorenbau seit vielen Jahren beherrscht.

111 Abb. 27.3 Ansaugbeginn, Kolben läuft aufwärts

Abb. 27.4 Verdichten und Zündung

Abb. 27.5 Arbeitstakt, Kolben wird nach unten gedrückt. Im Kurbelgehäuse beginnt die Vorverdichtung

Abb. 27.6 Altgas wird durch den geöffneten Auslassschlitz ausgestoßen, Frischgase strömen ein, Spülung

2-Takt-Motor

Die Kolbensteuerung

Bei diesem Verfahren steuert der Kolben alleine den Gaswechselvorgang. Er gibt den Einlassschlitz frei, steuert die Überstromkanäle und gibt auch den Auslassschlitz frei. Dadurch sind keine zusätzlichen Teile für die Motorsteuerung nötig. Allerdings sind bei der Kolbensteuerung nur symmetrische Steuerzeiten möglich. Seine Vorteile sind – weniger bewegliche Teile, einfache Bauweise und geringe Kosten. Bei optimierter Abstimmung sind selbst mit dieser einfachen Bauweise Literleistungen von bis zu 220 PS erreichbar!

Membransteuerung

Hier übernimmt ein zusätzlich angebrachtes Steuerorgan, die Membrane, die Steuerung des Ansaugens der Frischgase in das Kurbelgehäuse. Beim Ansaugen öffnen sich die Membranplättchen nach innen – Frischgas kann einströmen, beim Vorverdichten werden diese Plättchen gegen den Membrankasten gedrückt, und das Kurbelgehäuse wird abgedichtet. Diese Steuerung ermöglicht eine Optimierung des Schwingungsverlaufs im Ansaugtrakt durch unsymmetrische Steuerzeiten, was gleichzeitig bedeutet, dass sich der Füllungsgrad und das Spülverhalten wesentlich verbessern lässt. Die möglichen Literleistungen steigen so auf über 320 PS! Auch wenn es um Drehmoment geht, hat der membrangesteuerte Motor Vorteile. Da der Membrankasten direkt am Kurbelgehäuse angebracht, ist, kann das Frischgas direkt in das Kurbelgehäuse einströmen. Durch diese Bauweise wird auch zusätzlich Platz frei für weitere Überströmkanäle, was den Füllungsgrad weiter verbessert. Seit einiger Zeit wird bei Kart-Motoren die Membransteuerung durch eine sog. Auslassteuerung ergänzt. Hierbei wird über einen unterdruckgesteuerten Schieber die wirksame obere Schlitzkante in der Höhe verändert. Die Auslasssteuerung verändert also in einem gewissen Bereich den »Auslassbeginn«, also die wirksame Auslasssteuerzeit. Mehr zu diesem Thema weiter unten.

Drehschieber Abb. 27.7 Spülvorgang, hier Umkehrspülung nach Schnürle

Hierbei ist der mit der Kurbelwelle verbundene Drehschieber vom Kurbelgehäuse getrennt und läuft in einem eigenen Gehäuse. Die dünne Federstahlscheibe ist axial minimal beweglich und zentriert sich gegen die Wandungen des Gehäuses selbstständig mittels eines Luftpolsters. Dadurch unterliegt der Schieber nur einer sehr geringen Reibung und zeigt kaum Verschleiß. Mit dieser Einlasssteuerung lassen sich unsymmetrische Steuerzeiten mit großem Steuerquerschnitt, schnelles Öffnen und Schließen des gesamten Steuerquerschnittes und eine optimale Gasführung in den freien Raum unter dem Kolben reali-

2-Takt-Motor

112 sieren. Drehschiebergesteuerte Motoren ermöglichen noch einmal etwas höhere Drehzahlen, sind aber im Drehmoment den Membranmotoren ohne zusätzliche Auslasssteuerung unterlegen. Die möglichen Literleistungen liegen bei ca. 340 PS und mehr!

Kühlung

Abb. 27.8 (links) Kolbengesteuerter 2-Takt-Motor (Junior 100 ccm) Abb. 27.9 (rechts) Membrangesteuerter 125 ccm Motor (Rotax)

Abb. 27.10 125 ccm Motor mit 6-Gang-Getriebe

Abb. 27.11 (links) Teilschnitt durch Drehschieber-Motor Abb. 27.12 (rechts) Wasserkasten für geteilten Zylinderkopf

Abb. 27.13 Dazugehöriger Zylinderkopf (zu Abb. 27.12)

Verbrennungsmotoren erzeugen Wärme, indem sie Brennstoffenergie in Arbeit umsetzen. Dabei wird nur rund ein Drittel der zugeführten Energie in nutzbare Arbeit umgesetzt, ein weiteres Drittel der eingesetzten Energie geht durch den Auspuff ungenutzt verloren. Das letzte Drittel der erzeugten Wärme wird durch die Motorbauteile aufgenommen und muss, um den Motor nicht zu zerstören, über die Motorkühlung abgeführt werden. Das Kühlsystem muss eine auf die einzelnen Bauteile bezogene »gesunde« Betriebstemperatur in jedem Lastzustand gewährleisten. In einem »gesunden« Motor darf die Temperatur an der Zylinderlaufbahn den Temperaturbereich von 150–180ºC nicht überschreiten. Wird dieser Bereich überschritten, steigt der Abrieb durch die rapide sinkende Tragfähigkeit des Schmierfilms sehr stark an. Auch an den Brennraumwänden sollte die Temperatur im Schnitt 220ºC nicht überschreiten; allerdings sind hier kurzfristige Temperaturspitzen von 20–30º C tolerierbar. Will man das zulässige Temperaturniveau in einem Motor einhalten, muss in Abhängigkeit der spezifischen Leistung eine Wärmemenge von 700–1100 kcal/PSh über das Kühlsystem abgegeben werden. Beim Zweitaktmotor kommt hinzu, dass nur 40–50 % dieser Wärmemenge über den Zylinderkopf abgegeben werden können, somit muss ein beträchtlicher Anteil über die Zylinderlaufflächen mit den besonders gefährdeten Stellen um den Auslassschlitz abgeleitet werden (beim 4-Takter sind das etwa 80 %). Als weiteres Problem für die Kühlung stellt sich beim Zweitakter die durch Ein-, Aus- und Überströmkanäle durchbrochene Zylinderwandung mit ihrer dadurch verringerten Wandfläche dar. Diesem Problem begegnet man durch hochwertige Eisen- oder Aluminium-Legierungen und möglichst dicke Wandstärken. Die Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss werden in die Zylinder eingegossen oder eingeschrumpft. Noch besser ist die Verwendung von Nikasilschichten auf der Zylinderlaufbahn, da dann durch die günstigere Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums die Temperaturen noch einmal um ca. 25°C niedriger gehalten werden können. Das wirkt sich wiederum positiv auf die zu erreichende Leistung aus. Natürlich hat auch die so genannte Innenkühlung Einfluss auf die Motortemperaturen.

113 Abb. 27.14 Dieses Kurbelwellen-Gehäuse hat kaum »Totraum«

Abb. 27.15 Druck-WegDiagramm im Verhältnis zum Kolbenhub

2-Takt-Motor

vier Stunden Motorlaufzeit keine Seltenheit. Welches nun das ideale Mischungsverhältnis für den jeweiligen Motor ist, bleibt anscheinend nach wie vor Geheimnis eines jeden Mechanikers. Für die Art des zu verwendenden Öls gilt Gleiches. Grundsätzlich gilt auch hier, dass man es mit der Verringerung des Ölanteils nicht übertreiben sollte. Mischungsverhältnisse zwischen 1:15 bis 1:20 sind üblich. Ein Unterschied hinsichtlich der Motorleistung ist bei diesen Mischungsverhältnissen objektiv nicht nachweisbar. Für die Praxis allerdings sollte der im Umgang mit der korrekten Vergasereinstellung nicht so geübte Fahrer besser bei 1:16 bleiben, um eine gewisse Schmierungsreserve bei Volllast zu haben. Die Art der heute angebotenen Ölsorten ist vielfältig und wird in einem anderen Kapitel des Buches ausführlich erläutert.

2-Takt-Tuning

Abb. 27.16 Einlasssteuerzeiten-Diagramm (Kolben- und Drehschiebermotor)

Vergleich Einlasssteuerzeiten a) kolbengesteuert b) drehschiebergesteuert

Schmierung

Die einfache Mischungsschmierung des Zweitaktmotors passt sich den unterschiedlichen Leistungsanforderungen stufenlos an. Ohne zusätzliche mechanische Bauteile bringt der mit Öl vermischte Kraftstoff das Schmieröl an alle Stellen, an denen es gebraucht wird. Die anfänglichen Probleme dieser Schmierungsart, wie Verölen der Kerzen und ungünstige Mischungsverhältnisse, etwa 1:10, sind längst vergessen. Heute erreicht man, auch dank der hochwertigen Zweitaktöle, Mischungsverhältnisse von 1:50 ohne nennenswerte Schwierigkeiten, selbst 1:100 sind möglich. Neben einer Reihe von Vorteilen bringt die Mischungsschmierung aber auch Probleme mit sich. Einmal setzt das beigemischte Öl die Klopffestigkeit des Kraftstoffes bei einem hohen Temperaturniveau erheblich herab, zum Anderen wird die Verwendung von Wälzlagern für die Pleuel- und Kurbelwellenlagerung erforderlich. Bei reinen Rennmotoren führt dies zu doch verhältnismäßig kurzen Standzeiten der Lager. Hier sind Wechselintervalle nach

Nach vielen Jahren Entwicklung im Motorenbau, durch Einsatz von Computern und neusten Werkstoffen sowie automatischen, hochpräzisen Herstellungsverfahren sind die erzielbaren Leistungssprünge heute recht klein geworden. Wer hier noch spürbare Verbesserungen erreichen will, muss gewissenhaft und sehr genau arbeiten bzw. nacharbeiten. Ein gewisser Anspruch an Theorie- und Praxiskenntnisse ist für das Tuning nicht zu vermeiden. Andererseits soll in diesem Buch aber nicht mehr als notwendig auf wissenschaftliche Grundtheorien eingegangen werden. Darüber hinaus lassen die Reglements heutzutage ein klassisches Tuning mit spanabhebener Bearbeitung gar nicht mehr zu. Wer dennoch tiefer in die Materie eindringen will, den verweise ich gerne auf mein Buch »Karting en Detail«. Die im Kartsport eingesetzten »schnelllaufenden« Zweitaktmotoren sind fast reine Strömungsmaschinen. Der Gaswechsel wird durch Schlitze gesteuert. Diese Steuerschlitze und die sog. »schwingende Gassäule« sind die bestimmenden Faktoren für die Leistung und die Charakteristik der Leistungsentfaltung, sprich dem Drehmomentverlauf über die gesamte Drehzahl. Durch Abstimmen der Steuerzeiten und der Gassäule kann der Konstrukteur die Grundcharakteristik eines Motors bestimmen. Er kann seine Abstimmung z. B. auf Höchstdrehzahl oder optimales Drehmoment hin abstellen. Für einen getriebelosen Kartmotor sind die Anforderungen sehr komplex: Es muss sowohl ein gutes Drehmoment über einen sehr weiten Drehzahlbereich (je nach Klasse von gerade mal 1000 U/min bis über 20 000 U/min auf einer langen Geraden bei Vollgas) erreicht werden als auch eine möglichst hohe Drehzahl für eine möglichst

2-Takt-Motor

114 Abb. 27.17 Steuerzeiten, gemessen mit Drehgeber und Computerprogramm (PistenPort-Motor)

Abb. 27.18 Ansaugkanal beim PistenPort-Motor

Abb. 27.19 Resonanzdrehzahl für beste Füllung

hohe Geschwindigkeit. Bei den Getriebeklassen sind die Anforderungen in Bezug auf die Elastizität geringer, hier kann das nutzbare Drehzahlband wesentlich schmaler sein, da ein entsprechend abgestuftes Getriebe die Möglichkeit schafft, den Motor immer im günstigsten Drehzahlbereich zu betreiben. Beim »Tuning« geht es also in erster Linie um eine Optimierung der Abstimmung des Motors auf die jeweiligen Einsatzzwecke. Ob dabei die einzelnen Baugruppen des Motors verändert oder bearbeitet werden müssen, entscheidet sich in der Regel nach einer Bestandsaufnahme an dem jeweiligen Motor. Der Aufwand, der für die angestrebte Verbesserung notwendig ist, leitet sich vom Grundzustand des zu tunenden Objekts ab. Bei echten Hochleistungsaggregaten ist meist nur eine Feinabstimmung zu leisten. Haben wir dagegen einen normalen Motor zu bearbeiten, kann der notwendige Aufwand natürlich schnell sehr hoch werden – auch finanziell. Deshalb lohnt es sich in diesem Fall, einen Kostenvergleich hinsichtlich Bearbeitung und Neuanschaffung eines besseren Motors anzustellen. Gerade bei älteren Motoren ist in der Regel von einem Tuning abzuraten, da z. B. Kurbelwelle, Pleuel und andere Baugruppen meist den gestiegenen Ansprüchen nicht mehr gerecht werden können.

Bestandsaufnahme

Abb. 27.20 Länge der Ansaugleitung bezogen auf Drehzahl

Abb. 27.21 Schnitt durch aktuellen 2-TaktBrennraum

Das Tuning beginnt mit einer notwendigen Fleißarbeit: der vorhandene Motor muss sorgfältig vermessen werden. Wenn der Motor neu ist, sollte er zuerst eingefahren werden, und zwar mindestens zwei bis drei Stunden. Dabei sollte nicht fortwährend mit Volllast gefahren werden, sondern mit häufigen Lastwechseln und Pausen, damit das Material wieder abkühlen kann. Nach ca. 30 Min. Einfahrzeit sollte der Motor auf den Prüfstand zur Leistungsmessung. Dabei muss er einmal über den gesamten Drehzahlbereich durchgebremst werden. Wenn kein Prüfstand zu Verfügung steht, sollte man auf einer Rennstrecke, die man sehr gut kennt, einige Runden auf Zeit fahren, um festzustellen, wo der Motor leistungsmäßig einzuordnen ist. Kartmotoren, die man sozusagen aus der Kiste bekommt, haben der Erfahrung nach immer kleine Leistungsunterschiede. Diese Unterschiede resultieren aus den in der Produktion auftretenden Toleranzen und aus der Tatsache, dass in den Werken die maßhaltigsten Stücke aussortiert werden, die dann als Werksmotoren zum Einsatz kommen. In gut unterrichteten Kreisen spricht man gar von drei »Handelsklassen«: Die Klasse A (wenige Exemplare) behält der Hersteller für eigene Sportaktivitäten, die Klasse B geht an spezielle Händler (ca. 30%), der Rest kommt auf den normalen Markt.

2-Takt-Motor

115 Bei der Bestandsaufnahme mittels Fahrtest werden Vergaserdaten, Auspufflänge, Übersetzung Reifenabmaße und Temperaturverhältnisse an der Strecke notiert. In der »mechanischen« Bestandsaufnahme werden Steuerzeiten, Stärke der Fußdichtung, Schlitzmaße, Zündzeitpunkt und Volumen des Brennraums festgehalten. Nach der Demontage des Motors und der Vermessung werden alle Bauteile einer genauen Sichtprüfung unterzogen. Das Gehäuse muss mit ausgebauter Kurbelwelle auf Parallelität der Gehäusehälften und Planlage der Befestigungspunkte für den Motorblock hin überprüft werden. Die Kurbelwelle wird auf Unwucht und Höhenschlag geprüft. Sind alle Baugruppen und Teile in Ordnung, kann der Motor, nachdem wir die gemessenen Motordaten mit den Vorgaben in der betreffenden Homologation verglichen haben, bearbeitet werden. Jetzt kann man, sofern an den Bauteilen entsprechende Reserven bei den Schlitzabmessungen vorhanden sind, z. B. die Steuerzeiten verändern. Wichtig ist dabei immer, dass alle Arbeiten reglementskonform ausgeführt werden, da sonst Proteste und Disqualifikation drohen. Wer nicht auf Reglements Rücksicht nehmen muss, hat hier entsprechend mehr Freiheiten. Der Bearbeitung der Steuerschlitze sind dann (theoretisch) keine Grenzen gesetzt. Auch alle Arbeitsschritte der Bearbeitung müssen sorgfältig dokumentiert werden, man sollte immer nur einen Parameter verändern und dann testen. Das erscheint zwar mühsam, ist aber unvermeidbar, um Irrtümer aufzudecken. Diese entstehen zwangsläufig und sind beim Tuning unvermeidbar. Nichts ist schlimmer, als bei der Arbeit in eine Sackgasse zu geraten und, weil mehrere Parameter zugleich geändert wurden, nicht zu wissen, an welcher Stelle man in die falsche Richtung gearbeitet hat. Außerdem hat die Veränderung eines Parameters meistens auch Auswirkungen auf die anderen, ohne dass diese direkt verändert wurden.

Abb. 27.22 Zylinderabwicklung für einen kolbengesteuerten Motor

kopf, Auspuffkrümmer und Vergaser einschließlich Flansch müssen demontiert sein. Die Gradscheibe wird an der Kurbelwelle befestigt, meist auf der Seite der Zündanlage. Zusätzlich wird am Gehäuse ein Zeiger montiert, mit dessen Hilfe die Nullstelle für das Messen festgelegt wird. Beim Durchdrehen der Kurbelwelle können wir nun die einzelnen Steuerzeiten beim Abfahren der Schlitze ablesen. Dabei werden uns die Werte in KWº (Grad Kurbelwinkel) angegeben. Um die Schlitzhöhen in mm zu bekommen, muss man entsprechend umrechnen. Für alle Standardmaße, Toleranzen und sonstigen Vorgaben sollten selbstverständlich die Herstellerangaben als Referenz dienen und die vorgegebenen Werte eingehalten werden. Beim Wechseln des Kolbens ist auf das jeweilige Kolbenspiel zu achten. Dann sollte man sich eine sog. Zylinderabwicklung anfertigen. Dazu nimmt man den Zylinder vom Motor ab, reinigt die Zylinderlauffläche gründlich. Dann schneidet man einen passenden Bogen Papier zurecht, und legt diesen auf Stoß in den Zylinder ein. Durch vorsichtiges Andrücken an die Schlitzkanten bekommt man diese als Abdruck auf das Papier. Nun kann man das ganze bequem auf Millimeterpapier oder in ein CAD-Programm für den Computer übertragen.

Maßarbeit

Das Volumen des Verbrennungsraums können wir durch Auslitern feststellen. Dazu benötigen wir eine Pipette mit Skala und einem Absperrhahn oder einen anderen mit einer Messskala versehenen Behälter sowie ein BenzinPetroleumgemisch. Der Motor steht ohne Haltebock auf einer ebenen Fläche. Die Zündkerze wird entfernt und die Prüfflüssigkeit mittels Pipette in den Brennraum eingefüllt. Man füllt bis an den untersten Gewindesansatz des Kerzengewindes. Anhand der Differenzmenge in der Pipette kann man das Brennraumvolumen bestimmen. Die Steuerzeiten werden mit Hilfe einer Gradscheibe oder eines elektronischen Messgerätes ermittelt. Zylinder-

Zum Vermessen des Zylinders benötigt man eine entsprechende Messuhr mit einem Weggeber für DurchmesserMessungen. Das Vermessen der Bohrung des Zylinders wird in der Skizze gezeigt. Nach dem Wechseln eines Kolbens und dem dadurch bedingten Honen ist ein Nachmessen der Zylinderbohrung immer erforderlich (Anpassen des Kolbenmaßes an das Honmaß).

Steuerzeiten

Die erstrebten hohen Motorleistungen bekommt man nur über hohe Drehzahlen. Hohe Drehzahlen verlangen wiederum lange Steuerzeiten. Welche Steuerzeiten nutzbar

2-Takt-Motor

116

Abb. 27.23 Brennräume im Vergleich (untersch. Volumen)

Abb. 27.24 Die Kanäle sind für eine Bearbeitung schwer zugänglich

Abb. 27.25 Überstromkanal, links unbearbeitet, rechts bearbeitet

und sinnvoll sind, geben die unterschiedlichen Bauweisen der Einlasssteuerungsarten dem Konstrukteur vor, wie schon oben beschrieben. Die Auslasssteuerung wird bei allen drei Motorbaukonzepten durch den Kolben erledigt. Im Kartsport sind Hilfssteuerungen im oder am Auslassschlitz bei den neueren Motoren (TAG und KF-Typen) und membrangesteuerte Motoren inzwischen Standard. Nur in den Nachwuchsklassen kommt noch die Kolbensteuerung zum Einsatz, weil hier die damit zu erreichende Motorleistung allemal ausreicht. Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt vom sog. »Füllungsgrad« ab. Beim 2-Takt-Motor unterscheiden wir bei den Arbeitstakten zwischen der Arbeit ober- und unterhalb des Kolbens. Oberhalb wird der »heiße« Teil wie Verdichtung, Verbrennung und Ausstoßen erledigt. Im »kalten« Teil unterhalb des Kolbens wird das Ansaugen, Vorverdichten und Überströmen besorgt. Der Arbeitskolben übernimmt, je nach Motorbauart, mehr oder weniger die Aufgabe des zentralen Steuerorgans. Die Steuerung, also der Ablauf des Ein- und Auslassvorgangs, bestimmt wiederum gemeinsam mit der baulichen Auslegung des Motors den Druckverlauf im Kurbelgehäuse, und damit den Füllungsgrad.

Die Schlitzsteuerung der 2-Takt-Motoren, entweder nur durch den Kolben oder zusätzlich mit Drehschieber bzw. Einlassmembrane, macht diesen Motor bei steigender (Nutz-)Drehzahl mehr oder weniger zur reinen Strömungsmaschine. Man spricht hier auch, bezogen auf die Arbeitsweise, von »schwingender Gassäule«. Schwingend deshalb, weil die Bewegungen der Gase durch Überschneidungen der geöffneten oder geschlossenen Steuerschlitze gestört und so in Schwingung versetzt werden. Die Gassäule läuft permanent zwischen Vergaser und Auspuff, vor und zurück. Um sich die gegenläufigen Gasströmungen dennoch zunutze machen zu können, muss der Strömungsverlauf der »schwingenden Gassäule« daher mittels Auspuff und Ansaugrohr gegeneinander abgestimmt werden. Je nach Bauart (kolben-, membranoder drehschiebergesteuert) überschneiden sich die Öffnungszeiten der Einlass-, Auslass- und Überströmkanäle unterschiedlich stark. Betrachten wir hierzu den kolbengesteuerten Motor genauer. Bekanntlich hat ein kolbengesteuerter Motor einlassseitig den Nachteil, dass hier nur symmetrische Steuerzeiten realisiert werden können. Das heißt, die Öffnungswinkel sind vor und nach dem oberen Totpunkt des Kolbens für Ein- und Auslass gleich. Die Symmetrie ist durch den Weg des Kolbens vorgegeben und nicht veränderbar. Konkret bedeutet dies, dass die Unterkante des Kolbens je nach Drehzahl z. B. beim Beginn des Überströmvorganges noch nicht wieder vollständig geschlossen ist. Hierdurch tritt erstens ein Druckverlust beim Vorverdichten im Kurbelgehäuse auf und zweitens strömen auch Frischgase wieder zurück in den Ansaugkanal. Das Ergebnis ist ein Füllungsverlust, der die Leistung schmälert, und das zurückströmende Gas erzeugt zusätzlich eine Gegenströmung im Ansaugtrakt, was ebenfalls nicht ohne Folgen bleibt. Die hin- und herlaufende Gassäule hat, vereinfacht betrachtet, einen bestimmten Weg zwischen Auspuff und Ansaugrohr zurückzulegen. Zwar bewegt sich die Gassäule mit einer Geschwindigkeit, die teilweise im Bereich der Schallgeschwindigkeit liegt, hin und her, sie muss aber dennoch einen bestimmten Weg zurücklegen. Bei steigender Drehzahl steht für diesen Weg der hin- und herlaufenden Gassäule also immer weniger Zeit zur Verfügung. Auf Grund der während des Betriebs festen Auslegung der Auspufflänge und der Ansaugrohrlänge schwingt die Gassäule nur bei einer bestimmten Drehzahl störungsfrei. Diese Drehzahl wird als Resonanzdrehzahl bezeichnet, sie ist auch die Drehzahl der besten Füllung. Da wir bei unseren Kart-Motoren meist keine variablen Ein- und Auslasssysteme verwenden dürfen, bedeutet dies, dass es nur jeweils für eine Drehzahl die optimale Füllung geben kann. Die Resonanzdrehzahl, die auch die Drehzahl der besten Füllung ist, liegt umso höher,

2-Takt-Motor

117 • je kleiner das Kurbelgehäusevolumen ist, • je kürzer die Ansaugleitung des Motors ist, • je größer der mittlere Querschnitt der Ansaugleitung ist und • je größer die wirksame Fläche des Ansaugschlitzes ist. Bei der Resonanzdrehzahl wird der Ansaugschlitz von der Kolbenunterkante genau in dem Augenblick verschlossen, in dem die einströmende Gassäule den höchsten Druck erreicht hat. Bei höherer Drehzahl schließt der Kolben den Schlitz früher und die Gassäule wird vor Erreichen ihres höchsten Drucks gestoppt. Ist die Drehzahl niedriger, hat die Rückströmung in die Ansaugleitung schon begonnen, bevor der Kolben den Schlitz verschlossen hat, und der Druck im Kurbelgehäuse fällt wieder ab. Wichtig für unsere Betrachtung ist auch noch, dass die Bewegung der Gassäule nicht abrupt gestoppt oder gestartet werden kann. Die Gassäule schwingt aus und ein, und zwar mit einer deutlichen zeitlichen Verzögerung. In der Praxis bedeutet dies, dass der Ansaugvorgang z. B. im Ansaugtrakt auch bei geschlossenem Einlassschlitz noch eine gewisse Zeit anhält. Die Gassäule prallt in diesem Fall gegen den Kolben, der den Einlassschlitz verschließt, und läuft zurück in den Ansaugkanal. Da die Ansaugkanäle bei den hoch drehenden Kartmotoren sehr kurz ausfallen, läuft die Gassäule bis zurück in den Vergaser. Dies kann man überprüfen, indem man den Motor ohne Ansauggeräuschdämpfer laufen lässt, und die Hand vor die Vergaseröffnung bringt, um so die zurückströmenden Kraftstoffspritzer auf der Hand zu spüren.

Abb. 27.26 Einläufe der Überstromkanäle in den Zylinder

Abb. 27.27 Membrangehäuse mit »Füllstück«, Membran aus Kohlefaser

Abstimmung der schwingenden Gassäule für die angestrebte Resonanzdrehzahl, richtig ausgelegter Auspuff, optimierter Vergaser und Ansaugdämpfer sowie eine möglichst hohe Vorverdichtung des Frischgases im Kurbelgehäuse.

Schwingende Gassäule

Da bekanntlich schnelle Rundenzeiten in der Regel nur über hohe Drehzahlen zu realisieren sind, verzichtet man in der Praxis auf hohe Drehmomente zugunsten höherer Drehzahlen. Daher wird die Abstimmung des Einlasssystems natürlich in erster Linie auf möglichst hohe Drehzahlen hin gewählt. Über die Länge des Auspuffs (gemeint ist hier natürlich das Maß Kante / Auslassschlitz – erste Reflexionsfläche im Auspuff) lässt sich die Leistungscharakertristik eingeschränkt dennoch verändern. Deshalb spricht man auch bei Kart-Motoren von Drehzahl- und Drehmomentvarianten. Da die Drehzahl, auch auf Grund des meist vorhandenen Streckendesigns, das Maß aller Dinge ist, überrascht es nicht, dass die Ansaugkanäle bei unseren Kartmotoren (bei Drehzahlen bis über 20 000 U/min) sehr kurz ausfallen. Auf den Schaubildern zum Druckverlauf im Kurbelgehäuse, im Bezug auf die Drehzahl und Resonanzdrehzahl im Verhältnis zur Ansaugrohrlänge, lassen sich die Zusammenhänge sehr schön erkennen. Um einen guten Füllungsgrad zu erreichen, sind verschiedene Grundbedingungen zu erfüllen, die sich unter folgende Oberbegriffe zusammenfassen lassen: saubere

Um zu verstehen wie die schwingende Gassäule funktioniert, müssen wir uns etwas mit der Physik der Schallwellen beschäftigen. Für Schallwellen gilt, dass sie sich mit der Schallgeschwindigkeit (CS) fortbewegen. Diese Geschwindigkeit wiederum ist abhängig von Druck und Temperatur der jeweiligen Gase. In einem Verbrennungsmotor kommen unterschiedliche Gase vor. Die Geschwindigkeit bei Standard-Luftdruck und 0º C beträgt für Luft CO2 Stickstoff Sauerstoff

331 m/sek 258 m/sek 278 m/sek 316 m/sek

Überschlägig kann man die Schallgeschwindigkeit von Luft, mit t in ºCelsius, nach folgender Formel berechnen: CS = 331 + 0,6 t in m/sek .

Wie hoch die mittlere Temperatur der Abgase wird, hängt von verschiedenen Parametern ab wie Verdichtungsverhältnis, Öffnungszeit des Auslassschlitzes, Drehzahl und letztlich Belastung. Dabei steigt die Temperatur umso

2-Takt-Motor

118 Abb. 27.28 125 ccm Schaftkolben ohne Fenster (Rotax)

Abb. 27.29 Auspuffabstimmung mittels Flexrohr

mehr an, je länger die Öffnungszeiten des Auslassschlitzes, je länger die Steuerzeiten, je höher die Belastung und je höher die Drehzahl wird. Bei Drehzahlen jenseits von 18 000 U/min sind Abgastemperaturen von 650–700º C möglich. Für die Abstimmung und Auslegung der Auspuffanlage ist das Wissen der Abgastemperatur eine wichtige Voraussetzung. Schallwellen werden, wenn sie auf eine Fläche auftreffen, reflektiert. Stoßen Schallwellen in einem Rohr am Ende auf eine geschlossene Wand, wird die positive Druckwelle ebenfalls positiv reflektiert. Gelangt hingegen die Druckwelle an ein offenes Rohrende, so wird sie als negative Druckwelle (Unterdruck) reflektiert. Diesen Effekt macht man sich nun bei Abstimmung der Auspuffanlagen mit sog. »Expansionskammern« zunutze. Die optimale Form des Auspuffes stellt ein Diffusor mit Gegenkonus dar. Da die Auspuffanlagen in der Regel im Kartsport homologiert und damit festgeschrieben sind, beschränkt sich die Optimierung hier auf den richtigen Abstand zwischen Auslassschlitzkante und erstem Reflexionsblech im Auspuff. Dieser optimale Abstand wird über die Länge des eingesetzten Flexrohres bestimmt. Die gebräuchlichen Gesamtlängen (zwischen Schlitzkante und erstem Reflexionsblech) liegen bei den 100er Motoren zwischen 390 und 405 mm. Diese Maßangaben sind abhängig von Fabrikat des Motors, Steuerzeiten und Strecke. Der nächste wichtige Punkt ist die eigentliche Füllung selbst. Diese wird, neben den Steuerzeiten, vom Ansaugvorgang und der Vorverdichtung im Kurbelgehäuse bestimmt. Wenn der Kolben von UT zum OT läuft, erzeugt er im Kurbelgehäuse einen Unterdruck. Dieser fällt umso stärker aus, je kleiner das Verhältnis Kurbelgehäusevolumen zum Hubvolumen ausfällt. Durch diesen Unterdruck

wird das Frischgas beim Öffnen der Ansaugöffnung (Einlassschlitz, Einlassmembrane oder Drehschieber) angesaugt. Je höher der erzeugte Unterdruck ist, desto schneller wird die Frischgassäule beschleunigt. Die höchste Gasgeschwindigkeit wird dabei im OT erreicht. In diesem Moment ist der Unterdruck im Kurbelgehäuse zwar fast ausgeglichen, aber die Frischgassäule strömt auf Grund ihrer kinetischen Energie noch solange weiter in das Kurbelgehäuse, bis der nun wieder herablaufende Kolben soviel Überdruck aufgebaut hat, dass die Gassäule gestoppt wird. Durch den weiter abwärts laufenden Kolben wird nun so viel Überdruck erzeugt, dass die Frischgassäule sogar zurück in den Ansaugkanal und Vergaser strömen will. Daher muss die Ansaugöffnung möglichst genau in dem Moment geschlossen werden, in dem ein Druckausgleich stattfindet. Gelingt das, dann kann der weiter ansteigende Überdruck unter dem Kolben das Frischgas optimal mittels der Überstromkanäle in den Zylinder schieben. Theoretisch ist bei einer verlustfreien Schwingung (Abstimmung) bei Ansaugschluss der Überdruck (ca. 0,6–0,8 bar) im Kurbelgehäuse genauso hoch wie der Unterdruck bei Beginn des Ansaugvorgangs. Wichtig ist weiter, dass der Überdruck im Kurbelgehäuse beim Schließen der Überstromkanäle möglichst niedrig ist, um so den Druck beim Öffnen des Einlasses zu senken. In der Praxis wird allerdings der effektive Füllungsgrad durch die entstehenden Strömungsverluste, durch Verwirbelung im Ansaugkanal und Reibung an den Gehäusewandungen und Kurbelwangen deutlich gesenkt. In diesem Zusammenhang wird deutlich, dass auch der Druckverlauf im Zylinder selbst auf die Füllung des Kurbelgehäuses einwirkt. Zur Unterstützung der Einlaufströmung der Frischgassäule verwendet man daher meist einen großen Vorauslass, der für ein schnelles Ausströmen des Altgases sorgt. Hier zeigt sich, dass das Abstimmen des Auspuffes immer auch auf den Einlassvorgang zurückwirkt. Die für den Leistungsverlauf entscheidende Füllung wird also von der richtig berechneten (abgestimmten) Ansaugschwingung bestimmt. Die Berechnung der Ansaugschwingung lässt sich hier aus Platzmangel nicht weiter ausführen. Grundsätzlich soll die Gasschwingung, wenn sie beim Ansaugen beschleunigt wird, mit einer halben Schwingung ins Kurbelgehäuse gelangen, dann muss sich der Ansaugschlitz geschlossen haben. Für eine hohe Vorverdichtung ist es also notwendig, ein möglichst kleines Kurbelgehäusevolumen zu haben. Das heißt jeder überflüssige »Totraum« wie z. B. Ausgleichsbohrungen an der Kurbelwelle usw. sollte durch Auffüllen mit Spezialkunststoff beseitigt werden. Mit der Ära der CNC-gefertigten Motoren hat der Tuner bei reinrassigen Rennmotoren kaum noch mit zu großen Kurbelgehäusen zu tun. Was hin und wieder vorkommt,

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2-Takt-Motor

Abb. 27.30 2-Takt-Motor mit Auslassventilen, gesteuert über Nockenwelle und Zahnriemen (60er Jahre)

Abb. 27.31 Auslasssteuerung mit Einstellrad (rot)

sind zu kleine oder fehlende Füllstücke bei den Kurbelwellen, oder aber (Rotax Max) ungünstig konstruierte Membrankästen und Vergaserkombinationen, die die Strömungsgeschwindigkeit einlassseitig gewollt stark vermindert. Wie groß der Unterdruck sein kann, der die Ansaugschwingung einleitet, hängt vom Verhältnis des Kurbelgehäusevolumens im unteren Totpunkt und dem Hubvolumen ab. Dieses Verhältnis ergibt auch das geometrische Verdichtungsverhältnis ε:

ε=

Vh+Vc Vc

Vh = Hubvolumen Vc = Brennraumvolumen

Das praktisch erreichbare Vorverdichtungsverhältnis ist allerdings viel geringer, da ja nur verdichtet werden kann, wenn Ansaugschlitz und Spülschlitz geschlossen sind. Für eine hohe Vorverdichtung ist es also notwendig, ein kleines Kurbelgehäusevolumen zu haben, denn rechnerisch ist die Drehzahl (n0) der besten Füllung der Wurzel aus dem Kurbelgehäusevolumen umgekehrt proportional. Verkleinert man also das Kurbelgehäusevolumen (Vk) um 20 % bei sonst gleich bleibenden geometrischen Verhältnissen steigt die Drehzahl der besten Füllung nur um ca. 11 %, wird es vergrößert, so fällt n0 um ca. 9% ab. Bei reinrassigen Rennmotoren muss man auf einen Wert Vk= 1,5 Vh kommen. Dies setzt höchste Präzision bei der Bearbeitung der Gehäuse und Kurbelwellen und natürlich sehr geringe Toleranzen voraus. Hinsichtlich des Ansaugvorgangs muss man auch noch einmal auf die unterschiedlichen Steuersysteme eingehen: Beim kolbengesteuerten Motor sind die Einlasssteuerzeiten zwangsweise durch den steuernden Kolben symmetrisch. Die wirksame Öffnungszeit des Einlassschlitzes verläuft beim Auf- und Ablaufen des Kolbens proportional zur tatsächlichen Kolbengeschwindigkeit und unabhängig vom tatsächlichen Druckverlauf im Motor. Beim Membranmotor ist die wirksame Öffnungszeit dagegen

stark abhängig von eben diesem Druckverlauf, da der entstehende Unterdruck die Membrane öffnet und der einsetzende Überdruck diese wieder schließt. Bei diesen Motoren ist eine sehr genaue Resonanzabstimmung unabdingbar für höchste Leistungsausbeute. Beim Drehschieber können dagegen sogar unsymmetrische Einlasssteuerzeiten realisiert werden und so natürlich ein deutlich weiterer Bereich des Leistungsbandes abgestimmt werden. Außerdem wird die Einlassöffnung bauartbedingt schneller vollständig geöffnet als bei den beiden anderen Systemen. Bis vor einigen Jahren ging man noch davon aus, dass, wenn Drehmoment gebraucht wird, der Membranmotor Vorteile hätte, dagegen nicht für Höchstdrehzahlen geeignet sei. Inzwischen erreicht man auch mit Membranmotoren Drehzahlen von über 20 000 U/min. Eine weitere wichtige Neuerung bei den KF- und TaGMotoren stellt die Auslasssteuerung dar. Die Auslasssteuerung erlaubt im begrenzten Rahmen variable Steuerzeiten für den Auslasskanal. Die Steuerzeiten beim 2-Takt-Motor werden einmal durch die Position der Schlitzkanten an Einlass-, Auslass- und Überströmkanälen in Bezug auf Kurbelwinkelgrad definiert. Zum Anderen bestimmt der Kolben durch seine jeweilige Position Beginn und Ende der Arbeitstakte. Beim konventionellen 2-Takt-Motor kann man z. B. durch eine dickere oder dünnere ZylinderFußdichtung den Öffnungszeitpunkt des Auslassschlitzes variieren. Eine dickere Dichtung positioniert den Zylinder etwas weiter nach oben, was bedeutet, dass der Kolben den Auslassschlitz früher öffnet. Allerdings wird auch die Öffnungsphase am Auslass beim Überströmen verlängert, was den Ladungswechsel natürlich auch beeinflusst. Ähnliches gilt für die Überströmkanäle und die Einlassseite am Motor. Durch die Höhe und Größe der Schlitze (Steuerzeiten) in Verbindung mit der Resonanzabstimmung des Auspuffes und des Ansaugtraktes werden die Leistung und die Motorcharakteristik bestimmt. Durch die konstruktionsbedingten festen Vorgaben an den Steu-

2-Takt-Motor

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Abb. 27.34 Wirksamer Druckverlauf an der Auslasssteuerung (Rotax) Abb. 27.32 Schnitt durch Auslasssteuerung (Rotax)

Abb. 27.33 Aufbau Auslasssteuerung

erschlitzen bleibt dem Mechaniker abgesehen von der Übersetzung normalerweise nur eine Anpassung auf die Streckencharakteristik mittels Änderung der wirksamen Auspufflänge und des Ansaugtrichters am Vergaser. Diese Arbeit wird Resonanzabstimmung genannt. Da aber jede Abstimmung in dieser konventionellen Form nur einen Kompromiss darstellt, wünscht sich der Racer eine variable Änderungsmöglichkeit für die unterschiedlichen Streckenabschnitte während des Fahrens. Und damit landen wir u. a. bei variablen Steuerzeiten. Die Auslasssteuerung beim 2-Takter zur Verbesserung des Drehmomentverlaufs in bestimmten Lastsituationen ist nicht neu. Im Kartsport hat auf breiter Basis die Firma Rotax mit dem Max-Motor dieses Steuerteil eingeführt. Allerdings hat im Motorradsport schon vor über 20 Jahren die Firma Yamaha einige Jahre mit einer duckgesteuerten Auslasssteuerung experimentiert, diese dann aber mangels wirklicher Vorteile wieder aufgegeben und auf elektronisch gesteuerte Systeme umgestellt, die wesentlich besser arbeiten. Im Moment finden wir bei den aktuellen 125er Kartmotoren nur eine Variante der Auslass-

steuerung: Die überwiegende Mehrheit der Anbieter setzt auf das von Rotax und Vortex verwendete System, das durch den Abgasdruck gesteuert wird. Die Funktionsweise der Auslassschieber ist recht simpel. Ein beweglicher Schieber bildet die Oberkante des Auslassschlitzes. Der Schieber wird einerseits von einer Druckfeder beaufschlagt, zusätzlich ist der Schieber oben an einer Membran befestigt. Auf diese Membran wirkt der Steuer(unter)druck. Die Druckfeder hält bis zu einem bestimmten Lastfall (Drehzahl) den Schieber in der Position unten, also die obere Schlitzkante tief. Steigt der Abgasdruck bei einer bestimmten Lastsituation (Drehzahl) an, wird der Schieber von der Membrane, auf die die Druckänderung wirkt, gegen den Federdruck hochgezogen. Dabei wandert die wirksame obere Schlitzkante nach oben und eine andere Steuerzeit für den Auslasskanal ist realisiert. Die Vorspannung der Feder kann über ein Einstellrad von außen variiert werden, so dass sich der Arbeitspunkt für den Schieber verschieben lässt. Die Auslasssteuerung ermöglicht somit eine zusätzliche Abstimmungsmöglichkeit, die allerdings sehr diffizil mit den übrigen Möglichkeiten wie Auspufflänge, Vergaser und natürlich Übersetzung wirkt. Wie eine Auslasssteuerung in der Praxis im Idealfall wirkt, zeigt die abgebildete Drehmomentkurve eines Rotax-Max-Motors. Allerdings funktioniert das ganze auf der Strecke meist weniger gut. Zum einen muss die leichte Gängigkeit des Schiebers immer gewährleistet sein, was durch die im Schieberumfeld vorhandenen Verbrennungsrückstände (Ölkohle usw.) leider nicht immer funktioniert. Ein weiteres Problem stellt der tatsächliche Druckverlauf dar, der am Auslassschlitz wirkt. Die abgebildete Kurve zum Abgasdruck zeigt zum Einen, dass der maximale Abgasdruck gerade mal 0,3 bar beträgt. Diese maximale Druckspitze ändert sich auch bei unterschiedlichen Drehzahlen nicht wesentlich, lediglich der Druck-

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2-Takt-Motor

Abb. 27.35 Leistungskurve unterschiedlicher Einsatzpunkte im Vergleich

verlauf bezogen auf den Kurbelwinkel verändert sich. Dies bedeutet, dass zum Steuern des Schiebers ein nutzbarer Überdruck nur für einen Zeitraum von ca. 40º Kurbelwinkel zur Verfügung steht. Würde man den Abgasunterdruck zum Steuern nutzen, was auch möglich wäre, hätte man allerdings nur maximal –0,1 bar als Steuerdruck zur Verfügung. Diese Beispiele zeigen, warum die z. Z. bei Kartmotoren verwendeten Auslasssteuerungen im Prinzip nur wie ein Schalter wirken. Eine kontinuierliche Veränderung des Auslassschlitzes ist mit dieser Technik kaum zuverlässig zu realisieren. Aus diesem Grund werden im Motorrad-Rennsport schon länger ausschließlich elektronisch gesteuerte Schieber bzw. Walzen eingesetzt, die über kleine Stellmotoren betätigt werden. Die Steuerung wird dabei von der digitalen Motorelektronik über Kennfelder realisiert. Diese Systeme arbeiten sehr genau und kontinuierlich auch über einen größeren Verstellbereich. Wie genau und problemlos die Auslasssteuerungen bei den einzelnen Anbietern in der Praxis funktionieren hängt von verschiedenen Bedingungen ab. Fakt ist, dass eine weitere Abstimmungsmöglichkeit, die die meisten Fahrer und Mechaniker noch gar nicht richtig kennen, schnell zu Problemen führen kann. Gut beraten ist deshalb, wer für seine Testarbeit einen entsprechenden Positionssensor (z. B. für das MyChron-Loggersystem) für den Schieber benutzt, der den Lernprozess »Auslasssteuerung« unterstützt. Als weiteren Tipp kann ich nur empfehlen, den Auslassschieber und sein Umfeld regelmäßig zu reinigen und die Membrane zu kontrollieren. Hinweis: Achten Sie darauf, dass Auspufftöpfe und Aus-

puffkrümmer regelmäßig innen von den Verbrennungsrückständen befreit werden. Dazu kann man eine Drahtbürste oder ähnliches Werkzeug benutzen. Auch ein Ausbrennen kommt in Frage. Allerdings kann man den Vevey-

Abb. 27.36 Sensor zur Messung der Stellung des Auslassschiebers (memotec)

Auspuff bauartbedingt nicht so öffnen, dass man alle Stellen der Anlage erreicht, so dass eine Erneuerung von Zeit zu Zeit sinnvoll ist (wie oft, hängt von der Menge der Betriebsstunden ab). Als vorteilhaft hat sich nach der Reinigung, und wenn der Auspuff neu ist, ein Einfahren des Auspuffs erwiesen. Hier scheint ein minimaler Belag auf den glatten Metallflächen die Funktion positiv zu beeinflussen. Grundsätzlich gilt auch, dass ein einmal optimierter Auspuff immer nur am gleichen Motor eingesetzt werden sollte, bzw. ein optimierter Motor auch »seinen« Auspuff behält. Ein wildes Wechseln der Auspuffanlagen bringt in der Regel nichts, da auch Auspuffanlagen Toleranzen aufweisen. So müssen bei Ersetzen der Anlage alle Abstimmungsarbeiten wiederholt werden.

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4-Takt-Tuning

4-Takt-Motoren werden sowohl bei Rennen als auch von Hobby-Fahrern eingesetzt. Wer nun denkt, dass mit dem Einzug der 4-Takt-Motoren das MotorenTuning überflüssig würde, der täuscht sich: Leistung kann man ja bekanntlich nie genug haben.

eit einigen Jahren finden wir auf den Karts immer häufiger 4-Takt-Motoren, denen sicherlich die Zukunft im Kartsport gehören wird. Ob nun am schlichten Honda-GX, World-Formula bzw. den anspruchvolleren Biland, Vampire, Oral oder TechF1 Motoren – überall möchte man die Serienleistung noch ein wenig steigern. Außerdem gehört das stetige Optimieren einfach zum Motorsport dazu. Welcher Tuningarbeiten sind also beim 4-Takter nötig und sinnvoll? Auch hier muss der angelieferte Serienmotor zerlegt und vermessen werden. Da der mechanische Aufwand beim 4-Takt-Motor deutlich größer als beim 2-Takter ausfällt, ist auch mehr Zeit erforderlich. Zu überprüfen sind Kurbeltrieb, Ventiltrieb, Ölkreislauf, Brennräume, Gemischaufbereitung und Abgasführung. Beginnen wir mit dem Kurbeltrieb. Da 4-Takt-Motoren u. U. über eine Gleitlagerung verfügen, muss diese optimiert werden. Für Renn-Motoren ist an KW- und Pleuellagern ein Laufspiel von 0,02 mm anzustreben. Um diese Passungen zu fahren, ist eine absolute Parallelität der Hauptlagersitze gegeneinander notwendig. Um das zu erreichen, wird die so genannte Hauptlagergasse vermessen und, wenn notwendig, gespindelt, d. h. nachgebohrt. In der Serienfertigung werden hier oft kleinere Abweichungen durch ein etwas größeres Hauptlagerspiel ausgeglichen. Da Gleitlager in unterschiedlichen Stärken (Dicken) erhältlich sind, ist das Nachbohren meist kein Problem. Dann wird die gesamte Kurbelwelle auf Rundlauf vermessen und gegebenenfalls gerichtet. Nachgemessen werden sollte auch der Hubversatz bei Mehrzylindermotoren, um unterschiedliche Hübe zu vermeiden. Alle Lagersitze auf der Welle müssen ebenfalls nachgemessen werden. Sind hier größere Abweichungen festzustellen, muss die Welle entsprechend nachgeschliffen werden. Zum Schluss wird die Welle dynamisch auf einer Maschine ausgewuchtet. Das geschieht in zwei Schritten, zuerst ohne Schwung- und eventuell Polrad. Schwung- und Polrad sollte man vorher separat wuchten, erst danach werden die Teile mit der Kurbelwelle verschraubt und das Ganze feingewuchtet.

Abb. 28.1 So sieht ein perfekt bearbeiteter Brennraum aus

Die Pleuel werden ebenfalls vermessen, bei Mehrzylindern auch auf gleiches Gewicht gebracht. Kann man kein Spezial-Pleuel verwenden, sollte man auch hier Kugelstrahlen und polieren. Auch die Pleuellagerbohrungen müssen auf korrekten Abstand (Hub) vermessen werden. Der Kolbenbolzen sollte im eingeölten Zustand durch sein Eigengewicht durch das Pleuelauge gleiten. Da die Pleuel am Lager geteilt und verschraubt sind, sollten die Lagerdeckel absolut plan aufliegen. Bei den Kolben sind geschmiedete Varianten fast ein Muss. Bei Mehrzylindermotoren ist auch hier eine Gewichtsanpassung erforderlich. Der Ventiltrieb umfasst Nockenwelle, Ventil, Ventilfeder, eventuell Kipphebel, Stößeltassen, Zahnriemen, Kette oder Zahnräder und deren Spannvorrichtungen. Geprüft werden müssen auf jeden Fall die Ventilfedern auf gleiche Federspannung. Ist eine deutliche Drehzahlsteigerung zu erwarten, sind meist härtere Ventilfedern nötig. Die Ventile können erleichtert, der Ventilkegel auf ein Minimum verringert werden. Wenn das Reglement es zulässt, können auch größere Ventile eingebaut werden. Das Gleiche gilt für die Nockenwelle hinsichtlich veränderter Steuerzeiten und Nockenhub. Bei den Zylinderköpfen werden die Kanäle auf größtzulässigen Durchmesser optimiert und dann poliert. Beim Einsatz größerer Ventile werden entsprechende Ventilsitze verbaut. An den Brennräumen selbst ist meist nicht sehr viel zu verändern, bei Mehrzylindern sind diese aber auszulitern und auf gleiche Größe anzupassen. Abgasseitig wird der Krümmer von der Größe entsprechend den Kanälen und vom Staudruck dem Drehzahlband angepasst. Bei Mehrzylindermotoren wird der Krümmer gegen ein Exemplar mit absolut gleichlangen Rohrführungen bis zum Sammerohr ausgetauscht.

4-Takt-Tuning

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Abb. 28.2 Kurbelwelle Serie (links) und bearbeitet (erleichtert und poliert, rechts)

Abb. 28.3 Unterer Gehäusedeckel mit Messwelle B

Von 4-Takt-Motoren ohne Öldruckschmierung sollte man für den Renneinsatz unbedingt absehen. Verfügt der Serienmotor über eine Nass-Sumpf-Schmierung, hat er also eine Ölwanne, wird meist auf eine Trockensumpf-Schmierung mit getrennter Saug- und Druckpumpe sowie externen Vorratsbehälter umgerüstet. Das erhöht im Regelfall auch automatisch die vorhandene Ölmenge. Hochleistungsmotoren sind oft bereits serienmäßig so ausgelegt. Ergänzt wird der Ölkreislauf durch einen Ölkühler. Da die 4-Takt-Motoren insgesamt heißer laufen, ist auf einen gesunden Wasserkühlkreislauf mit ausreichend großem Kühler zu achten. Nachdem wir das 4-Takt-Tuning grundsätzlich betrachtet haben, wollen wir nun das notwendige Bearbeiten an einem Motor Punkt für Punkt abarbeiten. Als Beispiel nehmen wir einen Biland SA250 Motor, mit dem nach der Bearbeitung immerhin ein zweiter Rang in der VT250Meisterschaft erzielt wurde. Selbstverständlich funktionieren die aufgezeigten Bearbeitungsmaßnahmen auch an anderen 4-Takt-Motoren, wobei die jeweiligen bauartspezifischen Voraussetzungen zu beachten sind. Für die im Folgenden beschriebenen Arbeiten werden ordentliche Grundkenntnisse sowie handwerkliches Können im Motorenbau vorausgesetzt. Den größten Teil der hier beschriebenen Arbeiten kann man in jeder gut ausgerüsteten Werkstatt durchführen. Für einige Spezialaufgaben ist es allerdings sinnvoll, auf die Hilfe von Spezialisten und entsprechende Spezialmaschinen zurückzugreifen.

Kurbeltrieb

Abb. 28.4 Hier sieht man die unterschiedlichen Hauptlager der Kurbelwelle

Abb. 28.5 Das »Plastikgage« wird aufgetragen, das Gehäuse wird zusammengeschraubt…

Beginnen wollen wir mit dem Kurbeltrieb. Der SA 250 ist mit Gleitlagern ausgestattet. Auch hier gilt wie bei allen Lagerungen von Wellen: wenig Reibung und möglichst geringes Laufspiel. Eine optimale Zielvorstellung wäre hier ein Laufspiel von 0,02 mm. Die Kurbelwelle beim SA 250 läuft in drei Hauptlagern, wovon nur zwei identisch sind. Das äußere Lager an der Zündungsseite ist schma-

Abb. 28.6 …und anschließend die Welle wieder ausgebaut. Anhand des nun verquetschten Plastikgage kann man mit einer Vergleichstabelle das Laufspiel ermitteln.

4-Takt-Tuning

124 Abb. 28.7 (links) Mit eingebauter Messwelle kann man das Blockmaß feststellen Abb. 28.8 (mitte) Mit einer Innenmessuhr werden die Zylinder vermessen Abb. 28.9 (rechts) Auch die Pleuellager müssen ausgemessen werden

Abb. 28.10 Mit zwei Waagen kann man das Pleuel auswiegen

Abb. 28.11 Sehr flacher Rennkolben (Oral)

Abb. 28.12 Der geschmiedete 2-Ring-Kolben von Wössner für den Biland-Motor

ler und hat keinen Ölkanal. Da die Hauptlagergasse aus Motorblock und unterem Gehäusedeckel gebildet wird, muss als Erstes überprüft werden, ob die Hauptlagergasse im verschraubten Zustand fluchtet. Dazu fertigt man sich zwei hochgenau geschliffene Messwellen an: Welle A in der Stärke des Passungsmaßes ohne eingesetzte Lager, und Welle B in der Abmessung mit eingesetzten Hauptlagern (Gehäuse und Deckel immer verschraubt mit vorgeschriebenen Drehmoment und mit Zylinderkopf). Messwelle A wird zuerst eingesetzt und der Motorblock

dann komplett auf eine Messplatte gespannt. Die Messwelle sollte dann spielfrei drehbar sein, und im rechten Winkel mit maximal 0,01 mm Abweichung laufen. Sollte es hier schon Probleme geben, muss die Hauptlagergasse im Block und Deckel im verschraubten Zustand neu gebohrt werden. In diesem Fall müssen dann Übermaßlager eingebaut werden (s. o.). Dann sollte die Kurbelwelle auf exakten Rundlauf geprüft werden. Zwar zeigt die Praxis, dass die Welle beim Biland-Motor in der Regel unproblematisch ist, aber Kontrolle ist besser. Ist die Welle unrund, taugt sie nicht für die witeren Arbeitsschritte und muss vorher unbedingt gerichtet werden. Die zweite Messwelle (Welle B) wird im zweiten Schritt an Stelle der Kurbelwelle, mit den Hauptlagern, eingesetzt. Der Durchmesser dieser Welle sollte das Nullmaß der Kurbelwellenzapfen aufweisen (z. B. 31,96 mm). Hier wird dann ebenfalls, wie oben beschrieben, gemessen. Läuft die Welle gerade und leicht, kann man das Lagerspiel optimieren. Dazu muss der Hauptlagerdurchmesser im verschraubten Zustand mittels eines Innenmessgerätes ermittelt werden. Das funktioniert im Prinzip genauso wie das Messen des Kolbenspiels beim Zweitakter, nur dass hier der jeweilige Lagerzapfen der Welle zum verbauten Hauptlager gemessen wird. Eine zweite Methode ist das Spielmessen mit »Plastikgage«. Dies ist ein feiner Kunststoffstreifen, der zwischen Welle und Lager gelegt wird. Nach dem Einlegen des Streifens wird das Gehäuse verschraubt und mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen. Anschließend wird das Gehäuse wieder auseinandergebaut und nun der verquetschte Plastikstreifen (s. Bild) in seiner Breite vermessen. Anhand der auf der Verpackung angebrachten Maßtabelle kann man nun das Lagerspiel ablesen. Achtung: Bei dem gesamten Vorgang darf die Welle nicht verdreht werden! Entspricht das gemessene Spiel nicht den hier genannten Werten, muss das Lager gegen ein entsprechendes in der richtigen Stärke ausgewechselt werden. Mit der eingesetzten Messwelle B kann man auch

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Abb. 28.13 SA250 Pleuel und Kolben (Standard)

Abb. 28.14 Vergleich bearbeitetes und unbearbeitetes Pleuel

zuverlässig das exakte Blockmaß ermitteln, z. B. zwecks Überprüfung des Hubes. Für das Optimieren der Pleuellager kann man ebenfalls beide Messmethoden anwenden. Will man mit »Plastikgage« messen, sollte man die ausgebaute Kurbelwelle an den Kurbelwangen vorsichtig so einspannen, dass man das Pleuel verbauen kann, ohne dass es sich auf dem Wellenzapfen dreht. Für das Lagerspiel hier gelten die gleichen Werte wie bei den Hauptlagern. Bei den Lagerschalen sollte man darauf achten, dass alle Kanten gebrochen sind, besonders bei den Original-Lagern ist auf eine saubere Entgratung zu achten. An dieser Stelle ist esaußerdem ratsam, die Pleuelschrauben bei der Endmontage unbedingt zu erneuern. Besonders wichtig ist auch das Entgraten der Kurbelwelle, die serienmäßig an den Laufflächenrändern der Lager sehr scharfe Kanten aufweisen kann, da die Pleuel ebenso schwimmend gelagert sind wie die Kolben im Pleuel. Da die Serienwellen etwas schwerer sind als in der Homologation verlangt, kann man die Welle entsprechend erleichtern. Dazu wird die Welle in eine Drehbank gespannt und an den Kurbelwangen entsprechend abgedreht. Als weiterer Schritt kann die Welle dann noch poliert werden. Als nächste kommen die Pleuel an die Reihe. Zuerst werden sie auf Flucht und Verdrehung geprüft. Ist hier alles

4-Takt-Tuning

Abb. 28.15 Bearbeitung der Brennräume und Kanäle

Abb. 28.16 An diesem durchgeschnittenen Biland-Kopf kann man gut erkennen, wie dünn die Kanalwandungen schon in der Originalausführung sind. Also Vorsicht beim Schleifen!

im Lot, kann man sie weiterbearbeiten. Im Bedarfsfall können auch Pleuelstangen gerichtet werden, aber da man hierfür einiges an Spezialwerkzeug benötigt, sollte man diese Arbeit doch lieber einen Spezialisten machen lassen. Als erstes sollte man dann die Serien-Pleuel so polieren, dass alle Kanten gebrochen und Grate entfernt sind. Eine weitere empfehlenswerte Maßnahme ist das Kugelstrahlen. Da diese Behandlung das Material an der Oberfläche noch verdichtet, wird die Bruch- und Rissgefahr gemindert. Auch an den Pleueln kann man Material abtragen, da die Serienpleuel meist Übergewicht haben. Erst werden beide Pleuel mit Lagerdeckel gewogen, dann auf das Mindestgewicht von 191 g gebracht. Das Material kann man am einfachsten am Lagerdeckel (Nase) wegnehmen. Will man größere Mengen Material abtragen, muss man vorher den Schwerpunkt an jedem Pleuel ermitteln, und an geeigneter Stelle entsprechend Material wegnehmen. Bei den Polierarbeiten an Welle und Pleueln muss man unbedingt die Mindestgewichte beachten, damit man nicht zuviel Material abträgt. Jetzt haben wir noch die Kolben zu betrachten. Die Standard 3-Ring-Kolben sollten durch geschmiedete 2-RingKolben von Wössner ersetzt werden. Diese Kolben verringern den Ölverbrauch, sind so gut wie gleich schwer und

4-Takt-Tuning

126

Abb. 28.17 (links) Fertig bearbeiteter Tuning-Kopf Abb. 28.18 (rechts) Die Ventile müssen zuerst von allen Verbrennungsrückständen befreit werden

Abb. 28.21 und Abb. 28.22 Hier wird der Ventilsitz gefräst. Für die einzelnen Sitzwinkel gibt es entsprechende Fräsköpfe mit den jeweils benötigten Winkeln

Abb. 28.23 Vergleich unbearbeitete Ventile (oben) und bearbeitete (unten)

Abb. 28.19 Die Ventilsitze müssen in mehreren Bearbeitungsschritten entsprechend gefräst werden…

Abb. 28.20 …oder man benutzt ein spezielles Schneidwerkzeug, mit dem der Ventilsitz in einem Durchgang geschnitten werden kann

haben Anlaufscheiben aus Stahl zum Pleuelauge hin, die den Kolben auf dem nun schwimmenden (neuen) Kolbenbolzen sauber führen. Ist ein Austausch nicht möglich, muss der Serienkolben bearbeitet werden. Auch hier ist erst einmal sehr wichtig, dass beide Kolben gleich schwer sind. Die beiden Kolben werden gewogen und so nah wie möglich an das vorgeschriebene Mindestgewicht von 140,5 g gebracht. Muss Material entfernt werden, dann sollte man dieses innen unterhalb des Kolbenbodens wegnehmen. Die Serienkolben sind bis auf die Kolbenringe, die gerne mal brechen, eigentlich unproblematisch. Natürlich sollte der bearbeitete Kolben auf jeden Fall neue Kolbenringe bekommen. Was unbedingt kontrolliert werden muss, ist der Sitz des Kolbenbolzens. Serienmäßig handelt es sich hier nicht um

einen schwimmenden Kolbenbolzen, sondern um einen mit Passsitz in den Bolzenaugen im Kolben. Es hat sich allerdings bewährt daraus eine schwimmende Version zu machen. Dieser muss leichtgängig einzuführen sein. Ein guter Anhaltspunkt ist hier, wenn der Bolzen eingeölt vom Eigengewicht durch das Kolbenbolzenlager im Pleuel gleitet. Auch an den Bolzenaugen am Kolben sollte der Bolzen leicht laufen. Lässt sich der Bolzen hier nur schwer durchschieben, müssen die Bolzenaugen nachgehont bzw. der Bolzen geläppt werden. Sollen die Kolben erleichtert bzw. gewichtsmäßig angeglichen werden, muss man das abzutragende Material, wie schon gesagt, an der Innenseite des Kolbenbodens wegnehmen. Man nennt dies auch »Ausräumen«. Am besten geht das mit einem runden oder ovalen Schleifkopf und einem Druckluftschleifer bzw. einem »Drehmel« mit biegsamer Welle.

Zylinderkopf

Der Zylinderkopf wird komplett zerlegt. Anschließend sollte er sehr gründlich gereinigt werden, da er vermessen werden muss. Die in der jeweils gültigen Homologation vorgegeben Mindesthöhe darf nicht unterschritten werden. Dies kann passieren, wenn der Kopf nach einem

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Abb. 28.24 Zwei Nockenwellen mit unterschiedlichen Überschneidungswinkeln, hier 100º …

4-Takt-Tuning

Abb. 28.26 (links) Ermittlung Steuerzeiten mit CamChec und Computer Abb. 28.27 (rechts) Modifizierte Nockenwellenräder

wird auf die neue Breite durchgefräst. Zur Bearbeitung der Ventilsitze eignen sich nur Ventilsitzbearbeitungswerkzeuge die mit einem verstellbaren Schneidmesser bestückt sind, oder eine Fräsmaschine. Die alten Kegelfräser sind nicht in der Lage, das harte Material der heutigen Ventilsitze zu bearbeiten.

Abb. 28.25 …und hier mit 114º Winkelgrad Kurbelwelle

Hitzeschaden oder, um die Verdichtung zu erhöhen, plangefräst wurde. Gerade nach einem Verzug durch Überhitzung muss oft sehr viel Material beim Planfräsen abgetragen werden, so dass ein auf diese Weise nachbearbeiteter Kopf leicht aus der Homologation fallen kann. Mit einem Wert von 93,85 hat man ein gutes Maß mit einer kleinen Reserve. Auf jeden Fall muss das Verdichtungsverhältnis der Homologation entsprechen. Dazu muss meist der Brennraum »nachgesetzt« werden. Ob das erforderlich ist, müssen wir durch Auslitern des Brennraumes ermitteln. Die Ansaug- und Auslasskanäle können im Rahmen der Homologation nachgearbeitet werden. Wichtig ist hierbei, dass die Übergänge von Ansaugstutzen/Ansaugkanal und Auslasskanal und Krümmer angeglichen werden. Darüber hinaus kann man im gewissen Rahmen die Strömungsquerschnitte an den Ventilen verbessern, in dem man die Querschnitte vergrößert. Der wirksame Querschnitt an den Ein- und Auslassventilen wird dadurch vergrößert, dass die Ventilsitze selbst schmaler gemacht werden. Am Einlassventil kann man dabei die Sitzbreite auf 1 mm verringern. Bei der Sitzbreite an den Auslasskanälen kann man zwar auch bis auf 1 mm heruntergehen, sicherer ist hier allerdings auf Grund der höheren Temperaturen ein Grenzwert von 1,2 mm. Die Sitzwinkel selbst bleiben bei 45º. Um gute Übergänge und gleichmäßig breite Sitze zu erhalten, werden die Sitze innen mit einem Korrekturwinkel von 75º und außen mit 15º angepasst. Der Ventilsitz

Achtung: Auch wenn mit einer Fräsmaschine gearbeitet wird, muss ein Pilot- oder Führungsdorn, der in die Ventilführung im Zylinderkopf taucht, die Maschine führen! Die Kanäle werden dann hinter den Ventilsitzen entsprechend vergrößert, an die Kanalführung angepasst und poliert. Die Ventilführungen werden Brennraumseitig bis auf den Kanaldurchmesser bzw. das Kanalprofil gekürzt. Anschließend werden die Führungen mit einer Reibahle innen wieder entgratet. Sicherheitshalber sollte man die Ventilführungen aber auch noch auf festen Sitz kontrollieren. Die Ventile werden von Ölkohle befreit und im Tellerbereich geläppt. Um eine besonders schmale Dichtkante zu erhalten, kann man den Sitzwinkel am Ventil auf 44º verkleinern, denn grundsätzlich dichten schmale Sitze besser als breite. Das so geänderte Ventil erzeugt dann beim Einlaufen quasi den idealen Sitz selbst. Anschließend wird das Ventil per Hand mit Schleifpaste in den neuen Sitz »eingeschliffen«. Um die Ventile weiter zu erleichtern, könnte man den Übergangsbereich vom Teller zum Schaft noch etwas abtragen. Bei den hier verwendeten Biland-Ventilen haben wir allerdings aus Sicherheitsgründen auf derartige Erleichterungen verzichtet. Die Ventilfedern sollte man durch die neuste Ausführung ersetzen und mit den lieferbaren Unterlegscheiben in ihrer Wirkung etwas verstärken. Die Nockenwelle auf Verschleiß prüfen, ebenso die Tassenstößel. Hat man die Ventilsitze und Ventile entsprechend bearbeitet, muss natürlich das Ventilspiel nach dem Zusammenbau neu eingestellt werden. Das jetzt in der Regel zu enge Ventilspiel muss mit entsprechenden Ausgleichsplättchen neu

4-Takt-Tuning

128 Abb. 28.31 So sollte die geänderte Einbaulage aussehen

Abb. 28.28 und Abb. 28.29 Vergaser mit 300er Nadelventil. Die Bohrungen für den Kraftstoffzulauf liegen nicht ganz frei, deshalb muss der Sitz des Ventils im Vergasergehäuse tiefer gefräst ...

Abb. 28.30 …und das Ventilgehäuse etwas gekürzt werden.

auf das werksseitig angegebene Spiel eingestellt werden. Eine nochmalige Kontrolle nach einem Testzyklus (mind. 1 Stunde) ist ratsam, da sich die Ventile auf den schmaleren Ventilsitzen doch spürbar setzen können. Das ist zwar etwas aufwändig, aber es lohnt die Mühe. Eine Erhöhung des Ventilhubs ist auf Grund fehlender »scharfer« Nockenwellen nicht möglich. Zwar könnte man sich eine entsprechend veränderte Nockenwelle mit anderen Steuerzeiten und verbessertem Ventilhub anfertigen lassen, was aber sehr kostspielig wäre. Sind Kurbel- und Ventiltrieb, Lager und Ventile entsprechend bearbeitet, müssen alle Teile und Baugruppen gründlichst gereinigt werden, bevor man an den Zusammenbau gehen kann. Bitte daran denken, dass auch alle Bohrungen und Ölkanäle ordentlich durchgeblasen und alle Gewinde von Resten eventuell verwendeter Schraubensicherung befreit werden. Ebenso müssen alle Dichtflächen absolut von alten Dichtungsresten frei sein. Hier hilft u. U. ein spezieller Dichtungsentferner aus der Spraydose (Fachhandel). Beim Zusammenbau des Biland-Motors sind einige Punkte besonders zu beachten, da sonst möglicherweise mit Leistungsverlust oder anderen Schäden gerechnet werden muss. Sehr sorgfältig muss die Verschraubung Hauptlagerdeckel/Motorblock und Zylinderkopf vorgenommen werden, da sonst leicht ein Verzug in den Laufbuchsen

Abb. 28.32 Geänderter Endschalldämpfer: Die beiden Einlassrohre münden in ein Innengehäuse aus Lochblech. Das Auslassrohr hat den wirksamen Querschnitt der Querschnittsflächen E1 + E2. Zwischen Außenwandung und Innenrohr (Lochblech) ist zur Dämpfung (rot markiert) Steinwolle gestopft. Alle Außenmaße sind gleich geblieben. Aus dem ehemaligen Reflektionsdämpfer ist nun ein Absorbationsdämpfer geworden.

eintreten kann, denn der Zylinderblock ist als »opendeck«-Bauweise ausgeführt. Hier stehen die Zylinder zum Zylinderkopf hin frei im Wasserkasten. Bei Verspannungen wird der Zylinder übermäßig unrund, so dass die Kolben und Kolbenringe nicht mehr gleichmäßig abdichten können. In diesem Fall tritt ein Kompressionsverlust ein, der zu Leistungsverlust führen kann. Die Verschraubung sollte daher mindestens in fünf Durchgängen mit steigendem Anzugsdrehmoment stattfinden, z. B. in den Stufen 5 – 15 – 20 – 30 – 42 Nm. Die Reihenfolge für das Festziehen ist ebenfalls auf einem Foto erkenntlich. Natürlich kann man das letzte Anziehen auch mit einer Gradscheibe durchführen (Winkelgrad nach Herstellerangabe!). Ein weiterer kritischer Punkt ist die Einstellung der Steuerzeiten bei der Montage des Zahnriemens in Kombination mit der richtigen Zahnriemenspannung. Kopfseitig ist die OT-Markierung nur unter Federspannung eines Ventils zu positionieren, wobei man das Nockenwellenrad in der Position festhalten muss. Das Auflegen des Zahnriemens muss dann eine zweite Person erledigen. Das ist oft eine diffizile Angelegenheit, da ja auch noch die Zahnriemenspannung eingestellt werden muss. Meist wird der Riemen nach dem Weiterdrehen auf der langen Seite zu locker, da oft nur die Spannung auf der Spannseite wirkt. Einfacher geht es so: Riemen bei korrekter Markierung

129

4-Takt-Tuning

Abb. 28.35 Zum Abschluss aller Tuningarbeiten sollte immer ein Prüfstandslauf durchgeführt werden

Abb. 28.32 (links) Der umgebaute Auspuff im Vergleich Abb. 28.33 (rechts) Die Evo-Abgasanlage von Biland

Abb. 28.34 Einstellen der Zündung mit Einstellehre

auflegen. Dann Spannrad auf Druck bringen, Nockenwelle in Drehrichtung sechs Zähne weiterdrehen, Spannrolle justieren. Anschließend Motor durchdrehen und die Markierungen auf Übereinstimmung prüfen. So klappt die Einstellung der Zahnriemenspannung meist sofort.

Vergaser und Auspuff

Ansaugseitig hat man die Möglichkeit, verschieden lange Ansaugrohre (30–70 mm) passend zum Streckenprofil zu verwenden. Um die verbesserte Leistung auch abrufen zu können, ist es aber unbedingt notwendig, 300er Schwimmernadelventile in den Vergasern zu verwenden, damit der Motor entsprechend Kraftstoff bekommt. Um diese Ventile einsetzen zu können, muss am Vergaser der Sitz des Schwimmernadelventils so weit abgefräst werden, dass die Bohrungen für den Kraftstoffzufluss komplett frei liegen. Darüber hinaus muss das Ventilgehäuse, das eigentlich nicht für diesen Vergaser vorgesehen ist, leicht gekürzt werden, um die Schwimmerfunktion korrekt zu gewährleisten. Kürzt man das Ventilgehäuse nicht, kann man den Schwimmerstand nicht richtig justieren, der Umlenkhebel kann dann nicht waagerecht justiert werden. Siehe hierzu auch das Kapitel Vergaser. Abgasseitig bietet Biland eine verbesserte Auspuffanlage mit zwei unterschiedlichen Sammelrohren an, einmal für schnelle Kurse und einmal für enge Strecken. Diese Anlage bringt weiteren spürbaren Leistungszuwachs, so dass hier nicht gebastelt werden muss. Zwar war unser umge-

Abb. 28.36 Das Messergebnis kann sich, selbst wenn man noch rund 4–5 % Korrekturfaktor abzieht, durchaus sehen lassen

bauter Auspufftopf in Bezug auf die Leistung besser, aber allerdings entsprach er hinsichtlich der Lärmwerte nicht dem Reglement. Bei der Zündung lässt sich nur der Abstand Rotor/Erregerzündspulen etwas variieren, so dass ein engerer Spalt (0,1 mm) etwas Frühzündung bringt. Ist man nicht an eine Homologation gebunden, kann man den Verstellbereich der Zündung (bis zu 6º) durch Aufbohren des Führungsloches am Rotor, in den der Passstift auf der Kurbelwelle eingreift, vergrößern, oder man greift gleich zu einer verstellbaren digitalen Zündanlage (siehe Kapitel Zündung). Leider hat Biland offiziell nie »schärfere« Nockenwellen zur Leistungssteigerung einzeln verkauft, so dass man auf die Steuerzeiten und den Ventilhub so gut wie keinen Einfluss nehmen kann, zumindest, wenn man sich an das Reglement halten muss. Ist das nicht der Fall, kann man sich aber ein verstellbares Nockenwellenrad selbst anfertigen, mit dem man die Steuerzeiten um ca. ±4º variieren kann, was in Verbindung mit der neuen Auspuffanlage, den zwei unterschiedlichen Auspuff-Sammelrohren und längeren Ansaugstutzen sehr effektiv ist. Kurz bevor die Produktion eingestellt wurde, waren dann (zumindest für Testzwecke) deutlich verbesserte Nockenwellen verfügbar. Hinweis: Alle Angaben zum 4-Takt-Tuning erfolgen ohne Gewähr. Autor und Verlag übernehmen keine Haftung für den Fall, dass Schäden nach Arbeiten auf Grund dieser Anleitung eintreten sollten.

Lexikon

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2-Takt-Motor Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen erfolgt in zwei Arbeitsspielen oberhalb und unterhalb des Arbeitskolbens. Bei jeder Umdrehung erfolgt eine Zündung. Im Verhältnis zu Hubraum und Motorgewicht hohe Leistung. Wegen Verbrauch und Abgasqualität nicht mehr zeitgemäß.

Benzolfreier Kraftstoff Relativ umweltfreundlicher Sonderkraftstoff.

4-Takt-Motor Motor benötigt vier Arbeitsspiele, die einzeln und oberhalb des Arbeitskolbens stattfinden: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen. Jede zweite Umdrehung erfolgt eine Zündung. Einlass- bzw. Auslass-Steuerung über Ventile im Zylinderkopf.

Bremsbelag Bremsbeläge, Bremsklötze genannt, werden durch die Radbremszylinder mit dosiertem Druck an die Bremsscheibe gepresst und stellen die Verzögerung sicher. Das Material der Bremsscheiben muss zu den Belägen passen.

Achsschenkel Verbindet ein Vorderrad schwenkbar mit dem Rahmen, auf ihm ist die Radnabe verschraubt, er ist über die Spurstange mit der Lenksäule verbunden. Häufig Verschleißteil.

Bremsflüssigkeit Sonderflüssigkeit zur Kraftübertragung in hydraulischen Bremsanlagen. Hoher Siedepunkt (z. T. über 400° C), Siedepunkt wird jedoch durch Einbringung von Wasser gesenkt. Enthält viele giftige Inhaltsstoffe und muss regelmäßig gewechselt und umweltgerecht entsorgt werden.

Anstellen Das gewollte Übersteuern eines Karts vor einer Kurve. Die Haftreibung der Reifen wird hierbei ganz oder teilweise durch Gleitreibung ersetzt, das Kart wird in einen übersteuernden (in die Kurve hineingedrehten) Zustand gebracht. Ansaug-Flasche Kunststoffbauelement vor Vergaser-Einlass. Muss Homolegations-Grenzwerte genau einhalten. Dient der Ansaug-Geräuschdämpfung und Leistungsentwicklung. Durch Abdecken der Luftöffnung mit der Hand kann das Gemisch durch den Fahrer kurzzeitig fetter gemacht werden. Auspuff Dient der Geräuschdämpfung und besonders beim 2Takt-Motor auch der optimalen Leistungsentfaltung des Motors. Auspuffkrümmer Verbindung des Auslasskanals zu den anderen Elementen des Auspuffs. Ballastgewicht Zusatzgewicht, meist an der Sitzschale oder am Rahmen angebracht, um das vorgeschriebene Mindestgewicht von Fahrer und Kart in der jeweiligen Klasse zu erreichen. Bedüsung Wahl der richtigen Düsengröße im Vergaser für bestimmte Strecken- und Witterungsverhältnisse (je nach Höhenlage, Temperatur, Luftfeuchtigkeit).

Bodenfreiheit Abstand Chassis/Sitz zur Fahrbahn, meist zwischen 15 und 30 mm. Je höher die Bodenfreiheit, desto mehr Grip und Kippneigung baut das Kart auf.

Bremskolben Ein oder zwei Bremskolben im Bremssattel drücken den Bremsbelag an die Scheibe bzw. geben ihn wieder frei. Zwangsläufig übertragen sie hohe Temperaturen auch auf die Bremsflüssigkeit, so dass diese im Extremfall (z. B. bei Überalterung) überhitzt. Bremssattel Bauteil der Scheibenbremsen, manchmal auch Bremszange genannt. Der Bremssattel umfasst die Bremsscheibe von beiden Seiten und drückt mittels der eingebauten Bremskolben die Bremsbeläge an die Scheibe. Dadurch entsteht die Bremswirkung. Bremsscheibe Die Bremsscheibe ist fest mit der Hinterachse bzw. einem Vorderrad verbunden. Sie kann aus Vollmaterial oder gegossen und dann innenbelüftet sein. Löcher oder eine Ablaufnut verbessern das Nässeverhalten. Bremsseil Verbindet bei einfachen Bremsen (oft bei IndoorKarts, aber auch bei den kleineren Outdoor-BambiniKarts) das Bremspedal mit der mechanischen Scheibenbremszange. Muss aus Sicherheitsgründen doppelt verlegt sein. Drehschieber Mit der Kurbelwelle verbundenes Element zur Einlass-Steuerung beim 2-Takt-Motor. Verhindert, dass das Gemisch beim Vorverdichten und Überströmen in den Vergaser zurückgedrückt wird.

131 Elektroden Bauteile der Zündkerze, zwischen denen der Zündfunke überspringt. Aus dem Elektrodenzustand und aussehen lassen sich viele Motorprobleme ablesen. Elektroden müssen immer sauber sein und einen bestimmten Abstand voreinander einhalten. Elektrodenabstand Stimmt der Elektrodenabstand nicht, geht Leistung verloren. Wird mit Einstell-Lehren auf 1/10 mm genau eingestellt. Fette Einstellung Kraftstoff verbrennt nur bei einem bestimmten Mischungsverhältnis (Lambda 1) mit Luft optimal. Je fetter das Gemisch (Lambda >1) ist, desto »kühler« läuft der Motor, verliert aber dabei an Leistung. Flanke Das beidseitige Seitenteil des Reifens zwischen Felgenhorn und Reifenschulter. Die konstruktive Auslegung der Reifenflanke bestimmt in Verbindung mit dem Luftdruck im Wesentlichen die Federungseigenschaften des Reifens.

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Fliehkraftkupplung Erlaubt, dass Karts mit laufendem Motor halten und mit Starter angelassen werden können. Bei einer bestimmten Motordrehzahl drückt die Fliehkraft die Kupplungsbacken nach außen, die dann den Kraftschluss zwischen Motor und Kettenritzeln herstellen und das Kart in Bewegung setzen. Frontschild Verkleidung der Lenksäule nach vorne, trägt auch die Startnummer. Frontspoiler Kunststoff-Hohlkörper als vorderes Ende des Karts, mit Schnellverschluss abnehmbar. Verhindert Auffahren auf die Räder. Wer durch Auffahren während des Rennens einen Spoiler verliert, muss sofort ins Fahrlager und einen neuen montieren, sonst darf er aus Sicherheitsgründen nicht weiterfahren. Geberzylinder Der Geberzylinder ist über Seilzug und/oder Gestänge mit dem Bremspedal verbunden und erzeugt Druck auf die Bremsflüssigkeit, der zur Bremswirkung führt. Hat das Kart Vorderradbremse, sitzen zwei Geberzylinder nebeneinander, die über den Waagebalken betätigt werden.

Lexikon

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Gleitlager Die Welle läuft in Lagerschalen, -buchsen oder direkt im Lagerkörper.

Kurbelwelle Die Hauptwelle im Motor. Setzt die oszillierende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung um.

Gummi-Härte Je härter die Gummimischung eines Reifens, desto geringer sein Grip und desto höher seine Lebensdauer. Aus wirtschaftlichen Gründen werden im Mietkart- und Hobby-Bereich harte Reifen gefahren.

Lauffläche Der zwischen Reifenflanken/-schultern liegende Teil des Reifens, der im Fahrbetrieb die Fahrbahn berührt.

Heats Vorläufe und Qualifikationsrennen Homologation Die Überprüfung und Abnahme wettbewerbsrelevanter Bauteile durch eine Sportbehörde. Dient zur Sicherung der Wettbewerbs- und Chancengleichheit sowie zur Wahrung der eigenen und fremden Sicherheit. Innenbelüftete Bremsscheibe Hohlgegossene Bremsscheibe mit Luftkanälen. Vorteil ist die schnellere Abführung der Reibungswärme an die Umgebung. Kette Element zur Kraftübertragung mit Hilfe von Kettenrädern. Kolbenring Federnder Ring am Kolben, der den kleinen Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder abdichtet und so einen höheren Kompressions- und Verbrennungsdruck ermöglicht. Kolbensteuerung Einfache Steuerungsbauform am Zweitakter. Hierbei öffnet und schließt der Kolben die Ein- und AuslassSchlitze in der Zylinderwand. Kontaktlose Zündung Verschleißfreies Zündungssystem ohne mechanische Zündkontakte Kraftstoffpumpe Pumpt Kraftstoff vom Tank zum Vergaser. Überflüssig bei Tankniveau über Vergaserniveau. Kurbelwellenlager Entweder als Wälz(Kugel-) oder Gleitlager (geteilte Lagerschalen) ausgeführt. Kupplung Trennbare Verbindung zwischen Motor und Getriebe oder Kettenritzel. Es gibt trockene und nasse (im Ölbad laufende) Kupplungen.

Lenkgeometrie Zusammenfassender Begriff für Einstellwerte an der Lenkung (Spur, Nachlauf, Sturz usw.) Lenktrapez Bewirkt unterschiedliche Einschlagwinkel der beiden Vorderräder beim Einlenken. Wird gebildet von Spurstangen, Achsschenkel und gedachter gerader Linie der Vorderachse. Lizenz Der »Motorsport-Führerschein«, ausgestellt vom Deutschen Motorsport Bund (DMSB) Luftdruck Bestimmt beim Kartreifen den Grip (Haftung) und damit auch die Fahreigenschaften. Zu hoher Luftdruck führt dazu, dass die Lauffläche sich wölbt und die wirksame Aufstandsfläche verkleinert wird. Zu niedriger Luftruck vergrößert die Aufstandsfläche. Beides verhindert die optimale Arbeitstemperatur am Reifen und verhindert so den optimalen Grip. Luftfilter Ansaugseitig vor dem Vergaser angebracht, schützt den Motor vor Beschädigung durch eingedrungene Fremdkörper. Zusätzlich geräuschdämpfende Wirkung. Muss regelmäßig kontrolliert werden. Luftkühlung Kühlung des Motors durch die umströmende Luft. Zur Oberflächenvergrößerung der Wärme übertragenden Flächen werden Kühlrippen verwendet. Probleme: Geräuschentwicklung und geringe Kühlwirkung bei Langsamfahrt. Luftzahl Auch Luftverhältnis oder Lambda (λ) genannt. 1 Kilo Kraftstoff benötigt zur optimalen, vollständigen Verbrennung 14,8 kg Luft = λ1. Wird dieses Verhältnis wesentlich über- oder unterschritten, ist das Gemisch nicht mehr zündfähig. Magere Einstellung Im zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemisch (Lambda <1) ist mehr Luft enthalten, als der Kraftstoff zur vollständigen Verbrennung braucht.

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Membransteuerung Bei dieser Form der 2-Takt-Steuerung wird das Einströmen des Frischgases in den Motor durch Membranen gesteuert. Zusätzlich wird das Rückströmen des Frischgases in den Vergaser beim Vorverdichten und Überströmen durch die dann geschlossenen Membranen verhindert. Mindestgewicht Bezieht sich im Kartsport meist auf das Gewicht von Fahrer und Kart inklusive vollständiger Sicherheitsausrüstung. Untergewicht muss durch Ballast (in der Regel in Form von Bleiplatten) ausgeglichen werden. Mischungsverhältnis Mengenverhältnis von Öl zu Kraftstoff im 2-TaktGemisch. Technisch sind heute Mischverhältnisse bis 1:100 möglich. Rennmotoren brauchen in der Regel zwischen 1:16 und 1:25. Nachspur Wenn die Vorderräder hinter der gedachten Vorderachsmittellinie näher zusammenstehen als vor dieser Linie (angegeben in mm) Nadellager Rollenlager mit sehr dünnen Rollen Nockenwelle Wird von der Kurbelwelle (KW) des 4-Takt-Motors angetrieben und läuft mit halber KW-Drehzahl. Die Nocken der Nockenwelle betätigen direkt oder über Stößel und Kipphebel die Ein- und Auslassventile des Motors. Radlager Sitzt in der Radnabe der Vorderachse und trägt das Rad. Radstand Abstand der Achsmitte von Vorder- und Hinterachse. »Länge läuft«, kürzerer Radstand ist wendiger. Radstern Wird beiderseits auf den Enden der Hinterachse festgeklemmt und trägt die Hinterachs-Felgen. Es gibt unterschiedliche Material-Ausführungen (z. B. Alu, Magnesium) und Längen, mit denen sich die Fahreigenschaften des Karts verändern lassen. Regenreifen Ein Regenreifen ist profiliert und in der Gummimischung deutlich weicher als ein Trockenreifen (Slick). Der Regenreifen braucht Kühlung durch nasse oder feuchte Fahrbahn, da er ansonsten sehr schnell überhitzt und zerstört wird.

Regenvisier Auf dem eigentlichen Helmvisier angebrachte, durchsichtige Turbinen-Scheibe, die durch den Fahrwind in schnelle Drehung versetzt wird und die Regentropfen nach außen wegschleudert. Rippenschutz Gehört zur persönlichen Körperschutz-Ausrüstung des Fahrers und verhindert Rippenprellungen oder -brüche, vor allem am Sitzschalenrand. Die besseren Ausführungen haben Westenform, die einfachen ähneln einem Nierengurt. Ritzel Das kleine Zahnrad außen am Kurbelwellenstummel des Motors, über das die Antriebskette läuft. Rollenlager Im Gegensatz zu Kugellagern haben Rollenlager eine größere »tragende Fläche« und halten somit länger, aber sie bauen auch breiter und schwerer. Schulter Der Übergang zwischen Reifenflanke und Lauffläche, berührt die Fahrbahn im Normalfall und bei richtigem Reifendruck nicht. Schwerpunkt Der theoretische Massen-Mittelpunkt. Wird beeinflusst durch Gewicht, Größe Sitzposition des Fahrers, Montagehöhe und -neigung des Sitzes, Höheneinstellung des Rahmens über der Fahrbahn. Sollte möglichst zentral zwischen den vier Radaufstandspunkten liegen. Seitenkasten Hohlkörper aus Kunststoff, der links und rechts am Kart den Raum zwischen Vorder- und Hinterrad füllt. Verhindert, dass die Räder eines anderen Karts sich am eigenen Kart verhaken. Shore Maß für die Härte einer (Reifen-)Gummimischung Spurstange Verbindung zwischen Lenksäule und Achsschenkel, entweder aus Metall oder, besonders im Leihkart, aus Kunststoff. Hat an beiden Enden gegenläufige Gewinde und Kontermuttern, so dass über die Veränderung der wirksamen Länge die Spur eingestellt werden kann. Spurstangenkopf An beiden Enden der Spurstange (Achsschenkel- und Lenksäulen-Seite) sind die Spurstangenköpfe angeschraubt und mit Kontermuttern gesichert.

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Spurweite Abstand der Mittellinie des linken und rechten Rades. Die Spurweite beeinflusst das Gripverhalten. Zum Teil auch asymmetrische Auslegung an der Vorderachse üblich, abhängig vom Strecken-Layout. Nicht unwichtiger Faktor bei der Chassis-Abstimmung.

Untersteuern Das Kart schiebt über die eingeschlagenen Vorderräder geradeaus, will nicht in die Kurve. Bedeutet im Set-Up: zuviel Grip an der Hinterachse, zuwenig an der Vorderachse. Gegenmaßnahme bei Fahren: stärker einschlagen.

Stabilisator Unterschiedlich festgeschraubte Verbindungselemente zwischen linker und rechter Rahmenseite, meist vor der Vorderachse und/oder hinter der Hinterachse montiert. Die Torsionssteifigkeit des Chassis bzw. Fahrereigenschaften des Karts lassen sich so verändern.

Verplombter Motor Motor, den der Serien-Ausschreiber mit einer von ihm angebrachten Spezial-Plombe gegen das Öffnen, z. B. zum Tunen oder Auswechseln von Teilen, gesichert hat. Bei Plombenbruch erfolgt Wertungsausschluss!

Sturz Vereinfacht: der Winkel einer gedachten Linie durch die Mitte des Rades zu der Senkrechten zur Fahrbahn, angegeben in Grad. An der Hinterachse beim Kart immer Null, an der Vorderachse oft negativ (Räder stehen oben näher zusammen als unten). Transponder Bauteil für die Zeitmessung, wird am Kart befestigt. Der Transponder hat eine fest einprogrammierte Nummer und identifiziertin einem Rennen beim Überfahren der Ziellinie das Kart, dem er zugeordnet wurde.

Viskosität Maß für die Zähflüssigkeit des Öls. Öl wird bei steigender Temperatur immer dünnflüssiger, bis irgendwann der Schmierfilm reißt. Je höher die Kennzahl, desto dickflüssiger ist das Öl (SAE50 ist z. B. wesentlich dicker/für hohe Temperatur geeignet als SAE10). Vorderradbremse Leistungsstarke, sehr schnelle Karts haben auch Vorderradbremsen. Beim starken Bremsen wird bekanntlich die HA entlastet und die VA stärker auf den Boden gedrückt, so dass die Vorderräder mehr Bremskraft übertragen können. Neuerdings gibt es auch Varianten, die per Hand separat zu bedienen sind.

Trockenreifen Ist profillos und wird Slick genannt.

Vorspur Hierbei stehen die Vorderräder an der Vorderkante enger zusammen als hinten. Wird in mm angegeben.

Übersetzungsverhältnis Bestimmt bei gegebener Motordrehzahl Beschleunigung, Elastizität und Endgeschwindigkeit des Karts. Kurze Übersetzung: beschleunigt sehr gut, Top-Speed gering. Lange Übersetzung: Top-Speed hoch, schlechtere Beschleunigung.

Vorzündung Zündzeitpunkt vor OT (oberer Totpunkt des Kolbens). Wird in ° (Grad Kurbelwinkel) angegeben. Zu viel Vorzündung führt zur klopfender Verbrennung. Leistungsverlust und Motorschaden.

Übersteuern Das Kart drängt mit der Hinterachse zum Kurvenaußenrad. Bedeutet im Set-Up: zuviel Grip an der Vorderachse, zu wenig an der Hinterachse. Gegenmaßnahme beim Fahren: Zurücknehmen des Lenkeinschlags oder sogar Gegenlenken.

Waagebalken Nur bei Karts mit Vorderradbremse. Leitet die Bremspedalkraft auf die Bremszylinder von Vorder- und Hinterachse in einem vom Fahrer verstellbaren Verhältnis. Deshalb auch die Gewindeschraube im Waagebalken.

Lexikon

Wankelmotor Seltene Motorbauweise mit einem oder mehreren Drehkolben (Scheiben). Sehr vibrationsarm. Baut kompakt und bietet gutes Leistungsgewicht.

136 Zahnriemen 1. Wird fast nur im Mietkart als umweltfreundliche Antriebs-Verbindung vom Motor zur Hinterachse verwendet. Vorteil: wartungsarm, leise. 2. Antriebsriemen für Nockenwelle beim 4-Takt-Motor

Wärmewert Auf der Zündkerze aufgedruckter Wert für das Wärmeverhalten bzw. für die Selbstreinigungs-Temperatur der Zündkerze, wird durch die Form des Isolatorfußes bestimmt.

Zündfunke Wird zwischen den Elektroden der Zündkerze erzeugt und bringt das verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum zur Entflammung.

Wasserkühlung Die Abwärme des Motors wird (im Wesentlichen im Zylinderkopf) an einem Kühlwasser-Mantel abgegeben, der mit dem Wasserkühler verbunden ist. Dieser wird durch den Fahrtwind gekühlt.

Zündspule Bauteil der Zündanlage, erzeugt die für den Zündfunken benötigte Hochspannung (Achtung: bis zu 20.000 Volt, Zündkabel trotz Isolierung bei laufendem Motor nicht berühren!)

Wulst Dir beiden verdickten Enden (offene Seite) des Reifens, liegt beim monierten Reifen am Felgenhorn an und ist durch falsche Montage leicht zu beschädigen. Folge ist Undichtigkeit.

Zylinderkopf Oberer Abschluss des Zylinders mit dem Brennraum und Zündkerze. Wird mit dem Zylinder verschraubt. Beim 4-Takt-Motor enthält er neben der Zündkerze auch die Ventile, Ventilfedern und Nockenwellen, sowie Ein- und Auslasskanäle.