Kolbenring-Tragbild

[† Knut]

Moin zusammen,

ich habe jetzt 4000km nach der Motorrevision abermals den Zylinder meiner R27 demontiert, weil die Kompression mit 6,5bar doch arg niedrig war. Zusätzlich blies es immer noch reichlich aus dem Entlüfterrohr. Die Ventile und die Kopfdichtung waren dicht.
Das erste Bild zeigt die ausgebauten Komponenten Kolben mit Ringen, Zylinder und Kolbenbolzen.





Der Kolben zeigt wie erwartet eine Verfärbung im oberen Bereich sowie leichte Ölkohlebildung am Feuersteg und im Ringbereich. Die Bearbeitungsspuren sind weitgehend erhalten, leichte Laufspuren erkennbar aber keine Freß- oder Klemmspuren.
Der Kolbenbolzen ist unauffällig, die Verfärbungen sind in dem Bereich, wo der Bolzen offen liegt (Ölverfärbungen).

Der Zylinder:




Es sind leichte Riefen auf der Druckseite und Gegendruckseite zu erkennen. Ansonsten ist die Lauffläche auffällig glatt - keine Honspuren mehr zu erkennen! Vor 1000km war noch was zu sehen. Merkwürdig die 1.

Weiter geht's - Stark vergrößert unterm Mikroskop die Lauffläche des 1. Ringes (OT ist links)




Der 1. Verdichtungsring ist standardmäßig ein Rechteckring mit Innenfase, deren Kanten zur Lauffläche gebrochen sind. Das Nutspiel ist knapp unter 0,05mm, das Stoßspiel ca. 0,30mm - von daher kein Verschleiß messbar.
Die Lauffläche hat auf der gesamten Fläche getragen, keine Brandspuren wegen dem blowby zu erkennen, links und rechts sind noch die Kanten des Brechens bei der Herstellung zu sehen. Was mir auffällt, ist die relative Rauhheit der Lauffläche. Bei stärkerer Vergrößerung unter meinem Stereomikroskop konnte ich noch die Graphitnester erkennen. Ich kenne Kolbenringe sonst wesentlich glatter. Merkwürdig die 2.

Der 2. Verdichtungsring (OT auch links)





Der 2. Verdichtungsring ist ein Minutenring mit Innenwinkel. Das Tragbild ist über den Umfang diffus, es variiert von ca. 70% wie auf dem Bild bis unter 50% an anderen Stellen. Nach 4000km und "Run-it-Hard" doch ein bisschen wenig.
Mir fällt auf, dass die Unterkante zum Brennraum hin sehr zerklüftet ist. Das nächste Bild zeigt eine Vergrößerung:




Merkwürdig Nr. 3. Warum ist der Ring an der Kante zum Kurbelraum so zerklüftet? Was wurde da abgehobelt?

Genug der Bilder.

Meine Fragen:

1. Warum ist die Zylinderfläche bereits nach 4000km so glatt?
2. Der obere Ring hat gut getragen - warum so viel blowby und nur 6.5 bar Kompression bei dichten Ventilen?
3. Wenn der 1. Ring durchgeblasen hat, warum trägt dann nicht der 2. Ring?
4. Woher kommen die "Auswaschungen" am 2. Ring zum Brennraum hin?

Feuer frei!

Knut

[† Knut]

[cledrera]

Knut,
was ist das für ein Kolben?
Wie sind Kolbenringstoß und -flankenspiel bei den Ringen 2 und 3?
Wie hast Du das gemessen?

Clemens

PS: Kannst Du den Kolben mal hochkant stellen und ein Foto der Ringe an den Schließstellen machen?
(Bitte nichts in molekülauflösender Vergrößerung)

[† Knut]

Es ist ein KS-Kolben.
Die Spiele wurden mit Fühlerblattlehre gemessen und sind innerhalb der Grenzen vom WHB. Die Nuten waren frei.

Lenke nicht von den Fragen ab 

K.

[cledrera]

Doch, s.o. und s.u.
Aber weil Du das bist:

1. Warum ist die Zylinderfläche bereits nach 4000km so glatt?
Weil zuviel Öl die Honung abgetragen hat.
2. Der obere Ring hat gut getragen - warum so viel blowby und nur 6.5 bar Kompression bei dichten Ventilen?
Weil der erste Ring nicht gereicht hat, daher zuviel blowby und geringe Kompression
3. Wenn der 1. Ring durchgeblasen hat, warum trägt dann nicht der 2. Ring?
Keine Maße, keine Ahnung   kann nur vermuten, dass der zuwenig Anpreßdruck entwickelt hat
4. Woher kommen die "Auswaschungen" am 2. Ring zum Brennraum hin?
Vermute, vom blowby. Der obere hat getragen, der untere nicht, daher beim Hochgehen des Kolbens zuviel Öl auf dem unteren Ring

Übrigens: Hast Du die Ringe richtig rum eingebaut? (Sorry, entgegen Carlos Weisung habe ich zwei Bier getrunken.)
Irgendwie müsstest Du von oben auf den Zylinder bei eingebautem Kolben Druck geben, um zu sehen, ab welchem Druck das Ganze durchlässig wird (Meks Idee).
Sind es 6,5 bar, ist alles klar. Dann pfeift es durch die Ringe. (Der Trend geht übrigens zurück zu vier Ringen, aber jeder nur ein Kreuz, arg e Leben des Brian).

So ein ars.. ges Problem.

Clemens

[† odeon8]

Moin Knut,

zum Minutenring - der sollte ca. 30 Winkelminuten außen haben, also zur
Zylinderlaufbahn. Und dabei so eingebaut sein daß die tragende Seite zum
Brennraum zeigt.


Ich (!) würde erwarten dass ein Minutenring max. 30% seiner Höhe mit der Laufbahn
in Berührung kommt.

Meine Idee: Der Ring wurde verkehrtherum eingebaut und durch den Verbrennungsdruck
hat es ihn jedesmal von der Laufbahn weggedrückt. Daher könnte es auch zu den Absplitterungen
gekommen sein.

Thomas

[† Knut]

Danke erstmal,

die Ringe waren alle richtig eingebaut. "TOP" nach oben.

Der Ölabstreifring zeigt genau dieselben Verschleißmerkmale wie der 2. Ring - siehe Bild:



@ Clemens: wie soll Öl die Honung = Material abtragen??

Knut

[cledrera]

Mit Druck und mittels der Schwebeteilchen in ihm.
Quasi blank poliert.

[bullet]

Moin moin!

Kann auch nur raten:

a. Bearbeitungsfehler am Zylinder.  Entweder oval oder schief gebohrt, vielleicht auch mit der falschen Ahle gehont.

b. Bearbeitungsfehler am Kolben.  Keine Ahnung, was man da alles falsch machen kann, der Kolben sieht ja sonst gut aus.  Oder Du verheimlichst uns die häßlichen Spuren auf der anderen Seite.   

c. Ungeeignetes oder anderweitig schlechtes Öl, mangelnde Schmierung.  Oder verschmutztes Öl, vielleicht war der Zylinder vor der Montage nicht richtig saubergemacht worden.  Kann mich erinnern, daß ich beim Traktor drei Wochen lang tagtäglich ausgewaschen und neu eingeölt habe, bis aller Honabrieb draußen war.  Nach dem Einweichen über 24 Stunden wurde jedesmal der Lappen beim ersten Wischen schwarz.

d. Unwirksames Luftfilter.  Unglaublich, was für ein Dreck da manchmal in der Luft ist.  Als damals in ein paar Kilometern Entfernung die ICE-Trasse nach Köln gebaut wurde und ich das Ölbadluftfilter vom Traktor saubermachte, fand ich eine dicke Schicht Staub als Bodensatz.  Brauchte nur einmal hineinzufassen, um mir augenblicklich die Haut von den Fingerkuppen zu schmirgeln.  Die Partikel waren dermaßen abrasiv! 

e. Minderwertige Kolbenringe, oder falsche Vorspannung.  Stoßspiel und dergleichen kann man messen, aber bei der Vorspannung wird das schwierig.  Vielleicht stammen die Ringe von einem anderen Kolben(über)maß und wurden nur am Stoß passend gemacht.

Viele Grüße!
Hans Günter

[Jürgen 57]

Moin Knut,

in Ergänzung zu den Bemerkungen von Hans Günter:  kann hier auch eine 'falsche' Härte der Kolbenringe in Verbindung mit 'abrasiven Komponenten' eine Rolle spielen?

Viele Grüsse

Jürgen 57

[Stefan]

...Und dabei so eingebaut sein daß die tragende Seite zum
Brennraum zeigt...

Nein, Thomas, die dem Brennraum abgewandte Seite trägt, Minutenringe unterstützen während der Einlaufphase das Ölabstreifen.

d. Unwirksames Luftfilter.

Hätte ich auch gesagt, wenn die Absplitterungen zum Brennraum hin lägen.

Knut, wer hat den Motor gemacht? Wurde der Block vielleicht gestrahlt? Hasd Du das Öl untersuchen lassen?

Gruß
Stefan

[berndr253]

Hallo Knut,

ich vermute, dass die Absplitterungen der Kolbenringe für die "Glätte" des Zylinders mitverantwortlich sind. Insbesondere die Tatsache, dass diese zwischen den einzelnen Ringen "festgehalten" und dann zerrieben werden. Damit hast Du also einen feinstgeläppten Zylinder.
Was aber Ursache für die Absplitterungen ist scheint mir der Knackpunkt zu sein.
Es ist nicht wahrscheinlich, dass alle Ringe fehlerhaft waren - vielleicht wohl einer, aber wohl kaum alle. So bleibt die Vermutung, dass die Ursache "motorseitig" eingetragen worden ist, also entweder durch das Öl oder - wie Stefan schon fragte - durch eventuelle Strahrückstände, die sich irgendwann gelöst haben.

Die Absplitterungen könnten aber auch auf eine mangelnde kurzzeitige Ölversorgung oder eine Überbelastung beim Einfahren verursacht worden sein. Insbesondere wenn die Ringe noch nicht tragen kann der Ölfilm im Zylinder abreissen - glaube ich mal gelesen zu haben.

Gibt das Öl irgendwelche Informationen preis? Metallische Rückstände?? Keramische Stäube??? Die Dir zur Verfügung stehenden Analysemöglichkeiten sind doch recht umfangreich wenn ich nicht irre!

Grusz

Bernd

[27-steib]

Moin Knut,

vielleicht ist die Run it Hard Methode mit Kompressor Oel doch nicht optimal. Die modernen Motorradoele haben wohl doch eine hoehere Sicherheit gegen Abriss der Schmierfilms, Temperaturbeständigkeit etc. Gerade den Einzylindern mit dem grossen Schutzblech als Windschut wird schon recht warm ums Zylinderchen (trotz Aludichtung und schwarzen Ventildeckeln).
Sind die Hohnspuren erstmal weg, haftet dasd Oel auch nicht mehr an den Wandungen, und dann gehts schnell mit Verschleiss oder Klemmer.

Könntest du als Gegenprobe den Nächsten Kolben mit einem 15 W 40 und Run it Soft einfahren?

Ich steh fest dazu, dass die  R27 nicht vollgasfest ist, dh nicht , dass man sie mal ausdrehen kann. Aber auf Dauer Autobahn und Hahn auf, das ganze mit Billigkompressoroel tut den Kisten nicht gut. Dein Motor hat ja nicht in dem Sinne geklemmt, aber in5000km verschlissen.



PS musste gerade bei einem TDI Motor den Zylinderkopf abnehmen- nach 320000 km waren noch schöne Hohnspuren im Zylinder zu sehen.

Saludos Jan

[cledrera]

Mir fehlt noch eine schlüssige Erklärungsansatz dafür, dass Grisu zuviel Öl aus dem Entlüfterröhrchen pustet.
Kann es sein, dass alles über 6,5 bar in das Kurbelgehäuse gepustet wird und dort soviel Druck aufbaut,
dass es aus dem Röhrchen blasen muss?

Falls das so wäre, würde ich sagen, Zylinder mit Kreuzschliff versehen, neue Ringe auf den Kolben und ab dafür.
(Einfahren auf die klassische, 1.000 km min.; das geht gut.)

Clemens

[27-steib]

der Zylinder hat doch jetzt schon leichte Längsriefen, dann noch mal einen Kreuzschliff , da wir die obere Toleranz schnell erreicht sein.

Knut- hast du den Zylinder gemessen? Waere mal interessant wo der jetzt liegt, und hast du Daten vom Einbaumass?

Gruesse Jan

[† odeon8]

die dem Brennraum abgewandte Seite trägt, Minutenringe unterstützen während der Einlaufphase das Ölabstreifen.

Hallo Stefan,

hast Recht, wußte ich nicht.
Ist z.B. hier beschrieben.

Thomas 

[sigi_rs]

Hallo zusammen,

zu den Zylindermaßen kann ich was sagen, ich habe ihn gerade auf der Werkbank.

Der Zylinder sieht innen wirklich "arschglatt" aus. Unten sind noch die Honspuren zu sehen, am unteren Totpunkt ist ein deutlicher Absatz zu spüren (Fingernagelprobe). Messtechnisch zeigt sich, daß der Zylinder praktisch überall Nullmaß hat (69,00), quer zur Fahrtrichtung, also in der Kurbelwellenachse kurz vor dem unteren Totpunkt 0,02 mm größer ist. Also ist eigentlich alles in der Toleranz. Der Zylinder ist also leicht ballig ausgewaschen.

Was das alles zu bedeuten hat, weis ich noch nicht.

Viele Grüße
Jörg

[sigi_rs]

Hallo zusammen,

ich habe den Zylinder gerade mal flexgehont und da ist der Absatz unten weggegangen und eine Riefe stehengeblieben.

Macht das was?

Viele Grüße
Jörg

[Rütz]

quer zur Fahrtrichtung, also in der Kurbelwellenachse

...entweder oder... oder?

PS:
Was ich am merkwürdigsten finde ist, daß trotz des sichtbaren Verschleißes praktisch kein Verschleiß "meßbar" ist...
Stoßspiel besser als neu, Bohrung besser als neu...
Wurden vielleicht neue Ringe zusammen mit einer "alten" Honung verwendet und konnten sich nicht einlaufen?

Rütz R(atlos)

[sigi_rs]

Tja, Anselm,

quer zur Fahrtrichtung, also in der Richtung, in der der Kolben um die Kolbenbolzenachse kippen kann. 

Mein Deutsch hat schon im Abitur zu wünschen übrig gelassen. 

Viele Grüße
Jörg

[Peter]

@Jan, sehe ich auch so. Ist nicht das erste Mal, dass 'Run it hard' ala Hertweck zum KO führt.
Gruß Peter

[Stefan]

Was ich am merkwürdigsten finde ist, daß trotz des sichtbaren Verschleißes praktisch kein Verschleiß "meßbar" ist...

Wenn nur die Honspuren entfernt wurden, hast Du einen Verschleiß von Nullkommairgendwasmikrometern, R_{z_Hon}∼0,2 μm.

Ist nicht das erste Mal, dass 'Run it hard' ala Hertweck zum KO führt.

Wieso KO? Knut hat den Zylinder freiwillig gezogen. Mit einer Kompression von 6,5 und sabberndem Entlüfterrohr fahren die meisten Leute noch ein paar zehntausend Kilometer, ohne es zu merken.

Gruß
Stefan

[Rütz]

@Stefan:
Genau das meine ich doch.
Wenn "tribologisch" etwas grundsätzlich nicht gestimmt hätte (wie Sand im Öl, Ölmangel etc...), hätte doch sich doch weit mehr als nur die Honspuren (und die auch noch spiegelblank) abreiben müssen.

...so ähnlich wie seinerzeit bei Jörgs "Feuerwehr", wo Zylinder wie auch Kolbenringe in kurzer Zeit gleich mehrere 1/10 eingebüßt hatten.
...oder die Beispiele für "Krafstoffüberschwemmung durch klemmenden Choke" in den üblichen Kolbenschadenshandbüchern.

Rütz

[27-steib]

Moin,

Peter- danke! Noch so ein Einfahrsoftie wie ich

Was fuen Oel war denn nun drin- die Kompressorplörre? Knut, traust du dich uns das zu sagen 

Grussse Jan

[Rütz]

Moin Knut,
ich habe ja tatsächlich auch ein Stereomikroskop (wenn auch alt und russisch)...
...muß man erstmal drauf kommen, daß für Kolbenringe zu benutzen.

Also meine alten Kolbenringe rausgekramt (die mit den 13 bar vom Edersee! 15.000 km Laufleistung) und inspiziert:
Die sehen definitiv exakt genau so aus!
Inklusive der Riefen, der kurbelraumseitigen Scharten und der schwarzen Nester.
Lediglich der Minutenring trägt etwas mehr als auf deinem Foto, was ja nicht verwunderlich ist.

-> Mit den Kobenringen ist nichts, das gehört so. Würde ich sagen. Soll ich dir meine mal schicken?

Ein Einlaufschaden durch Art des Öls oder "Run it hard" ist das auch nicht, nee... Da müßte dann wirklich was weg sein, also gerieben haben.. m.E.
Eigentlich bleibt nur übrig, daß an der Art des Honens irgendwas nicht gestimmt hat...

Hattest du den Motor mal ausgelitert?


Gruß Rütz

[Tino]

Mal ne ganz dummer Frage:
Der Honschliff ist auch wirklich weg und nicht "zugeschmiert"?
Gruß Tino

[† Knut]

Moin Leute,

Dank für die Anteilnahme und für das Mitdenken. Is' wahrlich ein schwieriges Thema. Meine Theorie wurde auch schon angesprochen: Schlecht gehont! Ja, ich glaube auch, dass sich ein Blechmantel gebildet hat, der die Honstruktur wieder zugeschmiert hat. Dadurch wurde der Ölfilm insbesondere am oberen Ring zu dick und es konnte dort vermehrt durchblasen.
Nur durch das gute und sehr leistungsfähige Kompressoröl (@ Jan  ) konnte ein stärkerer Verschleiss vermieden werden (ich weigere mich einfach, dem Öl die Schuld zu geben....)
Danke Rütz für's mikroskopieren - geht gut, ne? Das Deine gelaufenen Ringe auch diese Ausbrüche zeigen, ist sehr beruhigend für mich.
Ausgelitert hatte ich auch: ich kam bei 3 Messungen auf gemittelte 7,9 : 1 (bei 0,3mm Fußdichtung), insofern waren die anfänglichen 9 bar recht gut, die zum Schluß erzielten 6,5bar ziemlich dürftig.

Wie auch immer: Jörg ( )hat den Zylinder mit der Flex-Hone Bürste bearbeitet, ich besorge (vielleicht) neue Kolbenringe und fahre mit billigstem Öl nochmal ein.

Danke nochmal

Knut

[Stefan]

Inklusive der Riefen, der kurbelraumseitigen Scharten und der schwarzen Nester.
Lediglich der Minutenring trägt etwas mehr als auf deinem Foto, was ja nicht verwunderlich ist.

-> Mit den Kobenringen ist nichts, das gehört so. Würde ich sagen. Soll ich dir meine mal schicken?

Habe mir Knuts Bilder nochmal angesehen und stimme Rütz nun zu, denn: Auf dem 1. Foto des 2. Ringes sind links die Drehriefen noch zu sehen – die 30 %, die noch nicht tragen. Diese Oberfläche wirkt wegen der Vergrößerung sehr rauh. Diese Rauhigkeit (geschätzt R_z20) beschleunigt das Einlaufen des Ringes. Die Macken an der Unterseite liegen im gleichen Rauhigkeitsbereich, weil der schwarze Absatz auch so grob gefertigt wurde. Besser braucht der auch nicht zu sein, da seine Oberfläche keine Funktion hat.

Da hat Knut wohl zu genau hingeschaut.

Interessant ist Tinos Frage, leider wurden die Beweise vernichtet (s. #16).

Gruß
Stefan

[27-steib]

Moin Knut,

das senkt die Preise für die Stoesselgummis uber die Absatzmenge ungemein, wenn du alle 5000Km den Motor aufmachen musst 
Dein Motor ist doch bestimmt blitzsauber von innen, denn kannste doch mit modernem Hochleistungsoel fahren. Die 150 Grad bei der Autobahnhatz machen die Öle mit und deine Russenkompressolplörre vielleicht nicht?

Hau mal das Kompressoroel in die Bratpfanne und schau mal wann das raucht....

Gruess Jan

[cledrera]

Interessant ist Tinos Frage, leider wurden die Beweise vernichtet (s. #16).

Ich gehe davon aus, dass Knut und Jörg den Unterschied zwischen einem arschglatten und einem
zugeschmiert und daher arschglatten Zylinder erkannt hätten. Jörg hat zudem hierzu ausgeführt:

Unten sind noch die Honspuren zu sehen, am unteren Totpunkt ist ein deutlicher Absatz zu spüren (Fingernagelprobe).

Das belegt Materialabtrag und nicht "zuschmieren".
Leider hat Jörg nicht mitgeteilt, wie diese restlichen Honspuren ausgesehen haben.
M.E: könnte es nämlich ein Honfehler dergestalt gewesen sein, dass die Honung zu fein war.
Die Honung ist ja eigentlich nichts anderes als ein Kreuzschliff im 45 Grad-Winkel, erzeugt also Tiefen im Material der Zylinderlauffläche,
welche eine gewisse Breite aufweisen. Das schwächt naturgemäß das Material, welches mit einem härteren Kolbenring konfrontiert wird.
Das führt immer zur Materialabtragung, was auch völlig in Ordnung geht, wenn es über akzeptable Laufleistungen hinweg erfolgt.
Ist nun die Honung zu "fein" sind
a) die Tiefen nicht besonders tief und
b) die unmittelbar mit den Kolbenringen in Kontakt kommenden "Hochstände" von ihrem Materialunterbau her dünn.
Dazu sagte der Einzylinder: Kenne mer nitt, bruche mer nitt, fott domit.

Sollte es das sein, kannst Du jetzt beruhigt sein Knut. Moppelchen hat einen jörggehonten  Zylinder.
(Brummel, so ein altes Zeug einzubauen, auch wenn das passt, dann hohn ich lieber noch mal, sicher ist sicher, brummel)
Damit, meinte Jörg damals, hätte der Motor etwas weniger Kompression. Das hat auch anfänglich gestimmt; wenn ich auch 0,385 bar weniger
so spannend wie einen Napfkuchen fand. Mittlerweile hat sich die Kompression m.E. verbessert. Das ging fühlbar ab etwa 1.000 Kilometern los
und hat sich bis heute nicht wieder reduziert. Also eigentlich genau gegenteilig zu der Kompressionsentwicklung von Grisu.
Bei ca. 3.300 Kilometern hat ich den Kopf runter und habe dabei nach der Honung geschaut. Sie ist gut sichtbar.

Ich würde jetzt überlegen, ob Du das alles nicht einfach wieder zusammenbaust und ausprobierst.
Neue Ringe halte ich nicht für notwendig, es sei, Du hast die bisherigen aus irgendwelchen Gründen
zwischenzeitlich ausgebaut. (Hertweck S. 103, Fettdruck)

Last but not least: Nein, Jörg, das macht nichts. Weshalb sollte das etwas machen? Etwa weil R27er so sensibel sind?  

Clemens

[isie]

kann leider zu dem Thema nix beitragen, bin aber von Euren Ausführungen und Ausrüstung  (...) beeindruckt.
@ Knut: Frage mich aber auch, Wenn da alles im Lot wäre (Toleranzen usw): Warum war dann die Kompression so niedrig ... ?