Motorüberholung Kawa Z750Twin

[MichaelZ750Twin]

Hi Sven,

danke für die wie immer wertvollen Tipps.
Das mit den Vibrationen oder der Belastung durch konstruktiv unrund / unwuchtig laufende Wellen / Bauteilen habe ich so aus dem Kopf beschrieben. Im WHB gibt es dazu eine schöne Zeichnung, die den Grund für die Verwendung von Ausgleichswellen beschreibt. Irgendwie hat sich das in meinem Kopf als Vibrationen 1. und 2. Ordnung abgelegt.
A und E zeigen den perfekt machbaren Ausgleich auf / ab.
C beschreibt die 9-Uhr-Position, gegen deren Unwucht (in diesem Fall nach hinten) die Ausgleichswellen eingesetzt werden. B und D zeigen die dynamischen Zwischenstellungen.

vibration reduction1.jpg

Anmerkung:
Schwierigkeiten durch Resonanzschwingungen und sich dadurch übermäßig verformender Bauteile schließe ich bei diesem Motor erstmal aus. Die Kurbelwelle hat drei Lagerstellen, also auch eine in der Mitte. Die Nockenwellen sind jeweils vierfach gelagert, das sollte auf alle Fälle reichen

Ich habe Tomsters GR650 ohne Ventildeckel gesehen.
Die hat auch DOHC mit Tassenstößeln, zwei Ventile pro Zylinder und mittig laufende Steuerkette.
Da ist alles viel zierlicher ausgeführt und die Nockenwellen werden nur zweifach, jeweils ganz aussen gelagert.
Der Kawamotor bietet deutlich mehr Reserven, was sich leider auch im opulenten Motorgewicht widerspiegelt.

[sven]

Stichpunkt harmonische Schwingung,

Yep! Oder "Fourierreihe".

Müssen die Ausgleichswellen nicht auch neu gewuchtet werden, passend zu den Kolben, Pleueln und der Kubelwelle? ich könnte mir sonst vorstellen, dass sie im dümmsten Fall sogar kontraproduktiv sind und zusätzliche Vibrationen erzeugen können?!

Idealerweise ja, weil die bestmögliche Wuchtung mit 50% Ausgleichsgrad an der Kurbelwelle
und je 25% an den beiden Ausgleichern erzielt wird, aber selbst wenn diese Werte nicht mehr
eingehalten werden (z.B. durch leichtere oder schwerere Kolben) bleiben sie immer noch "pro-
duktiv", d.h. es ist immer (viel!) besser mit Ausgleichswellen zu fahren als ohne (hinsichtlich
der freien Kräfte d.h. der Vibrationen).
Leider ist die Neuwuchtung der Ausgleichswellen, obwohl es verhältnismäßig einfache Teile sind
recht schwierig. Das liegt daran daß man vernünftig nur "auf Null" wuchten kann, man bräuchte
also Meistergewichte definierter Unwucht die man an den Ausgleichswellen anbringt, müßte dann
beide Teile gemeinsam auswuchten und hätte dann nac h Entfernen der Meistergewichte die ge-
wünschte Unwucht an den Ausgleichern.

Auf die Nockenwellenräder und die Wellen selbst könnte man doch Markierungen anbringen, die eine einfache, Gradweise Verstellung recht präzise erlauben, auch ohne zusätzliche Messmittel. Das würde ich da ernsthaft in Betracht ziehen! Gerade bei Test nach dem Trial&Error-Prinzip ist man glaube ich sehr froh um jede Minute, die man sich sparen kann

Ja, das meinte ich ja, in der Praxis wird es darauf hinauslaufen daß die Steuerzeiten einmal prä-
zise ermittelt werden und danach nur noch um einen definierten Betrag (z.B. +- 5°) verstellt wird.

[MichaelZ750Twin]

Hi Andreas,
ja, diese Begriffe sind mir bekannt, ich "spiele" aber kaum mit Elektromotoren, eher mit Gleich- und Wechselrichtern (400 V AC bis 4 MW) und Batterieanlagen mit bis zu 800 V DC.
PWM (Pulsweitenmodulation), PFC (Power Factor Correction), Oberwellen und Netzrückwirkungen gehören auch dazu.
Diese Art des Schwingungsverhaltens gibt es nicht an Verbrennungsmotoren, was mich glücklich macht

Erfreulicherweise sind die neuen, größeren Kolben durch die moderne Slipper-Bauform nur etwa 4% schwerer als die Originalkolben. Nach einhelliger Meinung könnte man das Wuchten der Kurbelwelle durchführen, ist aber nicht wirklich notwendig, die Anpassung der Ausgleichsgewichte wäre aber ungleich schwieriger.
Fazit: Ich belasse alle Gewichte wie sie sind und erwarte keine unliebsamen Überraschungen.

Ich habe bei einer Motorinstandsetzung sogar mal die vordere Ausgleichswelle um einen Zahn falsch eingehängt.
Der Besitzer, mein Onkel, hat trotz vorher schon über 80.000 gefahrenen Kilometern mit dem Motor keinen Unterschied im Vibrationsverhalten festgestellt. Er war mit dieser verstellten Ausgleichswelle auch mit uns in Norwegen und wir haben keinerlei Anlass, den Motor wieder zu öffnen, um die Kette um den einen Zahn wieder umzuhängen.
Es scheint ein paar Reserven auch an dieser Stelle zu geben

[MichaelZ750Twin]

Hi Sven,
danke für deine Antworten.
Da warste schneller einkaufen als ich getippt habe

[sven]

Hi Michael!

Ich will da jetzt nicht alles zerreden, aber was du da geschrieben hast stimmt leider nicht ganz.
Das Gegengewicht an der Kurbelwelle gleicht nur die halbe Massenkraft der oszillierenden Bau-
teile aus, deshalb bleibt in den Totpunkten (A und E) noch eine 50% Restkraft übrig. In den Zeich-
nuingen symbolisieren die weißen Pfeile die Kräfte von Kolben und Pleuel bzw. die vom Gegen-
gewicht, der dunkle Pfeil die resultierende Kraft (Vektorsumme). Wenn du genau hinschaust siehst
du daß diese Summe mit konstantem Betrag gegen die Motordrehrichtung umläuft, deshalb
läßt sie sich durch eine ebenfalls gegensinnig drehende Ausgleichswelle kompensieren. Wenn diese
Ausgleichswelle aber nicht koaxial zur Kurbelwelle angeordnet ist (gab's mal bei Husaberg) erzeugst
du mit dieser Anordnung allerdings ein Kippmoment daß die Zylinderbank vor und zurückzuschwenken
sucht. Um dieses Moment loszuwerden hat Kawasaki die aufwendige Konstruktion mit zwei Ausgleichs-
wellen gewählt (haben sie doch, oder?), dann ist die 1. Ordnung komplett eleminiert.
Es bleiben aber noch Kräfte 2. Ordnung übrig, die wirken gleichphasig in Zylinderrichtung und könnten
nur mit Ausgleichswellen die mit doppelter Motordrehzahl laufen kompensiert werden. Sowas gibt es
an manchen 4Zylinder Reihenmotoren, die in dieser Hinsicht besonders ungünstig sind. Allerdings haben
Reihen 4 Zylinder keine freien Kräfte/Momente 1. Ordnung, so daß dafür auch keine Ausgleichswellen
nötig sind.

Ist die Verwirrung jetzt komplett?

Viele Grüße und viel Erfolg!
Sven

[MichaelZ750Twin]

Sven, danke !
Du hast absolut Recht !

Erst zusammen mit den gegenläufig rotierenden Ausgleichswellen ergibt sich der Massenausgleich zu Kolben/Pleuel auch im OT oder UT.
Ja, die zwei Ausgleichswellen liegen auf Höhe der Kurbelwelle und haben auch wohl den gleichen Abstand nach vorn bzw. hinten zur Kurbelwelle. Die Ausgleichswellen rotieren mit der selben Drehzahl wie die Kurbelwelle.
Hier die nächste Grafik, diesmal mit Ausgleichsgewichten:

Balancer Mechanism.jpg

Also, die Dinger bleiben drin

[sven]

Exakt! Und auf dem zweiten Bild siehst du sehr schön, wie die Restkraft an der Kurbelwelle
(großer Pfeil) durch die beiden an den Ausgleichswellen (kleine Pfeile) ausgeglichen wird.
Viele Motoren haben nur eine Ausgleichswelle mit doppelt so großem Gegengewicht, aber
dann wird das oben beschriebene "hin- und herkippen" des Motors erzeugt (was aber nicht
sehr dramatisch ist, man spürt es kaum). Um diesen Effekt möglichst gering zu halten wird
die Ausgleichswelle dann so nah wie irgend möglich an die Kurbelwelle gesetzt, was dazu führt
daß das Gegengewicht der Ausgleichswellen zwischen den Hubscheiben "durchtaucht" (bei
Einzylindern).
Wenn der Antrieb der Ausgleichswelle versagt stoßen Pleuelfuß und Ausgleichsgewicht zusammen
und es reißt dir den Motorblock auseinander.

[Dengelmeister]

Moin Männers,
macht echt Spaß hier mitzulesen, da lernt selbst so´n alter Sack wie ich noch etwas dazu

[MichaelZ750Twin]

Danke Sven !
Du kannst mir ja Hoffnung machen
Nene,
bei diesem Motor laufen die Ausgleichgewichte zum Glück nicht zwischen den KW-Wangen durch, sondern in dem mittigen Freiraum der Kurbelwelle, wo die Ritzel der Steuerkette und der Ausgleichswellenkette sowie das mittlere Lager nebeneinander zu finden sind.
Ein Zusammenstoß der Ausgleichsgewichte mit der Kurbelwelle ist damit ausgeschlossen

Hi Hans,
freut mich dich hier zu sehen

[sven]

Ein Zusammenstoß der Ausgleichsgewichte mit der Kurbelwelle ist damit ausgeschlossen

Eben! Und deine Entscheidung dort alles serienmäßig zu belassen finde ich völlig richtig!