Kolbenspiel bei 2-Taktern
Tipps für die Messung
Möchtest du dein Mofa mit einem neuen Zylinder und/oder Töfflikolben ausstatten, solltest du unbedingt auf maximale Passgenauigkeit achten. Vor allem beim Einbau eines neuen Kolbens musst du darauf achten, dass das Kolbenspiel im Bereich der vom Hersteller angegebenen Toleranzen liegt. Doch was versteht man eigentlich unter dem Kolbenspiel bei einem 2-Takter? Was passiert, wenn das Spiel zu gross oder zu gering ist? Wie misst man es am geschicktesten? Diesen Fragen gehen wir in unserem Beitrag nach. Ausserdem geben wir dir ein paar wichtige Tipps zum Einbau deines neuen Original- oder Übermasskolbens.
Was versteht man unter dem Kolbenspiel bei einem 2-Takter?
Hast du noch nicht ganz so viel Erfahrung beim Schrauben am Mofa gesammelt, fragst du dich vielleicht, was man unter dem Kolbenspiel bei 2-Taktern versteht. Die Antwort hierauf ist recht einfach. Zwischen dem Innendurchmesser des Zylinders und dem Aussendurchmesser des Kolbens gibt es eine Differenz. Und genau diese Differenz ist die Definition des Kolbenspiels. Das Kolbenspiel kann also als der Abstand zwischen der Aussenfläche des Mofakolbens und der Lauffläche des Zylinders beschrieben werden. In der Regel werden die zulässigen Masse des Kolbenspiels durch den Hersteller mit gewissen Toleranzen angegeben, in deren Rahmen sich das sich tatsächliche Spiel bewegen sollte. Ist das Spiel deutlich grösser oder kleiner als die vom Hersteller angegebenen Toleranzwerte, kann dies zu Schäden oder Problemen am Motor führen. Die Toleranz bewegt sich bei den meisten Kolben und Zylindern im Bereich von 0,02 und 0,06 mm. Wie gross die Toleranz sein sollte, hängt unter anderem vom Material des Mofakolbens und des Zylinders sowie vom Leistungsbereich ab.
Warum haben Kolben ein Einbauspiel im Zylinder?
Wieso ist der Aussendurchmesser des Mofakolbens nicht genauso gross wie der Innendurchmesser des Zylinders und warum ist ein gewisses Spiel zwischen diesen Bauteilen notwendig? Die Antwort liegt in der thermischen Belastung dieser Bauteile begründet. Durch die Entzündung des Frischgases im Inneren des Zylinders kommt es zu einer Erhitzung sowohl des Mofazylinders selbst als auch des Kolbens. Aufgrund der hohlen Bauform des Mofakolbens ist dieser deutlich anfälliger für diese enorme thermische Belastung, die bei hohen Drehzahlen stark zunimmt. Dadurch dehnt sich das Material des Mofakolbens aus, und das nicht immer gleichmässig. Gäbe es nun kein Kolbenspiel bei 2-Taktern, würden die Aussenflächen des Töfflikolbens irgendwann vollständig an der Lauffläche des Zylinders anliegen. Ein sanftes Gleiten wäre dann nicht mehr möglich, starke Reibung und Hitzeentwicklung wäre die Folge. Ausserdem wäre ohne das Spiel die Schmierung der Lauffläche nur sehr eingeschränkt möglich. Extremer Verschleiss wäre die Folge. Im schlimmsten Fall könnte sich der Kolben in die Lauffläche des Zylinders "fressen". Der gefürchtete Kolbenfresser, der meistens zu einer irreparablen Schädigung des Mofazylinders führt, wäre also vorprogrammiert. Daher ist ein gewisses Kolbenspiel bei einem 2-Takter unerlässlich für eine ordnungsgemässe und dauerhaft sichere Funktion des Motors selbst unter höchster Belastung. Je höher die thermische Belastung ausfällt, desto grösser muss das Kolbenspiel normalerweise ausgelegt sein. Bei Rennkolben und Renn-Zylindern ist es also zumeist grösser, weil bei hohen Drehzahlen auch die Hitzeentwicklung steigt und sich das Material stärker ausdehnt.
Wie wirkt sich ein zu geringes Spiel aus?
Wie bereits erwähnt führt ein zu geringes Spiel in der Regel auf Dauer zum Klemmen oder gar zu einem Festfressen des Kolbens in der Lauffläche des Mofazylinders. Dies ist deutlich schlimmer als ein zu grosses Spiel und daher unter allen Umständen zu vermeiden. Vor dem Einbau eines neuen Kolbens solltest du daher immer eine Messung des Spiels vornehmen, um auf Nummer sicher zu gehen.
Wie wirkt sich ein zu grosses Stossspiel am Kolbenring aus?
Ein zu grosses Stosspiel am Kolbenring hat zwar nicht so gravierende Folgen wie ein zu geringes Spiel, hat aber dennoch negative Auswirkungen auf deinen 2-Takter. Denn in der Regel führt ein zu grosses Kolbenspiel bei 2-Taktern zu einem Kompressionsverlust. Dieser wiederum äussert sich in einem spürbaren Leistungsabfall. Besonders häufig tritt dieses Problem bei Mofakolben auf, die mit nur einem Kolbenring ausgestattet sind. Eine präzise Messung kann dir auch hier Auskunft darüber geben, ob sich das Spiel tatsächlich in dem vom Hersteller empfohlenen Toleranzbereich bewegt.
Wie misst man das Kolbenspiel?
Das Kolbenspiel zu messen ist gar nicht so kompliziert, wie du vielleicht denkst. Mit dem richtigen Werkzeug kannst du die Messung innerhalb weniger Minuten erledigen und dir Sicherheit darüber verschaffen, ob Kolben und Mofazylinder tatsächlich zueinander passen. Bevor es ans Messen geht, musst du allerdings erst einmal etwas schrauben. Zylinder, Zylinderkopf und auch den Kolben musst du ausbauen, um das Kolbenspiel bei deinem 2-Takter präzise messen zu können. Anschliessend reinigst du alle Bauteile gründlich und entfernst sämtliche Verschmutzungen und Ablagerungen, welche die Messung beeinflussen könnten. Anschliessend kannst du sowohl das Stossspiel als auch das Flankenspiel des Töfflikolbens messen. Unter dem Stosspiel versteht man den Abstand zwischen dem Kolbenring und der Lauffläche des Töfflizylinders. Zunächst setzt du den Kolbenring in das Innere des Mofazylinders ein. Durch Hineindrücken des Rings mithilfe des Kolbens stellst du sicher, dass der Ring gerade in der Lauffläche sitzt. Nun legst du die Blattlehre in die Öffnung des Kolbenrings und prüfst, ob die Toleranz eingehalten wird.
Um das Flankenspiel zu messen, setzt du den Kolbenring sauber in die entsprechende Nut des Kolbens. Nun misst du das Kolbenspiel, indem du mit einer Blattlehre den Abstand zwischen Kolbenring und der Flanke der Nut überprüfst. Auch dieser Abstand sollte natürlich innerhalb der vom Hersteller angegebenen Toleranzgrenzen liegen, damit dein 2-Takter sicher und im wahrsten Sinne des Wortes "reibungslos" läuft.
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