G R U N D W I S S E N

Motorarbeitsweise
Motoröl
Reifen
Federung
Kerzenkennzeichnung

Motorarbeitsweisen

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Arbeitsprinzipien von Arbeitsweisen im Motorenbau - Zweitakter und Viertakter. Die Kolben sehe bei beiden Motoren im Prinzip gleich aus (siehe unten)

Viertakt Motor

Der Viertaktmotor hat, wie der Name schon sagt, vier Arbeitstakte:

1. Ansaugen: Einlaßventil offen, Gas/Luftgemisch wird durch Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt
2. Verdichten: beide Ventile geschlossen, Kolben bewegt sich aufwärts, Gas/Luftgemisch wird komprimiert
3. Arbeiten: Ventile geschlossen, kurz vor OT zündet Zündkerze und Gas/Luftgemisch explodiert und treibt Kolben abwärts
4. Ausstoßen: Auslaßventil offen, Kolben bewegt sich aufwärts und drückt Abgas aus dem Zylinder

Der Motor zündet bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung, es gibt zwei OT's, einen am Ende des Verdichtungstaktes (bei dem man die Ventile einstellt), einen am Ende des Ausstoßtaktes.
Viertaktmotor
Zweitakt Motor

Der Zweitaktmotor hat nur zwei Arbeitstakte, dadurch, daß das Gas/Luftgemisch durch sein Kurbelwellengehäuse angesaugt und ausgestoßen wird und diese beiden "Takte" verknüpft sind:

1. Takt: durch Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Abgas aus dem Zylinder gedrückt und durch den Überstromkanal gleichzeitig aus dem Kurbelgehäuse frisches Gas/Luftgemisch angesaugt. Sobald der Kolben beide Kanäle verschlossen hat, komprimiert er das Frischgas. Gleichzeitig wird durch den Unterdruck des aufwärts bewegten Kolbens über den Gaseinlaß neues Gas/Luftgemisch aus dem Ansaugtrakt gesaugt.
2. Takt: die Zündkerze zündet und die Explosion treibt den Kolben abwärts. Durch die Abwärtsbewegung komprimiert das Gas/Luftgemisch im Kurbelgehäuse. Wenn der erste Takt beginnt, kann es durch den Überströmkanal durch Ansaugen und Überdruck leicht wieder in den Brennraum strömen.

Der Motor zündet bei jeder Kurbelwellenumdrehung. Es gibt keine Ventile, die die Gasströme steuern, also weniger Verschleißteile. Dafür sind in den Kanälen  Membranen, die Rückströmungen verhindern. Durch das Ansaugen vom Kurbelwellengehäuse nimmt das Gas/Luftgemisch auch immer Öl mit in den Brennraum. Deswegen brauchen Zweitakter ein Benzin/Ölgemisch.
Zweitaktmotor

Kolbenaufbau
Prinzipieller Kolbenaufbau


Motoröl


Motoröl dient hauptsächlich der Schmierung und Kühlung des Motors. Es soll aber auch Schmutzpartikel in der Schwebe halten (Ablagerungen verhindern), Verschleiß und Korrosion verhindern. Für die Hauptaufgaben ist die Viskosität des Motoröles ausschlaggebend, die Zusatzaufgaben werden über Additive bewerkstelligt.

Bei dem Aufbau von Motorölen unterscheidet man zwischen mineralischen und synthetischen Motorölen. Man sollte diese Öle nicht untereinander mischen, wenn es möglich ist. Das synthetische Öl hat den Vorteil von i.d.R. erhöhter Viskosität und besserer Schwemmfähigkeit (es hält Partikel besser im Öl und vermeidet Ablagerungen). Diese Vorteile werden durch das Mischen reduziert, wenn nicht eliminiert.

Motorradöl ist etwas anders aufgebaut als Auto Motoröl, weil das Getriebe i.d.R. im Motoröl läuft. Diese Öle müssen scherstabiler sein, damit sie nicht im Getriebe "zermahlen" werden und auch die höheren Drehzahlen ertragen. Man kann Motorradöl im Auto verwenden, Autoöl im Motorrad nur bei seperatem Getriebe. Motorradöle sind meist auch thermisch stabiler ausgelegt.
Viskosität

Viskosität beschreibt die Fließfähigkeit des Motoröles, dabei unterscheidet man grundsätzlich zwischen Einbereichs (1)- und Mehrbereichsölen (2). Wählt man eine falsche Viskosität, ist die Schmierfähigkeit nicht gewährleistet, weil das Öl zu kalt bleibt (und nicht die optimale Schmierfähigkeit bekommt) oder zu warm wird (und der Schmierfilm reißt und keine Schmierung mehr vorhanden ist). Die optimale Öltemperatur ist bei ca. 100°C. Dabei ist die Temperatur in der Ölwanne bei gut gekühlten Motoren max. 140°C, im Zylinderkopf herrschen allerdings bis zu 300°C.

Einbereichsöle sind gekennzeichnet durch Angaben wie SAE10 oder SAE20, wobei das SAE für Society of Automotive Engineers steht und die Zahl für die Viskosität. Einbereichsöle werden kaum noch für Motoren eingesetzt, weil sie eben nur in einem Temperaturbereich optimal arbeiten. Sie kommen bei älteren Motoren zum Einsatz.

Zeitgemäß sind Mehrbereichsöle, die ihre Schmierfähigkeit über einen großen Temperaturbereich hinüber behalten. Die Kennzeichnung erfolgt durch die Angabe der Sommer- und Winterklasse, getrennt durch ein großes W, z.B. 10W40. Es gibt sechs Winter- und fünf Sommerklassen.
Viskosität Öl


Reifen

Reifen sind die einzige Verbindung des Fahrzeugs zur Fahrbahn und dementsprechend wichtig. Man sollte sich vor Augen halten, daß die Auflagefläche bei einem Motorrad kaum die Größe einer Handfläche erreicht, bei Autos etwas mehr pro Reifen.

Reifenaufbau

Man unterscheidet vom Aufbau prinzipiell Diagonal- und Radialreifen.

Früher waren Diagonalreifen die einzig verfügbaren. Sie bekommen ihre Steifigkeit über sich kreuzende Lagen von Kunstfasern (meist Rayon), das diagonal zur Fahrtrichtung von Wulst zu Wulst läuft. Die Tragfähigkeit ergibt sich aus der Anzahl der Lagen.

Bei Radialreifen dagegen laufen die Kunstfaserlagen quer zur Fahrrichtung. Zusätzlich ist aber eine gummierte Stahlschichtlage in Längsrichtung um den Reifen gewickelt, um ihm Steifigkeit zu geben. Dies ist auch der große Vorteil gegenüber Diagonalreifen, Radialreifen verformen sich nicht so sehr, sind dementsprechend fahrstabiler und haltbarer, da durch die Verformung (Walken) sich Reifen stärker aufwärmen und verschleißen. Sie sind auch bekannt unter dem Namen Stahlgürtelreifen.
Reifenaufbau
Reifenbezeichnung

Früher gab es Standardreifen in Größen wie 135R15, 155R14, 185R15 etc., diese Bezeichnung ist heute nicht mehr üblich. Reifen müssen heute alle wie ein Niederquerschnittsreifen bezeichnet werden, das Verhältnis Breite zu Höhe muß also erkennbar sein. Die früheren Standardreifen hatten bei Autos immer ein Höhenverhältnis von 80/82% der Breite. Der frühere 155R14 heißt heute also folgerichtig 155/80R14. Moderne Niederquerschnittsreifen haben erheblich flachere Flanken, ansonsten wären die Reifenhöhen zu groß, d.h. zu instabil und bräuchten zu viel Platz im Radhaus.

Niederquerschnittsreifen dürfen auf Fahrzeugen per Gesetz nicht in Kombination gefahren werden.

Niederquerschnittreifen werden immer mit einer Kombination wie 155/80 angegeben. Dabei bedeutet die 155 die Breite in mm, 80 die Höhe des Reifens in % der Breite, hier also 80% von 155mm (124mm).

Eine Angabe von 195/65R15 91H TL gibt also eine Reifenbreite von 195mm und eine Höhe von 126,75mm. Das R nach der Reifendimension ist die Bauart (R = Radial, D = Diagonal). Die 15 ist der Felgendurchmesser in Zoll (1 Zoll oder 1" = 2,54cm). 91 ist ein Hinweis auf die Tragzahl, wobei die Zahl nicht direkt für die Belastungsfähigkeit steht (siehe Tabelle) und H ist der Geschwindigkeitsindex (siehe Übersicht). TL ist die Abkürzung für TubeLess, es gibt auch TT, was TubeType bedeutet. Ein 91H Reifen kann also pro Reifen 615kg Tragfähigkeit, das Auto darf also nicht mehr als ein zulässiges Gesamtgewicht als 2460kg haben und nicht schneller als 210km/h fahren können (abzüglich gesetzlicher Sicherheiten).

50 = 190kg
51 = 195kg
52 = 200kg
53 = 206kg
54 = 212kg
55 = 218kg
56 = 224kg
57 = 230kg
58 = 236kg
59 = 243kg
60 = 250kg
61 = 257kg
62 = 265kg
63 = 272kg
64 = 280kg
65 = 290kg
66 = 300kg
67 = 307kg
68 = 315kg
69 = 325kg
70 = 335kg
71 = 345kg
72 = 355kg
73 = 365kg
74 = 375kg
75 = 387kg
76 = 400kg
77 = 412kg
78 = 425kg
79 = 437kg
80 = 450kg
81 = 462kg
82 = 475kg
83 = 487kg
84 = 500kg
85 = 515kg
86 = 530kg
87 =545kg
88 = 560kg
89 = 580kg
90 = 600kg
91 = 615kg
92 = 630kg
93 = 650kg
94 =670kg
95 = 690kg
96 = 710kg
97 = 730kg
98 = 750kg
99 = 775kg
100 = 800kg
101 = 825kg
102 = 850kg
103 = 875kg
104 = 900kg
105 = 925kg
106 = 950kg
107 = 975kg
108 = 1000kg
109 = 1030kg
110 = 1060kg
111 = 1090kg
112 = 1120kg
Geschwindigkeitsindex

Q = 160 km/h
R = 170 km/h
S = 180 km/h
T = 190 km/h
H = 210 km/h
V = 240 km/h
ZR > 240 km/h

Eine typische Felgenbezeichnung für Autofelgen ist 5 1/2 J x 14 H2 B ET 45. Hierbei ist 5 1/2 die Felgenbreite in Zoll, J die Bezeichnung des Felgenhumps und x der Hinweis auf eine Tiefbettflege. 14 ist der Felgendurchmesser in Zoll, H2 der Hinweis auf Doppelhump und B auf ein asymetrisches Tiefbett. ET45 ist  die Angabe für die Einpreßtiefe in Millimetern.

Eine weitere wichtige Bezeichnung auf der Reifenflanke ist das Herstellungsdatum. Bis zum Jahr 2000 wurde es dreistellig angegeben, die ersten beiden Zahlen markierte die Kalenderwoche, die letzte die Jahreszahl. 253 bedeutete 25te Kalenderwoche im Jahr 1993, 1983, 1973, 1963 etc.. Um diese Ungenauigkeit auszuschließen hat man seitdem die DOT Zahl (so der Name) vierstellig gemacht.  Für 2003 heißt es also korrekt 2503.

Wichtig ist ansonsten die Einprägung der Laufrichtung und ob der Reifen nur als Vorder- oder Hinterreifen aufgezogen werden darf.



Reifenmaß
Einpreßtiefe5

Federung

Die Federung hat die Aufgabe, Fahrbahnstöße abzufangen (Aufgabe der Federn) und die Bewegung des Rades zu dämpfen (Aufgabe der Dämpfung). Bei Autos ist dies in zwei Bauteile geteilt, die Stoßdämpfer und die Federn. Bei Motorrädern ist in der Vorderradgabel in der Regel ein Kolben, der über das durchströmende Öl beim Eintauchen/Ausfedern die Schnelligkeit der Bewegung steuert. Variieren kann man das durch Änderung der Lochgrößen für das Öl. Es gibt allerdings auch Motorräder, die eine geschlossene Dämpferpatrone in der Gabel haben, die das gleiche wie ein Stoßdämpfer eines Autos sind. Die Federbeine eines Motorrades sind eine Kombination aus Federung und Dämpfung. Die Feder sitzt außen und die Dämpfer sind von ihnen umschlossen.

Über die Härte einer Federung bestimmt die Federkennlinie, für ihr Ansprechen die Charakteristik der Dämpfung. Ein Maß für die Federhärte ist die Federrate, angegeben in N/mm (also Kraft in Relation zum Weg). Es gibt zwei Arten von Federn, die im Fahrzeugbau eingesetzt werden, Federn mit lineare oder progressiver Kennlinie.

Federn mit linearer Kennlinie haben eine gerade Kennlinie (siehe links), welche ihren proportionalen Charakter wiedergeben. Das bedeutet, bei 10mm Weg ist z.B. die Federkraft 10N, bei 20mm 20N und bei 30mm 30N, 40mm 40N etc.. Spanne ich die Feder etwas vor (10mm), was bei Motorradfederbeinen möglich ist um die Belastung anzupassen, mache ich sie nicht härter, sondern verschiebe nur den Anfangspunkt ihres Arbeitens auf der Kennlinie. Die Feder wird weiterhin pro 10mm zusätzlichem Weg 10N mehr Kraft aufbringen. Dies ist ein Nachteil, weil man eigentlich mit zunehmendem Weg (Einfedern) eine härtere Feder braucht, um z.B. die Federung im Extremfall am Durchschlagen zu hindern. Bei leichten Radbewegegungen ist eine weiche Feder von Vorteil, weil sie schnell den Fahrbahnunebenheiten folgen kann. Man müßte also eigentlich viele verschiedene, immer härter werdende Federn kombinieren.
Federkennlinie
Dies erreicht man in einer progressiv gewickelten Feder durch unterschiedlich enge Wicklungen oder Veränderung in der Drahtdicke. Die einfachste progressive Federung wird durch Aufeinandersetzen von zwei Federn unterschiedlicher Federrate erreicht. Dann federt erst die weichere Feder, wenn ihr Federweg aufgebraucht ist, arbeitet die härtere weiter.

Die progressiv gewickelte Feder hat keinen Übergangspunkt sondern arbeitet kontinuierlich. Eine typische Kennlinie ist die nebenstehende. Der normale Arbeitsbereich ist der hellblaue. Die Feder arbeitet im weichen Bereich, wenn die Belastung höher ist, steigt auch die Federkraft (hier als Gewichtskraft bezeichnet). In Zahlen gegenüber dem Beipiel oben ausgedrückt hat sie bei 10mm Weg 10N, bei 20mm 20N, bei 30mm 30 N, aber bei 40mm 50N und bei 50mm z.B. 80N Federkraft. Wenn man eine progressive Feder so weit vorspannt, daß man in dem harten Arbeitsbereich fährt, hat man tatächlich eine härtere Federung.

Modernere Motorräder gehen aber teilweise wieder auf lineare Federn zurück, die sich leichter abstimmen lassen.
Progressive
                Federung


Zündkerzen
Kerzenkennzeichnung ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich, deswegen hier eine Übersicht nur über NGK Kerzen und ein Vergleich mit Bosch Kerzen

Vergleichstabelle
Kerzenkennzeichnung