Motorüberholung Kawa Z750Twin

[ricardo]

Nun, das liegt in Deinem Ermessen. Man kennt eben die Vorgeschichte vom Material nicht, und es kann gut gehen, kann aber auch schief gehen. Ich würde mich ärgern, wenn mir ein Ventil teure Kolben und den Brennraum versauen würde. Ich habe schon viele Ventilabrisse gesehen, und habe nicht feststellen können, dass es bei japanischen Motoren besonders anfällige gibt. Es passiert einfach mal hier, mal da..

[sven]

Ist das wirklich so ernst ?
Ventilabrisse sind bei diesen Motoren unbekannt.

Wie man's nimmt. Fast alle Teile am Motor können beginnende Schäden aufweisen
die später zum Versagen führen. Möglicherweise reißt deine Kurbelwelle am Über-
gang Zapfen:Hubwange an und fliegt dir demnächst um die Ohren. Deshalb wirst
du sie aber nicht einfach auf Verdacht wechseln sondern mit einem gewissen Risi-
ko leben. Bei den Ventilen ist die Sache aber ein bißchen anders, speziell die Auslaß-
ventile sind extrem beanspruchte Bauteile die im Gegensatz zur Kurbelwelle nicht
viel kosten, also die können ruhig mal neu.

Aber nochmal zurück zur Konstruktion deines Motors allgemein: ich finde du siehst
ihn ein bißchen zu pessimistisch. Ich fahr ja jetzt schon reichlich lange Klassik-Rennen
und hab da auch ein offenes Auge für Mopeds in anderen Klassen als meine (500er), z.B.
die 750er. Da sind hauptsächlich Guzzis, BMWs und Triumphs unterwegs. Wenn du deine
Kawasaki mit diesen Motoren vergleichst wirst du sie vielleicht in etwas anderem Licht sehen,
die ist nämlich abgesehen vom Gewicht her eine ziemlich renntaugliche Maschine: Triumph und
BMW haben Kurbelwellen ohne Mittellager (was ungünsatig ist im Hinblick auf hohe Dreh-
zahlen), alle müssen mit untenliegenden Nockenwellen und Stößelstangen klarkommen (die
insbesondere bei BMW furchtbar lang sind und noch dazu über sehr schwere Stößel betätigt
werden), die Triumph hat keine durchgehenden Stehbolzen und ist deutlich langhubig ausge-
führt, vom Ventilwinkel mal ganz zu schweigen undundund ... also verglichen mit diesen Motoren
steht deiner sehr gut da. Und deswegen scheint mir deine Vorsicht bezüglich Drehzahl und
Leistungssteigerung etwas übertrieben, da haben andere Karren schon ganz anderes ausgehalten.
Als Beispiel mal die von dir öfter erwähnte "grenzwertige" Kolbengeschwindigkeit von 20m/s -
das ist ein Richtwert der zwei wichtige Kenngrößen am Motor in einer Zahl zusammenfasst und
muß vor dem Hintergrund von angestrebten Lebensdauern im 6stelligen km Bereich gesehen
werden. Es ist absolut kein Problem diesen Wert mal zu überschreiten, bei meiner Yamaha komm
ich im Rennstreckenbetrieb auf gut 25m/s und es gibt absolut keine Probleme mit den Kolben
(Wössner, Mahle, cp, JE, Arias, ...).
Auch was die Steuerung angeht: klar kann man mit "shim under" Bauweise deutlich Gewicht ein-
sparen (mit 7er Schäften nicht so wahnsinnig viel wenn der Teller unverändert bleibt), aber wenn
du deine Konstruktion mit den oben genannten Konstruktionen vergleichst siehst du daß du einen
sehr leichten Ventiltrieb hast mit noch dazu hoher Eigenfrequenz, also gute Voraussetzungen für
hohe Drehzahlen und/oder hohe Ventilbeschleunigungen.

So, jetzt mal ein bißchen konkreter: ich kenn den Kawa Motor nicht, aber aufgrund der Fotos kann
man zumindest folgendes feststellen (alles in Relation zu anderen Motoren):

1. der Ventilwinkel ist für einen 2Ventiler nicht übermäßig groß
2. die Venttilsitze sind maximal weit an die Brennraumwand positioniert
3. der Spalt zwischen den Sitzen im Brennraum ist reichlich breit
4. die Sitzringe sind verhältnismäßig dickwandig

Zusammengenommen sind das alles Merkmale die für eine Verwendung dieses Kopfes mit größerer
Bohrung sprechen, 2. - 4. sind günstige Voraussetzungen für größere Ventilteller, in gewissen Gren-
zen (ca. +2mm, aber da will ich mich nur anhand der Fotos nicht festlegen) mit den vorhandenen
Sitzringen. Wenn du sehr ambitioniert bist ließen sich über größere Sitzringe auch noch größere
Tellerdurchmesser realisieren, wobei sich natürlich die Frage stellt ob das mit den Vorhandenen
Kanälen noch sinnvoll ist (auch die kann man ändern). Problematisch wird allenfalls irgendwann die
Lage der Zündkerze, man hat diie natürlich gern möglichst zentral, aber da drohen irgendwann Steg-
risse zum Ventilsitzring.
Bevor du da aber was machst solltest du unbedingt wie von Ricardo schon erwähnt die Nockenwellen-
problematik lösen: der Ventilhub einlaßseitig ist ja wirklich ein Witz (erklärt aber auch schlüssig
die sehr zahme Leistungsentfaltung deines Motors). Die Idee einlaßseitig ebenfalls eine Auslaßnocken-
welle zu verwenden klingt erstmal sehr gut (so sie geometrisch reinpasst, also in Bezug auf Lagersitze,
Grundkreis usw.) Viele Motoren haben ein- und auslaßseitig dieselben Ventilerhebungskurven, so daß man
nicht pauschal sagen kann die vom Auslaß sei am Einlaß nicht zu gebrauchen, du hast also gute Chancen
daß das bei deinem Motor funktioniert. Zumindest die Öffnungsdauer solltest du aber überprüfen, und
unbedingt geklärt gehört in diesem Zusammenhang die Blocklänge der Ventilfedern, aber das ist dir
sicher klar. Da die Ventile wie du geschrieben hast ziemlich genau gleich schwer sind sollte es die Aus-
laßventilfeder dann auch am Einlaß tun, wahrscheinlich sind die sowieso identisch.
Mehr geht natürlich mit noch schärferen Nockenwellen von Megacycle, im Katalog werden da zwei Sätze
erwähnt, 475-20 und 475-40. Die 475-20 hat ebenfalls eine zahme Einlaßnocke (in .406"/238°), die andere
hat die erwähnten 11,81 Hub bei 270° Steuerzeiten, also schon recht sportlich. Ist vielleicht was für später.
(Anmerkung: es gibt natürlich Grenzwerte für den Ventilhub ab denen eine weitere Vergrößerung kein Mehr
an Durchfluß mehr bringt, aber das bedeutet nicht daß dieser Grenzwert auch der sinnvolle maximale Ventil-
hub ist: im Betrieb ist das Ventil ja immer weniger weit geöffnet, insbesondere am Kurbelwinkel mit maximaler
Kolbengeschwindigkeit. Sprich man wählt für maximalen Füllungen schon Nockenwellen die weiter öffnen als
stationär nötig, einfach um möglichst früh und lange den maximalen Öffnungsquerschnitt freizugeben)

Um die Belastungen durch die höhere Ventilbeeschleunigung wieder etwas zu verringern bleibt dir nur Ge-
wichtsersparnis an allem was sich da bewegt. Die alten japanischen Ventile lassen sich erfahrungsgemäß
am Teller noch ordentlich erleichtern (ich hab bei meiner Yamaha die Serien Einlaßventile von 100g auf
rund 80g erleichtert, was keine Probleme verursacht hat. Am Auslaß wär ich da vorsichtiger, aber da war
bei der SR/XT auch weniger Bedarf...). Dünnere Schäfte würden natürlich auch was bringen, zumal die
8mm bei der Kawa aus heutiger Sicht stark überdimensioniert sind, speziell mit den Tassenstößeln, die
praktisch alle Seitenkräfte vom Schaft fernhalten wären da 7mm immer noch solide. Bringt aber gewichts-
mäßig weniger als man vielleicht denkt (in deinem Fall so im Bereich von 8 - 10g). Als nächstes die Stößel
selbst, da würde ich dir von den von ricardo vorgeschlagenen Lösungen (ausfräsen, Alustößel) abraten und
eher nach "shim under" Stößeln suchen (z.B. bei Kibblewhite. Es gibt Ausführungen bei denen die Shims nicht wie normalerweise üblich vom
Federteller, sondern im Stößel selber gehalten werden ("shim in tappet"). Ebenfalls sparen kannst du an den
Federtellern (Titan oder Alu), da sind aber meiner Meinung nach viele amerikanischen Teile nicht empfehlens-
wert weil sie durch den steilen Kegelwinkel nicht vernünftig klemmen. Schrick bietet Titanfederteller an mit
10° und 14,25° Keilwinkel, die sind besser. Schließlich bleiben die Federn selbst, auch da gibt es mittlerweile
leichtere Ausführungen als Mitte der 70er in Japan verwendet wurden.

Jetzt merk ich daß das ganze doch ziemlich ausufert obwohl noch so viel zu erwähnen wäre, deshalb nur noch ganz
kurz: Nimonic-Ventile brauchst du nicht, hartverchromte Schäfte laufen meiner Erfahrung nach auch in Guß-
führungen gut, fixer Zündzeitpunkt ist im Fahrbetrieb überhaupt kein Problem, wohl aber in Punkto Leerlauf/
Anspringen, gebaute Nockenwellen scheiden für dich wahrscheinlich erstmal aus und Doppelzündung hat zwar
theoretisch einige Vorteile, bringt aber hinsichtlich Leistung nicht soviel wie man meinen könnte (ich fahr in
der Yamaha wie fast alle anderen nur eine Kerze bei Bohrung d88).

So much 4 2day!

Gruß
Sven

[ricardo]

Mach doch mal ein paar Fotos von den Stößeln und lad' die hoch... von innen, von Außen, Durchmesser, Höhe...

[MichaelZ750Twin]

Hi Sven,
vielen Dank für die ausgiebige Antwort und die Einschätzung der Motorkonstruktion.
Habe mal bei Kibblewhite und auch bei Schrick gestöbert. Jaaa, da sind tolle Sachen dabei ;)

Hi Ricardo,
ich habe die Teile rausgesucht und fotografiert.
Hier die vier identischen Stößel:

DSCN9499 (Custom).JPG

Höhe einschl. oberem Rand: 26 mm
Durchmesser außen: 36 mm
Durchmesser innen: 34 mm
Gewicht: je 40 Gramm

Die Shims:

DSCN9502 (Custom).JPG

DSCN9503 (Custom).JPG

Durchmesser 32 mm
Gewicht bei 250er Stärke: 17 Gramm
Gewicht bei 280er Stärke: 18 Gramm
(zeigt die Briefwaage - nur auf ganze Gramm - zumindest so an)
Der Rand für die Shims ist 2 mm hoch, also stehen diese Shims immer leicht über.

Ventile und Federn habe ich auch nochmal zur Hand genommen.
Abgesehen von den Ventilen sind die restlichen Bauteile identisch:

DSCN9509 (Custom).JPG

DSCN9511 (Custom).JPG

[MichaelZ750Twin]

Die Keile fassen in zwei Nuten am Ventilschaft:

DSCN9508 (Custom).JPG

... und dann kam der Magnet zum Einsatz ;)
Das Einlassventil ist sowohl am Schaft als auch am Teller "magnetisch".
Der Schaft des Auslassventils ist ebenfalls "magnetisch", der Ventilteller ist es nicht !
Auf diesem Bild hängt der (kugelförmige) Magnet in etwa auf der Trennstelle.
Das war dann die nächste Überraschung, das doch so viel Schaft zum Ventilteller gehört:

DSCN9512 (Custom).JPG

Nachtrag zu den originalen Shims:
Die gibt es in 005er Schritten von 220 bis 340

[sven]

Ok., mal zu den Ventilfedern.
Die in meinem aktuellen Rennmotor sind für ca. 80g schwere Ventile mit 13mm Hub,
und 8500/min, die äußere hat D31,3 Außendurchmesser, 40,6mm lang (Einbaulängen
weiß ich grad nicht auswendig, sind aber ziemlich gering, sprich können/müssen mit
Distanzscheiben eingebaut werden). Der passende Federteller (Titan) wiegt 10g, die
Klemmstücke knapp 4g zusammen
Macht also ungefähr 41g bewegte Masse (nur halbe Feder rechnen) gegenüber den 61g
bei der Kawasaki.

Gruß
Sven

[ricardo]

Naja hier sind 40g Stößel 17g Shim, 19g Federteller, 4g Keile+35g Federanteil (ca)+Ventil.

Also Ventil mal außen vor eine bewegte Masse von 115g+Ventil. Bei der SR Fallen davon 60g weg, dafür kommt der Kipphebelarm dazu, der aber je weiter weg das Material vom Ventilschaft ist immer weniger gewichtete Masse einbringt. Ich sehe bei den Stößeln insbesondere mit diesen dicken Shims kaum Gründe sie nicht zu erleichtern, ebenso beim Ventil, welches bestimmt nochmal 80g auf die Waage bringt. Wenn irgendetwas diesen Motor daran hindert sehr hoch zu drehen, dann dieses schwere Zeug am Ventil bzw. die Ventile selbst...

Federteller von Schrick, ebenso die Federn kann ich auch empfehlen, insbesondere weil sie sehr günstig sind.

Sobald Du schärfere Nockenwellen einsetzen willst wirst Du keinen Weg finden den Motor auszudrehen ohne diesen Ventiltrieb zu erleichtern, denn das ist wirklich eine ganze Menge Gewicht.

P.S.: denke nachdem Du einen Magneten an irgendeine Motorkomponente gehalten hast unbedingt ans demagnetisieren!!

[MichaelZ750Twin]

Danke Sven,
das muß ich wegen der Gewichtsangaben aber nochmal hinterfragen.
Bezogen auf meinen Motor und die bewegten Massen pro Ventil sehe ich das so:
Ventil 80g
Stößel 40g
Shim(#280) 18g
Federteller 19g
Keile 4g
beide Federn zusammen 76g, davon die Hälfte = 38g
Macht als Summe 199g, sagen wir der Einfachheit halber 200 Gramm zu beschleunigende Masse pro Ventilhub.

Auf der Auslaßseite wird diese Masse im Serienmotor um, jetzt nochmal genau nachgerechnete, 9,76 mm Hub bewegt und der rote Bereich liegt bei 7.800 U/min. Das Ganze ist dauerhaltbar und auch für deutlich mehr als 100.000 km gut.

Leichtere Ventilfederteller wären ja noch relativ einfach, wenn sie mit dem Winkel der originalen Keile übereinstimmen.
Damit könnte ich etwa 5% zu beschleunigende Masse einsparen, was ja schon mal ein Anfang wäre ;)

Für alle Fälle habe ich mir schon mal einen Satz neue Originalventile bestellt.
2x Einlass für zusammen 50,- Euro (inkl. Versand) aus Deutschland,
2x Auslass für zusammen ca. 65,- Euro aus USA (inkl. Versand und Zoll)

Hatte gerade einen Anruf und sehr angenehmes Gespräch mit Campro !
Sie würden nach Materialbegutachtung und positivem Ergebnis meine Nockenwellen umarbeiten.
Gern nehmen sie dazu zwei Auslassnockenwellen, die schon den größeren Hub haben.
Der Grundkreis würde um etwa 0,75 mm abgeschliffen, um das schärfere Nockenprofil mit anschließend etwa 10,5 mm Hub zu erreichen.
Um die dann beim Ventilspieleinstellen fehlenden 0,75 mm auszugleichen wurde mir empfohlen, die Ventile um eben diesen Betrag tiefer in den Zylinderkopf zu setzen, also den Sitz entsprechend nachzubearbeiten.

Ausser der wieder hergestellten Einstellbarkeit mit den serienmäßigen Shims ergibt sich dadurch ein weiterer Vorteil:
Die Ventile haben einen etwas größeren Freiraum zum Kolben und in der Überschneidungsphase auch mehr Abstand zueinander. Beide Themen habe ich bisher noch nicht unter Kontrolle und da kann etwas mehr Reserve sicher nicht schaden !

Auch die Bearbeitung des Brennraums mit neuer Quetschkante sowie die Anbringung von Langlöchern in den Nockenwellenrädern würde Campro nach Besichtigung des Materials durchführen.
Die vorab, unter Vorbehalt der Machbarkeit, genannten Preise sind kein Schnäppchen, ich halte sie aber für durchaus fair für eine individuelle Bearbeitung mit ausführlicher telefonischer Beratung "Made in Germany" ;)
Megacycle ist da keineswegs billiger !

Ich werde Campro meine Nockenwellen und -räder als Erstes zusenden und sobald die neuen Ventile da sind, auch diese samt dem kompletten Zylinderkopf. Hurra, es geht voran !

Nächste Frage, bitte ;)

Was ist von Ersatzsteuerketten aus dem Zubehörhandel zu halten ?
Die originale Steuerkette (geschlossen) kostet als NOS ca. 150,- Euro netto (zzgl. Steuer und Versand), also fast 200,-€.
Bei Getor gibt es eine passende, geschlossene Steuerkette "Made in Japan" für etwa 60,- Euro brutto inkl. Versand.

Gibt es Bedenken solch eine Zubehörkette zu verwenden ?

EDIT: Muß noch den aktuellen Kommentar von Ricardo lesen, aber jetzt schicke ich meinen Beitrag erstmal ab ;)

[MichaelZ750Twin]

Hi Ricardo,

entmagnetisieren durch schlichtes "fallenlassen" der Ventile, Schaft voran, auf die Werkbank ?
Die Erschütterung sollte ausreichen, die ausgerichteten Eisenmoleküle wieder durcheinanderzubringen, oder ?

Leichtere Federteller wären einfach, leichtere Ventilfedern würden sicher auch etwas bringen, aber die Bearbeitung der Ventile traue ich mir nicht zu. Bevor da etwas schief läuft, lasse ich die Ventile lieber wie sie sind und weiß, das sie "ewig" halten, solange ich mich unter ca. 8.000 U/min bewege.

Siehst du Chancen in der von dir vorgeschlagenen Bearbeitung dieser Stößel ?
Kannst du das übernehmen ?

Da sollte ich doch noch die Montage eines Drehzahlmessers ins Auge fassen, damit mich das Gefühl nicht trügt.
Wenn es bei 8.000 U/min gerade so richtig weitergeht, ist es halt schwer die Gashand zu bändigen oder für alle Fälle doch lieber eine Zündung mit einstellbarem Drehzahlbegrenzer einbauen ;)

Vielen Dank für euren anhaltenden und vielfältigen Input, Ricardo und Sven !
Jetzt habe ich wieder richtig Lust, mich diesem Projekt zu widmen :dance2:

Der Winter kann kommen ;)

PS: Einen neuen Dremel samt biegsamer Welle brauche ich auch, den alten habe ich schon "aufgearbeitet" (bayrisch für: ruiniert).

[sven]

Die originale Steuerkette (geschlossen) kostet als NOS ca. 150,- Euro netto (zzgl. Steuer und Versand), also fast 200,-€.
Bei Getor gibt es eine passende, geschlossene Steuerkette "Made in Japan" für etwa 60,- Euro brutto inkl. Versand.

Im Prinzip nicht. Wenn ich bei Kedo eine Zubehör-Steuerkette für die SR
bestelle ist das eine endlose DID Kette, also eine bekannte Firma. Kedo kann
die übrigens endlos in praktisch jeder gewünschten Länge liefern, also mög-
licherweise auch für deinen Motor (Teilung müßte man natürlich noch klären).
Der Preis liegt dann auch ungefähr im von dir genannten "after-market" Bereich.

Das mit camproo klingt doch schonmal ganz gut, aber wie gesagt, achte auf even-
tuelle Komplikationen mit den Serien Federn. Die von mir genannten können wie
gesagt 13mm Hub ab, die Kräfte betragen dann 30kp (Vorspannung) bzw. 100kp
bei 13mm geöffnetem Ventil.

edit: ich seh grad, wegen der Stößel: laß die ja in Frieden, bei 1mm Wandstärke
brauchst du da echt nichts mehr rausarbeiten, zumal die Gefahr besteht daß sie
nachher unrund sind.

Später mehr.

Gruß
Sven