Hallo zusammen,
ich habe mich noch mal etwas mit Zahnkettentrieben und Rollenkettentrieben beschäftigt, ebenso wie mit der vorliegenden Anordnung.
Wenn man Konstruktionsgrundlagen anwendet und sieht, was die amerikanischen Engineers daraus gemacht haben, wird das Problemm einigermaßen klar.
Die Herrschaften sind zwischen den optischen Vorgaben, den mechanischen infolge (Motor-)Gehäusegröße und den konstruktiven Parametern durch verfügbare Ketten gefangen.
Die Jungs mussten also einen Spagat machen. Nicht ganz einfach.
Optische und mechanische Vorgabe:
V-Motor 45°, die Stößelführungen sollen nicht zu weit aus dem Gehäuse hervorragen, dabei darf die Führungslänge für die Stößel ein gewisses Maß nicht unterschreiten, andererseits muss natürlich ausreichend Platz unterhalb des Tappets für die Nocken zur Verfügung stehen.
Pro Zylinder eine eigene Nockenwelle, damit die jeweiligen Nocken beider Zylinder in einer Ebene laufen und gleiche Steuerzeiten/Öffnungsflächen ergeben.
Gehäusegröße (Durchmesser) durch Hub einigermaßen eng vorgegeben.
Achsabstand der antreibenden und angetriebenen Welle fest, kein Längenausgleich zum Ausgleich von Längung oder Verschleiß der Kette möglich.
Konstruktive Vorgaben
Die Zähnezahl des treibenden Kettenrades darf eine Minimalzahl nicht unterschreiten (starke Lebensdauerverringerung, unruhiger Lauf sprechen dagegen).
Der zur Verfügung stehende Platz für beide Räder ist begrenzt (etwa 1/2 Gehäusedurchmesser abzgl. Gehäusewandstärke).
Die zur Verfügung stehenden verwendbaren normgerechten Kettenteilungen sind begrenzt.
Wenn man sich das Bild der äußeren Zahnkette anschaut fällt sofort auf, daß das Nockenwellenkettenrad bereits sehr dicht am Gehäuse läuft, mehr ist da wohl kaum drin, es sei denn, man würde gleichzeitig auch ein Ritzel mit geringerer Zähnezahl verwenden. Da ist man aber mit 17 Zähnen ziemlich an der unteren Grenze angelangt. Geringere Zähnezahlen führen zu unruhigem Kettenlauf (Polygoneffekt, die Kette läuft nicht mehr "rund, es kommt zu starkem Abknicken der Glieder gegeneinander mit starken Beschleunigungen der Kettenglieder). Einer der Vorteile der Zahnkette gegenüber der Rollenkette wäre dahin, außerdem wächst die Belastung der Kette stark an.
Da beide Wellen (Kurbelwelle u. Nockenwelle) nicht beliebig weit voneinder angeordnet werden können, um den Wellenabstand konstruktiv an die verwendete Kettenteilung und die Zähnezahlen/Zahnraddurchmesser anzupassen, ist der Einsatz eines Kettenspanners obligatorisch. Konstruktiv geforderter Kettendurchhang von 1-2% des Achsabstandes des losen Trums (des Kettentrums, der durch den Kettenspanner belastet wird) wird hier deutlich überschritten, sogar auf der Zugseite der Kette wird ein nach innen gebogenes Führungselement verwendet. Damit wird der Durchhang der Kette im losen Trum weiter verringert, der ohnehin schon deutlich mehr als 1-2% beträgt.
Ich schätze die Kette auf 3/8" Teilung, den Achsabstand auf ca. 90mm (wer‘s offen hat, sollte mir bitte mal die Maße geben). Das würde max 1.8mm (2%)Durchhang der Kette im losen Trum ergeben. Hier haben wir es aber mit etwa dem 3.5fachen zu tun, 6-7mm, und das trotz der gebogenen Schiene im Last-Trum, die den losen Trum bereits verkürzt.
Abhilfe:
Achsabstand vergrößern.
Geht nicht wg. Mindestzähnezahl des Ritzels und Platzbedarf des Kettenrades der Nockenwelle.
Kürzere Kette verwenden.
Geht nicht, Entfernen eines inneren und eines äußeren Kettengliedes kürzen die Kette zu weit (um 19.05mm/3/4"), da streifen bei den verwendeten Kettenrädern bereits die Zähne beider Räder aufeinander (also gleich ein Zahnradgetriebe nehmen
)
Gekröpftes Kettenglied verwenden.
Geht nicht, Kettenfestigkeit verringert sich auf höchstens 80% der Festigkeit einer Kette mit geraden Gliedern.
Kette kleinerer Teilung, ev. sogar nicht normgerechter Teilung verwenden.
Kette kleinerer Teilung erfordert größere Kettenbreite für gleiche Leistung, nicht normgerechte Kette entfällt einfach aus Kostengründen. Nicht nur die Kettenlaschen müssten extra gefertigt werden, auch die Kettenräder erforderten Anpassung, damit die Kette im Neuzustand weit unten auf der Zahnflanke der Kettenräder läuft und erst mit zunehmendem Verschleiß/Längung an der Zahnflanke emporsteigt. Wenn sie bereits im Neuzustand auf halber Höhe zu laufen anfangen würde, wäre mit zunehmendem Verschleiß ein Überspringen der Kette über die Zähne zu befürchten.
Das der Kettenspanner unter sehr starker Spannung stehen muss, ist sehr leicht aus der anliegenden Last ersichtlich. Bei ablaufenden Nocken wird der Zugtrum entlastet, der Leertrum auf Zug belastet. Das muss der Kettenspanner weitesgehend aufzunehmen in der Lage sein. Hier wäre ein Vierzylinder-Nockenwellentrieb (oder mehr) deutlich im Vorteil, der Ungleichförmigkeitsgrad ist geringer (es sind immer mehrere Nocken sowohl ablaufende als auch auflaufende im Spiel, die Lastwechsel sind häufiger aber die Lastunterschiede sind geringer). Der ungünstigste Fall wäre ein einziger angetriebener Nocken.
Nocken mit schnelleren Öffnungszeiten und härteren Federn führen zu einem weiteren Anstieg der Belastung der Steuerkette bzw. des Kettenspanners und des Gleitschuhes.
Dagegen könnten leichtere Ventile helfen (und damit weichere Federn), insgesamt geringere Massen des Ventiltriebes...
Aber dann wird‘s ein 4- bis 6-Zylinder mit kleinen (Titan-)Ventilen, obenliegenden Nockenwellen, Tassenstößeln aus Titan mit Carboncoating und innenliegenden Shims zur Ventilspieleinstellung (aus Wartungssicht ein Rückschritt gegenüber wartungsfreien Hydrostößeln
).
Und wer will, bei aller Liebe zu technischer Perfektion, sowas schon fahren?
Was die gewünschte Statistik angeht:
Ich würde mir mal eine Statistik wünschen, aus der die prozentuale Anzahl tatsächlich von Kettenspannerproblemen betroffener Maschinen hervorgeht.
Die Anzahl der "Beschwerden" in verschiedenen Foren hat allein wg. der Unsitte der Verwendung unterschiedlicher Nicks in unterschiedlichen Foren wenig Gewicht. Und dazu kommt, das zumeist nur Betroffene sich zu Wort melden, während die nicht betroffenen vornehm schweigen.
Das relativiert dann vielleicht auch die "Ahnungslosigkeit" des einen oder anderen Dealers (solange es keine offizielle Rückrufaktion deswg. gibt!). Das ganze erinnert mich irgendwie an die "problematischen" INA Nadellager der Evo Nockenwellenlagerung, die "unbedingt" durch vollrollige Torrington -Lager zu ersetzen sind. Die Mehrzahl der Evofahrer kennt das "Problem" nicht. Ich habe einen einzigen Motor gesehen, der durch das Auseinanderfliegen des Lagers zerstört wurde (Verkanten der Lagerrollen, Abwandern einiger Lagerrollen in‘s Kurbelgehäuse, der Rest in den Nockenwellen und Ölpumpenantrieb: Totalschaden wg. defekter Pleuellager, defekten Kurbelgehäuses und defektem Nockenwellen- und Ölpumpenantrieb). Und zwei Nockenwellen, deren Lagerzapfen eingeschlagen waren (was genausogut, statt eines Lagerproblemes, ein Problem mit Verwendung falschen Öles (0W-30 in einem Buellmotor geht auch nicht, wie ich letzthin sehen konnte) oder Mangelschmierung sein kann. Oder die scharfkantig gebogene Getriebefeder, deren abbrechender Schenkel runterfallen und das Getriebe zerstören konnte... (das kann der rund gebogene Feder nach ausreichend Einsatzzeit auch passieren, wenn sich das gestanzte Gegenstück ein wenig in den Federstahl eingearbeitet hat...).
Grüße aus H
Uli
Man kann sicher sein, daß die Amerikaner die richtige Lösung finden werden.
Nachdem sie alle anderen ausprobiert haben. (Winston Churchill)
Man kann nicht alles "idiotensicher" machen...immer wenn man‘s probiert, machen sie einfach bessere Idioten
"Ich weis alles... Ich kann mich nur nicht an alles erinnern" )
sage und schreibe 10 Jahre Zeit genommen hat, an dieser doch so entscheidenden Stelle bei allem geballten Wissen die anfälligere Lösung gewählt hat.
