Ersatzteile, Instandsetzung und Motorenbau für Simson - Moto-Selmer.de
 
Ersatzteile, Instandsetzung und Motorenbau für Simson - Moto-Selmer.de

Zylinder und Kolben

Der Zylinder bildet, mit der sich unter ihm befindlichen Kurbelkammer, den Arbeitsraum des Motors. Die Kurbelkammer deshalb, da in ihr das Gemisch, bei Abwärtsbewegung des Kolbens vor-verdichet wird (Prinzip Zweitaktmotor).

Im Zylinder wird das Kraftstoff/Luftgemisch an einem definierten (Zündzeit)- Punkt durch die Zündkerze entzündet. Durch die damit einsetzende Druckwelle wird der Kolben in Bewegung versetzt. Diese Auf- und Abwärtsbewegung wird mittels des Kurbeltriebs in eine drehende (rotierende) Bewegung umgesetzt.

Die Laufbuchse der Simsonzylinder besteht aus Grauguss (Gusseisen mit Lamellengraphit). Zur Fixierung und Kühlung ist die Laufbuchse in einen Kühlkörper aus Aluminium eingeschrumpft. Die Kühlung übernimmt der Fahrtwind, oder wie bei den älteren Motoren ein Gebläse, welches direkt von der Kurbelwelle angetrieben wird.

In die Laufbuchse eingearbeitet sind die Schlitze für Auslass, Überströmer und Einlass.

Laufbuchse

Über diese Schlitze wird der Gaswechsel im Zylinder besorgt und gesteuert (Prinzip Umkehrspülung). Das Öffnen und schließen der Kanäle übernimmt der Kolben mit dem Kolbenboden (Auslasskanal und Überströmkanäle) bzw. dem Kolbenschaft (Einalasskanal). Die Positionierung, Höhe und Breite der Kanäle in der Laufbuchse sind genau berechnet und aufeinander abgestimmt. Dies ist zwingend nötig um die Anforderungen in Bezug auf Drehmomentverlauf, Leistung und Verbrauch zu erfüllen. Man kann also mit der Positionierung, Größe und Formgebung der Schlitze großen Einfluss auf die Motorcharakteristik nehmen. Die Übergänge vom Kühlkörper zur Laufbuchse müssen eben sein, da hier Wirbelbildung vermieden werden soll. Speziell bei den Übeströmkanälen ist dies von außerordentlich wichtiger Bedeutung, hier sollen sich keine Wirbel bilden, um eine effektive Durchspülung des Zylinders durch die Frischgasstrahle zu ermöglichen. Um die Strömungsrichtung der Frischgasstrahle zu beeinflussen sind in der Laufbuchse an den Überströmschlitzen Winkel in horizontaler-, und vertikaler Lage angetragen. Diese leiten die Frischgasstrahle schräg nach oben in Richtung rückwärtiger Zylinderwand. Diese Winkel sind sehr genau berechnet, damit beide Gasstrahle möglichst gleichzeitig und am gleichen Punkt aufeinander treffen, um sich gegenseitig zu stützen. Nur so ist es möglich, dass schließlich beide Gasstrahle als eine sich aufrichtende Frischgaswelle vereinigt, den Zylinder spülen (vom Altgas befreien).

Die Bauart mit eingeschrumpfter GG- Laufbuchse hat sich über zig- Jahre bewährt und wird auch heute noch angewandt. Ein großer Vorteil dieser Bauart ist die relativ einfache und kostengünstige Möglichkeit der Herstellung und die preisgünstige Instandsetzung, durch feinbohren und honen. Als Nachteile sind sicherlich die durch den Einsatz von Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten benötigten höheren Einbauspiele und die niedrigere Standzeit gegenüber beschichteten Aluminiumzylindern aufzuführen.. Die Zylinderlaufbuchse ist außer den hohen thermischen Belastungen vor allen Dingen starken mechanischen Belastungen ausgesetzt. Der Werkstoff der Kolbenringe (Perlitguss) besitzt eine ähnliche Härte, wie der der Werkstoff der Laufbuchse und somit entsteht durch das ständige auf und ab des Kolbens logischerweise Verschleiß, der Zylinder wird „ausgewaschen“ und bekommt eine messbar ovale Form. Dies macht deutlich, dass es absolut keinen Sinn macht, bei Verschleißerscheinung (Leistungsverlust) den Kolben mit neuen Ringen zu versehen, in der Annahme, dass nun die Kompression wieder besser wird. Das Gegenteil wird der Fall sein. Der Kolbenwerkstoff selbst ist Aluminiumguss, also wird auch der Kolben im Betrieb verschleißen. Für Simsonzylinder bekommt man problemlos Ersatzkolben im nächst größeren Schleifmaß. Die Zylinder der 50ccm Motoren können bis zu 6 mal nachgeschliffen werden, jedes mal in Schritten von 0,25mm

Verschleiß Merkmale

  • Laufleistung: hat der Motor schon etliche zigtausend Kilometer auf dem Buckel
  • und kaum noch Leistung, so ist davon auszugehen, dass Kolben und Zylinder erneuert werden müssen.
  • Beschädigung: starke Riefen am Kolben. Beschädigung der Kolbenringe. Riefen in der Zylinderlaufbahn.
  • Starkes Kolbenklappern (deutliche Kippgeräusche)
  • Starke Schwarzfärbung unterhalb der Kobenringe, Altgas drückt durch
  • Schwer einstellbarer Motor
  • Motor hat zu wenig Leistung
  • zu großer Kolbenringstoß (mehr als 0,6mm)

Eine genaue Aussage zum Zustand der Kolben/-Zylindergarnitur lässt sich mit Messgeräten (Mikrometer, Innenmessgerät) erreichen.

Mikrometer, Innenmessgerät

Zylinder schleifen
In der Zylinderschleiferei wird der Zylinder erst feingebohrt und anschließend gehont. Hier gibt es jedoch unterschiede, manche Schleifereien bohren nicht, sondern erreichen die geforderten Maße nur durch honen. Das Honen (erkennbar an den kreuzweisen Schleifspuren), dient als Endbearbeitung der Laufbuchsenoberfläche und zur Erreichung der erforderlichen Maß- und Formgenauigkeit. Die Lauffläche wird durch diese Bearbeitung aufgeraut, dadurch kann der Ölfilm besser haften (Ölhaltevermögen). Dies ist gerade in der Einfahrzeit wichtig.

Zylinder bohren und honen sind Aufgaben für den Fachmann. Beim Honen kommt es auf den richtigen Winkel und die erforderliche Rauhtiefe an, diese haben entscheidenden Einfluss auf die Haltbarkeit der Kolbenringe und das Ölhaltevermögen der Laufbuchse. Also Finger weg von irgendwelchen Versuchen mit Bohrmaschine und Honahle! Anzumerken ist noch, dass immer zuerst der neue Kolben vermessen wird (Mikrometer bei Zimmertemperatur). Dann wird nach dem tatsächlichen Kolbendurchmesser der Zylinder geschliffen, mit dem erforderlichen Einbauspiel versteht sich. Man wird sich wundern, wie doch der tatsächliche, gemessene Durchmesser oft vom auf dem Kolbenboden angegebenen abweicht. Jede gute Zylinderschleiferei macht das so. Den Zylinderdurchmesser messe ich zur Kontrolle mit einem Innenmessgerät

Zylinder ausmessen

Nach dem Neuschliff sind unbedingt alle, durch die Bearbeitung entsandene Grate zu entfernen. Besonders wichtig ist diese Maßnahme am Auslassschlitz, da hier die größte Öffnung ist, über die die Kolbenringe hinweggleiten müssen. Als Werkzeug dient hierbei ein Dreikantschaber, oder Schlüsselfeile. Wer eine ruhige Hand hat, nimmt einfach den Dremel. Es wird nur der Grat entfernt, die Kante darf verrundet werden, auf keinen Fall wird eine Fase an die Schlitze angetragen! Bei aufgebohrten Zylindern (z.B.S60) sollte die Fase unten an der Laufbuchse nachgesetzt werden, um das eingleiten der Kolbenringe zu ermöglichen und diese bei der Montage nicht zu beschädigen.

Einbauspiel (nicht verwechseln mit Laufspiel!)
Als Einbauspiel wird die Differenz bezeichnet, die sich aus dem Nennmaß des neuen Kolbens und dem Nennmaß des neuen, oder überholten Zylinders errechnen lässt. In der Vergangenheit gab es große Probleme mit Nachbaukolben, die aus anderem Material gefertigt waren, meist billige Fernostprodukte, deren Aluminiumlegierungen sich stärker unter Hitzeeinwirkung ausdehnen. Die Folge waren Reihenweise Klemmer und Kolbenfresser. Für das Einbauspiel ist also das verwendete Kolbenmaterial ausschlaggebend. Das originale Einbauspiel für Simsonzylinder beträgt für 50ccm: 0,03mm (Sperber SR4-3: 0,04mm), für die 70ccm Zylinder sind es dann 0,04mm. Moto-Selmer achtet genau auf die Einhaltung des erforderlichen Einbauspieles, so wird jeder Kolben genau vermessen und nach diesen Maßen der Zylinder regeneriert.

Original und Nachbau
Für die gebläsegekühlten Motoren gibt es bis jetzt keine Nachbauzylinder, es ist da aber etwas „am köcheln“. So kommt hier nur die Instandsetzung des originalen Zylinders in Frage. Für die anderen Motoren (S51/70, S50) sind diverse Zylinder verschiedener Herkunft, Qualität und mit teilweise nicht nachvollziehbaren Kolben/Zylinder Kombinationen im Umlauf. Ich habe hier viele Bauchlandungen erlebt und Haupthaar gelassen, aber dazu später. Zylinder auf deren Karton „Alternativhersteller“ steht, sollte man lieber gar nicht erst auspacken. Bei diesen Zylindern stimmt nicht ein Maß, die angetragenen Winkel sind falsch und die Lauffläche ist eine regelrechte Buckelpiste, außerdem darf der Kühlkörper nur mit Schutzhandschuhen angefasst werden (Verletzungsgefahr, kein Scherz!). Die am häufigsten angebotenen Nachbauzylinder sind die der polnischen Firma Almot. Diese Zylinder sind mittlerweile wirklich gut, ich kann sie ohne Vorbehalt weitergeben. Seltsamerweise werden Almot Zylinder wohl in verschiedenen Qualitäten angeboten, so gibt es auch Almot Zylinder im Umlauf die nicht so toll verarbeitet sind. Zum S70 Almot- Zylinder ist noch anzumerken, dass leider die Schlitzhöhe der Übeströmkanäle nicht original ist, sondern kleiner. Es ergibt sich also ein geringerer Winkel als 119°.

Wenn das Krümmergewinde am Originalzylinder noch brauchbar ist und sonst nichts abgebrochen dann sollte dieser Zylinder, wie oben beschrieben, instand gesetzt werden. Dies ist problemlos machbar und man wird, sofern der richtige Kolben verwendet wird, wieder viele Tausend Kilometer Freude haben.

Zylinderkopf
Zunächst einmal ist der Zylinderkopf der Deckel, der (in unserem Fall ohne Dichtung!) auf den Zylinder aufgeschraubt wird und diesen damit Gasdicht verschließt. Das weichere Aluminiummaterial wird hierbei auf die Laufbuchsenoberkante aufgedrückt. Aber auch hier, wie könnte es anders sein, steckt der Teufel im Detail. Zur besseren Übersicht ein Schnitt durch den Zylinderkopf des S51 Motors, nebst Kolben, mit den dazugehörigen Erklärungen

Zylinderkopf S51

Brennraumkuppel
Zur Anwendung kommt, wie bekannt, das Prinzip der Zweitakt-Umkehrsülung. Die aufgerichteten Frischgasstrahle steigen als Frischgasfront an der rückwärtigen Zylinderwand (gegenüber dem Auslass) auf in Richtung Zylinderkopf. Dort angekommen, wird die Frischgaswelle durch die halbkugelförmige Form des Brennraums umgelenkt, und zwar in Richtung Auslass nach unten. Durch diese Richtungsumkehr werden die sich noch im Zylinder befindlichen Altgase mit Hilfe der umgelenkten Frischgasfront aus dem Zylinder getrieben. Die Form und Gestaltung der Kuppel beeinflusst die Beschaffenheit der sich entwickelnden Flammenfront bei der Entzündung des Frischgases.

Über die Größe (Volumen) des Brennraums definiert sich die (geometrische) Verdichtung, welche als Verhältniszahl (z.B. 1:9,5) angegeben wird. Würde man also das Volumen der halbkugelförmigen Kuppel verringern, so hätte man als Ergebnis eine gesteigerte Verdichtung. In Fahrzeugdatenblättern wird stehts die eben beschriebene geometrische Verdichtung angegeben.

Quetschkante
Als Quetschkante wird der schmale Absatz zwischen Dichtfäche und Kuppel des Zylinderkopfes bezeichnet. Sie hat die Aufgabe das Frischgas in Richtung Brennraum zu beschleunigen und dabei zu verwirbeln. Beim Vorgang des Verdichtens (Kolben in der Aufwärtsbewegung, alle Schlitze geschlossen), wird das Gemisch unter großem Druck über diese Kante „gequetscht“. Hierbei entstehen hinter der Kante Verwirbelungen. Durch diese Verwirbelungen brennt das Frischgas rascher durch. Das Verhältnis von Quetschfläche zu Brennraumfläche hat Einfluss auf den Drehmomentverlauf des Motors. Je höher die Drehzahl, desto stärker die Verwirbelung. So wird man für einen Motor der sehr hoch drehen soll eher einen Zylinderkopf mit einer kleineren Quetschkantenfläche nehmen. Für einen Motor der „gut von unten gehen“ soll, sollte der Flächenanteil der Quetschkante etwas größer sein. Die Quetschkante muss in ihrem Öffnungswinkel so beschaffen sein, dass sie sich der Kontur des Kolbenbodens anpasst. Ist dies nicht der Fall, so kann es z.B. durch „eingeschlossenes“ Gemisch bei falschem (negativem) Öffnungswinkel zu klopfender Verbrennung durch Überhitzung kommen. Beim Umbau (ausdrehen) des Zylinderkopfes für höhere Hubräume (z.B. S60) muss die Quetschkante unbedingt neu angepasst werden.

Quetschspalte
Als Quetschspalte wird der Abstand des Kolbenbodens in OT zur Quetschkante bezeichnet. Diese Spalte kann man recht einfach bei aufgeschraubten Kopf nachmessen, indem ein Lötdraht 1mm stark von oben durchs Kerzengewinde geschoben wird. Dieser Draht wird nun zu einer Seite gelegt. Den Koben durch drehen am Polrad einmal über OT bringen. Der Draht wird dadurch zusammen gedrückt und kann nun mit dem Messschieber nachgemessen werden. 0,8mm ist dabei ein ziemlich idealer Wert. Die Praxis zeigt, dass dieser Wert bei originalen Zylinderköpfen durch werksseitige Fertigungstoleranzen oftmals erheblich überschritten wird. Dies beeinträchtigt die Wirkung der Quetsckante, als „Gemischbeschleuniger“. Durch abdrehen der Dichtfäche lässt sich dieser Wert herstellen. Die Maßnahme würde ich nicht als Tuning, sondern eher als Optimierung bezeichnen.

Kolben, Kolbenringe
Der Kolben ist praktisch das erste Bauteil in der Kette der kraftübertragenden Teile unseres Motors. Der Kolben im Simson Zweitaktmotor hat folgende Aufgaben zu erfüllen:

  • Den Brennraum beweglich abdichten (Kolbenringe)
  • Wärmeableitung (Über Kolbenringe und Schaft an die Zylinderwand)
  • Den bei der Verbrennung entstehenden Druck effektiv auf die Kurbelwelle übertragen (in Bewegung umwandeln)
  • Öffnen und schließen von Einlass-, Auslass- und Überströmschlitzen (Gaswechsel)
  • Speziell im Simsonmotor: Führen des Pleuelstange mittels Anlaufscheiben und definiertem Augenabstand

Der Kolben in unserem kleinen Zweitaktmotor wird ziemlich stark beansprucht. Mit steigender Drehzahl des Motors steigt natürlich auch die Geschwindigkeit des Kolbens in der Auf- und Abwärtsbewegung. Bei 60 Km/h sind es gut 15m pro Sekunde! Dazu kommt noch, dass der Kolben dem Druck standhalten muss, der aus der Verbrennung entsteht. Die dabei entstehenden seitlichen Kräfte muss der Kolben über den Schaft an die Zylinderwand weitergeben, der Kolbenschaft soll hierbei flächig tragen, ohne sich zu verformen. Die thermische Belastung des Kolbens ist grundsätzlich im Bereich des vorgewölbten Kolbenbodens am stärksten, da dieser im direkten Kontakt zum Verbrennungsvorgang besteht. Hier entstehen sehr hohe Temperaturen. Dabei soll sich der Kolben möglichst wenig ausdehnen, um ein geringes Einbauspiel zu ermöglichen. Trotzdem soll der Kolben eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen. Der Kolben soll leicht sein, aufgrund der auftretenden Massekräfte des bewegten Kolbens, wobei hier klare Grenzen durch die geforderte Formstabilität gesetzt sind. Zu allem Überfluss soll der Kolben noch verschleißarm sein. Um diese Anforderungen zu erfüllen eignet sich als Kolben Werkstoff am besten Aluminium.

Hier die Kolben, die in den Simsonmotoren zum Einsatz kommen:
Kolben Übersicht

Kolbenmaterial
Simson Kolben werden im Kokillenguß Verfahren hergestellt. Die originale Aluminiumlegierung AK20 (AlSi20CuNi) besitzt einen Siliziumanteil von 18%-22%. Kolben mit niedrigerem Siliziumanteil haben einen größeren Wärmeausdehnungswert (z.b. AK12) und sind schneller verschlissen, da ein kleinerer Siliziumanteil die mechanische Standfestigkeit verringert. Diese Kolben aus China und Polen werden sehr häufig angeboten. Durch Einsatz solcher (minderwertiger) Nachbaukolben kommt es immer wieder zu kapitalen Kolbenfressern. In der Schleiferei wird das Kolbenmaterial nicht berücksichtigt, der Kolben dehnt sich im Fahrbetrieb mehr als einer aus originalem Kolbenmaterial und geht dann fest. Der Schleiferei sollte man dann nicht unbedingt einen Vorwurf machen, da das Kolbenmaterial nicht immer bekannt ist. Im Kolben sollte K20 stehen. Aber leider so scheint es mir, kann man sich auch auf diese Prägung nicht immer verlassen. Anders kann ich mir die starke Konizität und Unterschreitung des Nennmaßes eines (sehr oft angebotenen) Nachbaukolbens nicht erklären…oder er ist schlichtweg nicht maßhaltig. Manch eine Schleiferei schleift heutzutage auf größeres Einbauspiel aus Angst vor Kolbenfressern. Dies kann einer der Gründe für starke Kippgeräusches sein, wenn man dann einen guten Kolben aus ordentlichem Material nimmt.

Kolbenringe
Kolbenringe im Zweitaktmotor dienen als Dichtelemente und werden auch als Kompressionsringe bezeichnet. Die Simson Kolbenringe bestehen aus Kugelgraphiteisen GGG (Perlitguss), welches gegenüber dem Grauguss- Lamellengraphit der Laufbuchse eine höhere Bruchfestigkeit besitzt. Geführt werden die Ringe in den Kolbenringnuten. Der KR soll sich in seiner Nut leicht drehen lassen.

Da auch hier wieder zwei unterschiedliche Werkstoffe (Aluminium und Eisenguss) in direkter Verbindung unter großer Hitzeeinwirkung stehen, ist eine Spielgebung zwingend erforderlich. Im Betrieb soll das Einfedern des KR möglich sein, er würde sonst brechen, oder nicht richtig in der Laufbuchse anliegen. Das Höhenspiel liegt bei 0,04mm.

Durch zu großes Höhenspiel kann es zum „Ringflattern“ kommen, welches den Motor in höheren Drehzahlen stark abbremst. Später verformen sich die Ringnuten, werden ausgeschlagen und es kann zum Bruch des Ringes kommen. Dies ist ein weiterer Grund dafür niemals auf einen alten, verschlissenen Kolben neue Ringe zu montieren! Die Kolbenringe sind durch gehärtete Sicherungsstifte (Innensicherung) gegen verdrehen gesichert. Dies ist nötig, da sich sonst die Ringstöße in den Kanalkanten der Laufbuchse verhaken würden.

Im Betrieb soll der KR gleichmäßig auf der Laufbuchse tragen, um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten. Dies ist eigentlich auch der Kernpunkt beim Einfahren. Das Einfahren der neuen Zylindergarnitur dient hauptsächlich dem Anpassen Kolbenringe an die Laufbuchse. Um den Verschleißzustand des KR zu prüfen, wird dieser vom Kolben entfernt. Der Kolbenring wird von oben in die Laufbuchse eingesetzt und mit dem Kolbenschaft zur Erreichung der Winkligkeit ca. 2 cm in die Laufbuchse geschoben. Nun kann man mit Fühllehre das Ringstoßmaß nachmessen.

Laufbuchse

Es sollte nicht größer als 0,6mm sein. Kolbenringe lassen sich am einfachsten mit einer Kolbenringzange montieren.

Kolbenringzange

Kolbenbolzen
Der Kolbenbolzen hat die Aufgabe die Kraft vom Kolben auf das Pleuel und somit den Kurbeltrieb zu übertragen. Der verwendete Werkstoff ist Einsatzstahl. Bei allen Simsonmopeds haben die Kolbenbolzen den gleichen Durchmesser (12mm). Sie unterscheiden sich lediglich in der Länge. So ist der Bolzen für den S70 Kolben (38mm) logischerweise länger, als der für den S51 Kolben (30mm). Beim Kolbenbolzen ist auf die richtige Passung zwischen Bolzen und Bohrung zu achten. So soll sich der Kolbenbolzen bei Zimmertemperatur problemlos mit leichtem Druck in die Bolzenbohrung einführen lassen. Hierbei darf auf keinen Fall Gewalt angewendet werden, da sonst der Kolben, oder auch das Pleuel durch verbiegen Schaden nehmen könnte. Eine zu enge Bolzenpassung kann zum Kolbenfresser führen. Die Fressstellen sind dann links und rechts neben der Bolzenachse zu sehen (Klemmstellen 45° zur Kolbenachse). Ist die Passung also zu eng, dann muss nachgearbeitet werden. Dies geschieht (vorsichtig) mit einer verstellbaren Reibahle.

Laufbuchse

Ist die Passung zu groß und der Kolbenbolzen klappert im Neuzustand in der Bohrung, so kann man hier nichts mehr retten. Nacharbeiten ist nicht möglich. Eine zu große Passung würde im Betrieb zuerst gehörig klappern, später würde die Bolzenbohrung immer größer (oval) „ausgeklopft“ und im schlimmsten Fall löst sich dann die Bolzensicherung mit verheerenden Folgen. Um die Axialbewegung des Kolbenbolzen zu begrenzen, werden auf beiden Seiten Kolbenbolzensicherungen aus Runddraht eingesetzt. Diese sollten nicht mit einer Spitzzange, wie oft empfohlen, sondern mit einem Schraubendreher eingesetzt werden, um nicht zuviel von der Vorspannung zu verlieren. Die Sicherungen werden stets so eingesetzt, dass die Öffnung nach oben, oder unten zeigt. Bei Einbau einer neuen Kolben/- Zylindergarnitur werden IMMER neue Sicherungen genommen!

Anlaufscheiben
Eine Besonderheit des Simsonmotors stellen die zwei Anlaufscheiben dar, die links und rechts des oberen Pleuelauges montiert werden und durch den Kolbenbolzen gesichert sind. Diese Scheiben haben die Aufgabe das Pleuel im Betrieb zu führen. Simson Kurbelwellen sind nicht, wie die meisten Kurbelwellen anderer Hersteller unten geführt, sondern oben am Pleuelkopf. Außerdem fixieren diese Scheiben den Nadelkranz 12x16x13. Zu diesem Zweck sind die Kolbenaugen innen geschliffen. Die Anlaufscheiben müssen UNBEDINGT gehärtet sein! Würde man diese Scheiben weglassen, dann würde der Pleuelfuß im Betrieb innen an den Hubwangen schleifen, was eine übermäßige Erhitzung und damit einhergehend eine Beschädigung des unteren Nadelkranzes zur Folge haben könnte. Dies könnte zu schwersten Motorschäden führen. Alles in allem würde es zum baldigen Ausfall der Pleuellagerung führen. Der originale Simsonkolben (50ccm) hat zwischen den Kolbenaugen ein lichtes Maß von 15,3mm.

Messen des Augenabstandes

Das oberer Pleuelauge ist 13mm breit. Wenn nun zu beiden Seiten des Pleuels die Scheiben (t=1mm) montiert sind, bleiben also noch 0,3mm als Spiel übrig. Beim 70ccm Kolben ist es ein lichtes Maß von 16,3mm, deshalb müssen die Anlaufscheiben des 70ccm Kolbens 1,5mm stark sein, um auch auf die 0,3mm Spiel zu kommen.

Nachbau und Original
Natürlich gilt auch hier, dass das Originalteil zu bevorzugen ist, da über Jahrzehnte bewährt. Kolben für die M53/.. (S50, KR51/1…) sind im Original recht oft zu bekommen. Bei S51 und S70 sieht es schlechter aus. Diese Kolben sind mittlerweile „Bückware“.

Die am häufigsten angebotenen Nachbaukolben aus China haben z. Zt. Immer noch ein paar Mängel:

  • Viel zu starke Konizität. Kolben sind laufen vom Kolbenschaft zum Kolbenboden konisch zu. Das muß auch so sein, da sich der Kolben am Boden und Ringzone im Betrieb stärker dehnt. Der originale Kolben ist oben am Feuersteg 0,03mm kleiner im Durchmesser, als das Nennmaß (90° z. Bolzenachse gemessen) Dieses Maß stellt den Kompromiss dar, damit der Kolben nicht klemmt und trotzdem nicht zu laut kippt. Beim chinesischen Kolben ist die Konizität wie gesagt viel zu stark ausgeprägt. Man kommt hier teilweise auf ein Einbauspiel von weit über 0,1mm am Feuersteg. Das klappert schon beim angucken!
  • Nennmaß stimmt nicht. Fast immer wird das Nennmaß (steht oben auf dem Kolben) unteschritten. Das Nennmaß wird 10mm über der Schaftunterkante gemessen.
  • Das lichte Maß zwischen den Kolbenaugen innen ist zu groß, außerdem sind die Augen nicht geschliffen.

Alle 3 Punkte zusammen ergeben einen Kolben mit fürchterlichen Kippgeräuschen (bitte nicht falsch verstehen: kippen tut jeder Kolben!), miesem Tragbild und kurzer Lebensdauer. Der Pleuellagerung tut man mit dem Kolben auch keinen Gefallen. Wie gesagt dieser Kolben wird am häufigsten Angeboten, deshalb gehe ich darauf ein. Dadurch, dass so viele mit diesen Kolben durch die Gegend fahren, hat sich schon die Meinung gefestigt, dass alle Simsonzylinder klappern, rasseln und nicht lange halten und gar nicht eingefahren werden müssen. MOTO-SELMER bietet diese Kolben nicht an!

Ein Kolben ist ein Präzisionsbauteil, die Maßangaben bewegen sich im Bereich von 0,01mm. Hier ist Geiz nun wirklich nicht geil.

Ausbau
Die Demontage des Zylinders erfolgt nur, wenn zwingend notwendig und nicht um nur mal zu gucken, ob noch alles da ist, denn jede Demontage/Montage bedeutet Verschleiß. Theoretisch kann der Motor zum Ausbau des Zylinders im Fahrzeug bleiben. Das mache ich aber nur im absoluten Notfall, da bei dieser Arbeit gute Lichtverhältnisse und peinliche Sauberkeit notwendig sind. Der Motor ist ausgebaut, Vergaser, Zündkerzenstecker und Auspuff sind demontiert. Die 4 Muttern der Zuganker M6 werden abgeschraubt. Nun kann der Zylinderkopf abgezogen werden. Manchmal geht das ein wenig schwer, dann leicht mit einem Hammerstiel von der Seite auf den Zylinderkopf klopfen und gleichzeitig ziehen. Nun kann der Zylinder selbst abgezogen werden, evtl. wieder klopfen. Nachdem der Kurbelkammer mit einem Tuch o.ä. zugestopft wurde, kann der Kolben demontiert werden. Zuerst werden die beiden Kolbenbolzensicherungen mit einer Spitzzange entfernt. Jetzt wird mit einer passenden Ausdrückhilfe der Kolbenbolzen aus dem Pleuelauge gedrückt.

KEINE GEWALT!

Kolbenbolzen ausdrücken

Wenn der Kolbenbolzen entfernt ist, lässt sich der Kolben nach oben abziehen, hierbei auf die beiden Anlaufscheiben achten!

Speziell bei Nachbaukolben kann es sein, dass sich der Kolbenbolzen nur sehr schwer, oder gar nicht ausdrücken lässt. Auf keinen Fall Gewalt anwenden, sondern mittels Lötlampe (weiche Flamme) den Kolbenboden etwas anwärmen. Nun sollte sich der Bolzen leicht herausdrücken fernen lassen. Bei ganz harten Fällen hilft nur die Kolbenbolzen-Ausdrückvorrichtung.

Kolbenbolzen-Ausdrücker

Einbau
Am geschliffenen, bzw. neuen Zylinder werden zuerst alle scharfen Kanten an den Überströmern, Einlass und Auslass von oben und unten gebrochen (nicht anfasen!) Am Kolbenhemd ebenso. (Dreikantschaber, Feile). Das ist wichtig und erhöht Leistung, Laufruhe und Lebensdauer. Die Kurbelkammer wird zugestopft. Nun wird das eingeölte Nadellager in das obere Pleuelauge geschoben. Die beiden Anlaufscheiben (bei 50ccm 1mm stark, bei 70ccm 1,5mm stark) werden rechts und links am Pleuelauge mit zähem Fett angeheftet.

Laufbuchse

Nun wird vorsichtig der Kolben von oben über das Pleuel geschoben. Vorsicht , dass die Anlaufscheiben nicht weggedrückt werden. Nun wird der Montagedorn und mit ihm der Kolbenbolzenbolzen eingedrückt.

Laufbuchse

Die Montage ist auch ohne Dorn möglich, dann aber etwas schwieriger. Jetzt den Kolbenbolzen durch die beiden Sicherungen fixieren. Die Sicherungen werden NICHT mit der Spitzzange, sondern mit einem Schraubendreher eingesetzt. Die Öffnungen der Sicherungen zeigen nach oben. Es ist wichtig sich vom ordentlichen Sitz der Sicherung in der Nut des Kolbens zu überzeugen. Nun muss sich der Kolben ohne Widerstand kippen lassen. Nun wird die Abdeckung der Kurbelkammer entfernt und die zuvor eingeölte Zylinderfuß- dichtung aufgelegt. Jetzt die Montagehilfe auflegen und durch drehen der Kurbelwelle Den Kolben zur Auflage auf dieser bringen

Kolben abstützen

Es geht auch ohne Montagehilfe, dann aber schwieriger. Die Zylinderlaufbahn wird leicht eingeölt. Der Zylinder wird auf die Zuganker gesteckt. Die Kolbenringe müssen Lagerichtig in den Nuten sitzen, auf Fixierstifte achten!

Fixierstifte

Nun wird der obere Kolbenring mit den Fingern zusammengedrückt, der Zylinder wird über den ersten Kolbenring geschoben.

FOTO16

Genauso wird’s beim zweiten Kolbenring gemacht. Beim Aufschieben wird keine Gewalt angewendet. Nach mehrmaliger Betätigung des Kickstarters zur Lagefindung des Pleuels wird der Zylinderkopf aufgeschoben (auf Mittigkeit achten!) und die Muttern kreuzweise angezogen (8,0 Nm).

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