Was ihr über Vergaser schon immer wissen wolltet ...

Vergaser Abstimmung:
  Luftfilter
  Generell gilt, jede Vergaserabstimmung benötigt ihre zugehörige Luftfilter Eigenschaft.
  Fläche, Durchlassfähigkeit, Querschnitte bilden einen bestimmten Unterdruck der entsprechen
  auf das Düsensystem wirkt. Mehr Unterdruck erzeugt höheren Kraftstoffanteil, fetteres Gemisch.
  Vergaser ab hier sind auf einen bestimmten Filtertyp eingestellt.
  Deshalb wird auf die Verwendung dieses bestimmten Luftfilters hingewiesen
  Wer einen Luftfilter verwendet der nicht der Vorgabe entspricht muss damit rechnen den
  Vergaser neu abzustimmen. Hierfür darf man nicht dem Motor oder Vergaser Schuld geben.
 
  Bauteile
  In heutiger Zeit muss leider auch auf die inneren Bauteile eines Vergasers hingewiesen werden.
  Die stammen meißt aus Billigimport von denen nur wenige gute Funktion üben.
  Beispiel Nadeldüse 215
  Paradox das gerade die bei denen die Kennung drauf steht leider die größten Probleme bereiten.
  Ungenügende Zerstäubung, im Standgas spuckende Vergaser uvm.
  Details auch zu anderen Bauteilen können hier erfragt werden.

  Vergasergröße, Hauptdüsengröße
  Manche Zylinder können mit 16er, 19er, 20er oder 21er Vergaser betrieben werden.
  Dabei gilt, der Vergaser bildet generell die engste Stelle im Ansaugsystem.
  Deshalb weil die engste Stelle die ist an der die schnellste Strömgeschwindigkeit auftritt.
  Das ist die optimale Stelle für Zerstäubung.
  Man kann und sollte also keinen 21mm Vergaser an einen 19mm Einlass bauen.
  In dem Fall verlangt der Motorlauf, das man den 21er Vergaser wie einen 19er bedüst.
  Bereits das sagt, das nicht die volle Wirkung erreicht wird selbst bei bester Anstimmung.
  Die Größe der Hauptdüse (HD) ist in aller Regel Durchmesser des Vergasers mal 4,5bis 5,0
  Bei 20 mm x 4,5 = HD 90. Wie im Abschnitt Luftfilter benannt muss auch dessen Wiederstand
  Berücksichtigung finden. Optimal wenn er keinen Wiederstand übt und somit die Formel
  1:1 umgesetzt werden kann. Verlangt der Motorlauf eine kleinere Bedüsung ist ziemlich sicher
  das der Luftfilter drosselt.
  Dann sollte zuerst die Drosselung beseitigt werden bevor weiter umbedüst wird.
  Klaren Aufschluss ergibt kurz ohne Verbindung zwischen Vergaser und Luftfilter testen.

  Die Größe eines Vergasers übt mehrere Wirkungen gleichzeitig.
  Kleine Größen zerstäuben gut weil darin die Strömgeschwindigkeit recht hoch ist.
  Große Vergaser bieten höhere Füllung und damit Leistung.
  Darin ist die Strömgeschwindigkeit geringer weshalb die um so genauer eingestellt sein wollen.
  Im Mittel strebt man im Vergaser ca. 80m/s Geschwindigkeit bei Nenndrehzahl an.
  Unter ca. 4 m/s beginnen meißt Einstellprobleme die hauptsächlich aus der Vernebelung stammen.
  Für Laien macht es sich durch absaufen bemerkbar sobald Gas gegeben wird.
  Manchmal wird einfach mit zu niedriger Drehzahl angefahren, Strömung deswegen zu niedrig.
  Mit größeren Vergaser erhöht sich das Problem.
  Mit größeren Vergaser steigt aber auch die Resodrehzahl des Motors.
  Sprich die Drehzahl der besten Füllung. Das Nutzband verschiebt sich in höhere Drehzahlen.
  Wenn Einlasseitig durch größeren Vergaser die Drehzahl gesteigert wird muss dazu passend auch
  Auslasseitig der Auspuff diese Drehzahl bedienen. Erst zusammen im Gleichklang steigt die Leistung.
  In der Regel größerer Vergaser = kürzerer Auspuff.

  Auspuff Abstimmung:
  Rennauspuff
  Ein Rennauspuff erzeugt meißtens die besten Leistungswerte.
  Dabei muss keine Rücksicht auf Serien Optik genommen werden.
  So können die Baulänge, Durchmesser und Volumen frei auf beste Leistung getrimmt werden.
  Aber auch hier gilt das die Resodrehzahl passend zum Motor stimmen muss.
  Auspuff in Serien Optik
  Damit wird es schon schwerer beste Leistung zu erzeugen.
  Nicht selten sind die seriellen Maße begrenzend. Deshalb werden viele Details verändert.
  Dickere Krümmer in Serien Optik gibt es. Auch Endkegel im Auspuff sind wie beim Rennauspuff
  gestaltet, nur eben innen versteckt. Das zusammen hilft spürbar die Leistung zu steigern.
  Gut wenn die Länge des Krümmers verstellbar ist und damit die Einstellung zur Resodrehzahl
  passend gestimmt werden kann. In aller Regel, kurzer Krümmer, höhere Drehzahl.
  Jedoch beim Volumen sind oft Grenzen gesetzt. 
  Einzelne haben dickeren Mittenteil was einigen Ausgleich schafft und Leistung anhebt.

  Zylinderabstimmung:
  Jeder Zylinder ist mit bestimmten Kanälen und Steuerzeiten angefertigt.
  Diese nennt man Paarung. Durch sie wird ein bestimmter Laufcharakter erzeugt.
  Damit es in der Praxis stimmt muss der Zylinder eine bestimmte Höhenlage auf dem Motor haben.
  Hierfür gibt es ein Richtmaß. Wird es nicht eingehalten ergibt es eine Verschiebung der
  Steuerwinkel und damit veränderten Laufcharakter.
  Am einfachsten lässt es sich auch für Laien kontrollieren indem die OT Stellung des Kolbens 
  ermittelt wird.
  Wurde der Zylinder zB. so gebaut das in OT Stellung der Kolben bündig mit der Buchsenkante steht
  so muss das auch im praktischen Motor so eingestellt werden. Am einfachsten mit enprechend
  dicker Fußdichtung die es in verschiedenen Dicken gibt.
  Um die Messung richtig zu machen muss der Zylinder ohne Kopf fest geschraubt werden. 
  Erst durch den Anpressdruck ergibt sich durch quetschen der Fußdichtung die reale Höhenlage.
  Jeder Hubraum ist anders gebaut und hat sein eigenes Richtmaß.
  Die jeweils zum Zylinder mit gereichten Fußdichtungen sind passend zum Zylinder.
  Weil es auch bei Motorgehäusen und anderen Teilen Toleranzen gibt wird deshalb
  das Richtmaß angegeben und sollte auch so eingestellt werden.

Einleitung

Diese Sammlung häufig gestellter Fragen zum Thema 'Vergaser' soll den Einstieg in das schwierige Sachgebiet erleichtern helfen.

Was ist ein Vergaser?

Ein Vergaser dient - ähnlich wie eine Einspritzanlage - dazu, einem Benzinmotor in idealerweise allen Lastzuständen das richtige Kraftstoff-Luftgemisch zuzuführen. Dabei wird eine brennbare Flüssigkeit verdampft ('vergast' - eigentlich in einen Nebel, d. h. feine Tröpfchen zerstäubt) bzw. in den Ansaugkanal oder den Brennraum selbst eingespritzt (Einspritzanlage) und mit einer exakt abgestimmten Menge Umgebungsluft gemischt um ein optimal zündfähiges Gemisch zu erhalten.

Es soll beispielsweise Benzol (C₆H₆), das auch in herkömmlichem Benzin enthalten ist, verbrannt (oxidiert) werden. Dazu dient der Luftsauerstoff (O₂). Vereinfacht wollen wir nun die Verbrennung von Benzol betrachten, das nach folgender Gleichung in Wasser (H₂O) und Kohlendioxid (CO₂) überführt wird:

2C₆H₆ + 15O₂ ==> 12CO₂ + 6H₂O

Zwei Benzolmoleküle reagieren also mit fünfzehn Luftsauerstoffmolekülen zu zwölf Kohlendioxidmolekülen und sechs Wassermolekülen. Werden Sauerstoff und Benzol im Vergaser also im (molaren) Verhältnis 15:2 gemischt, so erfolgt die Verbrennung vollständig (stöchiometrisch). Gängigen Chemienachschlagewerken kann man die Masse eines Mols C₆H₆ entnehmen und die Tatsache, daß ein Mol einer gasförmigen Verbindung (wie dem Lauftsauerstoff) bei Normbedingungen rund 22 Liter benötigt.

Hier gehen wir vom (zugegebenerweise akademischen) Fall einer reinen Benzolverbrennung in reinem Sauerstoff aus. Nachdem aber in der Luft neben Sauerstoff noch (in nicht unerheblichem Umfang) Stickstoff und Kohlendioxid und im Kraftstoff auch schwerere und leichtere Kohlenwasserstoffe (zyklisch und alliphatisch) enthalten sind, dürfte man es mit dem Masseverhältnis 15:2 nicht allzu genau nehmen. Das Volumenverhältnis, welches zur korrekten Bedüsung eines Vergasers wichtig ist, hängt unter anderem vom Luftdruck (d. h. der Höhe über dem Meeresspiegel) und der Umgebungstemperatur ab.

Wegen des Stickstoffgehalts in der Luft (N₂, etwa 75%) entstehen bei der Verbrennung auch Stickoxide (NO_x) und - infolge unvollständiger Verbrennung des Kraftstoffes Kohlenmonoxid (CO), doch dazu später mehr in den Kapiteln 'Arbeiten am Vergasers' und 'Abgasreinigung'.

Wie funktioniert ein Vergaser?

Der 'Minimalvergaser'

Bei allen Vergasern wird der im Motor, vom auf- und ablaufenden Kolben erzeugte Unterdruck genutzt um 1.) Umgebungsluft durch den Luftfilter und 2.) Kraftstoff durch eine oder mehrere dünne Durchgänge (Düsen) anzusaugen und zu vermischen. Abhängig von der Luftführung unterscheidet man Fallstrom- oder Querstromvergaser. Bei den hier ausführlicher behandelten Motorradvergasern handelt es sich - wegen der geringeren Abmaße - zumeist die Querstromvariante, bei der die Luftführung waagerecht vom Luftfilter in die Einlaßkanäle des Zylinderkopfes verläuft. Innerhalb des Vergasers strömt die Luft durch einen etwa zylindrischen Kanal, häufig mit einer Einschnürung in der Mitte. Durch diesen Querschnittsverlauf erzielt man einen Druckverlauf mit Unterdruckmaximum am Punkt minimalen Querschnitts. An diesem Punkt ist/sind auch die sog. Hauptdüse(n) angebracht - kleine, schraub- (und daher austauschbare) Messingstücke mit definierter Bohrung - durch die der Kraftstoff in den Kanal einströmt.

Leistungsregelung

Ein solcher 'Minimalvergaser' würde seinen Motor immer mit der - durch seinen kleinsten Querschnitt und die Düsengröße bestimmten - Maximalleistung betreiben. Zur feinfühligen Drehzahl- und Leistungsdosierung sind Regulationsmechanismen erforderlich, die die geförderte Luft und Kraftstoffmenge reduzieren ('drosseln'). Diese Funktion übernimmt eine sog. Drosselklappe, die den Vergaserquerschnitt und damit die Luftmenge reduziert. Die Drosselklappe kann als z. B. zylindrischer Verdrängungskörper, der aus einer Nebenkammer in den Ansaugkanal abgesenkt wird, ausgeführt sein (Schieber) oder als gelenkig gelagerte Klappe, die bei Vollast parallel zum Luftstrom steht und bei Leerlauf durch Drehung innerhalb ihres Gelenks den Kanal mehr und mehr verschließt.

Gemischregulierung

Wie wird nun die zu jeder Drosselklappenöffnung exakt passende Benzinzuflußmenge erreicht? Man könnte annehmen, daß durch den bei fast geschlossener Drosselklappe minimalen Unterdruck auch entsprechend wenig Benzin durch die Düse(n) angesaugt werden würde und diese Menge bei größer werdendem Querschnitt kontinuierlich ansteigt und der Motor sich damit die passende Benzinmenge selbst 'sucht'. Diese Annahme ist nur zum Teil richtig. Im Unterdruck-/Drosselklappenöffnungsverlauf liegt das Unterdruckmaximum bei etwa halbgeöffneter Drosselklappe, darüber nimmt der Unterdruck wegen der geringer werdenden Querschnittsdifferenz wieder ab um bei ganz geöffneter Klappe fast auf Leerlaufniveau abzusinken (Anm.: In der Physik ist diese Gesetzmäßigkeit auf das Poissonsche Gesetz zurückzuführen, nach dem Druck, Querschnitt und Strömungsgeschwindigkeit eines laminar, d. h. verwirbelungsfrei strömenden Gases in Beziehung stehen.).

Es ist also eine weitergehende, mechanische Kontrolle über die einströmende Kraftstoffmenge erforderlich. Zu diesem Zweck ist der Düsenkanal mit einem zylindrischen Messingkörper (meist mit Zerstäubungsbohrungen) ausgestattet, dessen Bohrung weit über dem Düseninnendurchmesser liegt. In diese sog. Nadeldüse taucht die Düsennadel, eine schlanke, mit dem Gasschieber mechanisch verbundene Nadel mit wohldefiniertem Querschnittsverlauf ein. Abhängig von der Gasschieberstellung wird die Düsennadel aus der Nadeldüse gehoben und gibt so mehr oder weniger des Düsenquerschnitts frei. Bei maximaler Öffnung des Schiebers hängt die Nadel frei und die Gemischzusammensetzung wird nur noch von der Größe der Düse bestimmt.

Drosselklappensteuerung

An diesem Punkt muß noch auf zwei konzeptionell verschiedene Möglichkeiten der Drosselklappensteuerung hingewiesen werden: Sie kann ausschließlich manuell, z. B. über Bowdenzüge vom Gasgriff aus betätigt werden. In diesem Fall handelt es sich um den klassischen 'Schiebervergaser', bei dem die Parameter 'Vergaserquerschnitt' (= Drosselklappenöffnung), 'Düsennadelhöhe'/'Düsenquerschnitt' (= max. Kraftstoffzuflußmenge) über die Gasgriffstellung in fester Beziehung zueinander stehen. Beim sog. 'Gleichdruck- oder unterdruckgesteuerten Vergaser' bestimmt der Fahrer am Gasgriff nur die Drosselklappenstellung. Die Position des Gasschiebers und der Düsennadel wird über eine unterdruckgesteuerte Membrane eingestellt, die sich so deformiert, daß vor und hinter der Drosselklappe der jeweils gleiche Druck herrscht. Beim Gasgeben steigt der Unterdruck, die Membrane wird deformiert, hebt die Düsennadel und gibt so einen größeren Düsenquerschnitt frei. Die Gleichdruckkonfiguration gewährleistet weiches Ansprechen des Motors und damit eine gleichmäßige Kraftentfaltung. Wegen des unter Punkt 2.3 angesprochenen Druckverlaufs wird der Gleichdruckvergaser häufig noch um einen konventionellen Schiebervergaser ergänzt, um Leistungseinbrüche speziell bei großer Drosselklappenöffnung und hohen Drehzahlen zu verhindern. Eine derartige Verbindung wird oft fälschlicherweise als 'Doppelvergaser' bezeichnet. Beim Doppelvergaser finden sich - im Gegensatz zu den obigen Ausführungen aber zwei unabhängige Vergaser in einem gemeinsamen Gehäuse, z. B. für Motorräder mit mehreren Zylindern. Richtig ist die Bezeichnung 'Registervergaser', bei der die Gemischaufbereitung in mehreren Stufen, den Registern erfolgt. Den oben beschriebenen Vorteilen des Registervergasers steht ein wesentliche Nachteil gegenüber: Die Membransteuerung ist empfindlich gegenüber Beschleunigungen (Fliehkraft, Sprünge) und die Drosselklappensteuerung erfolgt zeitversetzt - ein schnelles Ansprechen des Motors ist also nicht immer gewährleistet. Aus diesem Grunde sind Sportmotorräder und Geländemaschinen oft nur mit Schiebervergasern ausgestattet, man nimmt die etwas 'spitze' Charakteristik d. h. im oberen Lastbereich lokalisierte Leistungsspitze in Kauf.

Leerlauf

Prinzipiell kann bei den beschriebenen Vergasern eine Einstellung der Leerlaufdrehzahl über den Drosselklappenanschlag erfolgen, der die Drosselklappe selbst bei in Ruheposition befindlichen Gasgriff noch etwas geöffnet hält. Die modernen, abgasarm und kraftstoffsparend eingestellten Verbrennungsmotoren laufen mit einer derartigen Leerlaufeinstellung aber ausgesprochen schlecht und erfordern ein hohes Leerlaufdrehzahlniveau. Es ist ein separates Leerlaufsystem mit Leerlaufluftkanälen und Leerlaufdüse erforderlich, daß bei niedrigen Drehzahlen und geringen Drosselklappenöffnungen die Gemischbildung übernimmt. Hierzu sind im Vergaser Nebenstromkanäle angebracht, durch die Luft am Gasschieber vorbei in den Motor gelangen kann. Weiters wird über die Leerlaufdüse Kraftstoff angesaugt und der Nebenluft beigemischt. Die Gemischzusammensetzung kann über die Größe der Leerlaufdüse oder ein Absperrventil, das wahlweise den Leerlaufluftkanal oder den Leerlaufgemischkanal verengt, erfolgen.

Schwimmerkammer

Die Mehrzahl der Vergaserkonzepte erlaubt kein Ansaugen des Kraftstoffes über Schläuche aus dem Tank in den Vergaser. Der hierzu benötigte Unterdruck kann durch die winzigen Düsenbohrungen nicht erreicht werden. Aus diesem Grunde benötigt man ein 'Vorratsgefäß' für den zur Verbrennung heranstehenden Kraftstoff, dessen Niveau konstant zu halten ist um Druckschwankungen und damit Gemischbildungsfehler zu vermeiden. Dieses Vorratsgefäß nennt man Schwimmerkammer. Der Name rührt von der Art der Niveauregulierung her. Ein Auftriebskörper, der Schwimmer verschließt ab einem gewissen Flüssigkeitsniveau über ein Ventil den Zulauf und gibt ihn beim Absinken des Pegels wieder frei.

' Choke '

Beim Kaltstart eines Benzinmotors sind spezielle Vorkehrungen erforderlich um den veränderten Betriebsbedingungen gerecht zu werden. Bei niedrigen Temperaturen verdampft der Kraftstoff nur schlecht, zusätzlich kommt es zur Rückkondensation an den kalten Vergaserwänden. Schließlich muß, um die höhere innere Reibung im Motor und die damit verbundene Tendenz zum 'Absterben' auszugleichen, die Leerlaufdrehzahl angehoben werden. Diese Aufgaben übernimmt ein Kaltstartanreicherungssystem, das im einfachsten Fall aus einer zusätzlichen Drosselklappe (dem Choke) besteht, die den Unterdruck im Vergaser erhöht und damit das Gemisch mit Kraftstoff anreichert. Die Chokeklappe ist mechanisch betätigt und soll mit warmlaufendem Motor mehr und mehr in ihre Ruheposition gebracht werden, um die mit einem zu stark angereicherten (zu 'fetten') Gemisch verbundenen Nachteile wie hoher Verbrauch, abfallende Leistung, unruhiger Motorlauf zu vermeiden. Modernere Vergaser sind mit Kaltstartsystemen ausgestattet, die mit dem Choke nur noch den Namen gemeinsam haben. Über Membranpumpen wird zusätzlich Kraftstoff eingespritzt, Vergaserwände und Ansaugkrümmer sind elektrisch und/oder kühlwasserbeheizt um dem Kondensationseffekt entgegenzuwirken, die angesaugte Luft wird vorgewärmt um der Vergaservereisung vorzubeugen (s. unten) und ein mit der Motortemperatur gekoppeltes System sorgt über Bimetallstreifen (zwei verbundene Metallstreifen mit unterschiedlichem Temperaturausdehnungskoeffizienten - es kommt zu einer temperaturabhängigen Verbiegung des Sandwichs) oder Wachsdruckdosen für eine Anhebung der Leerlaufdrehzahl.

Schiebebetrieb

Bei sich schließender Drosselklappe und hoher Drehzahl (Schiebebetrieb) neigen Viertaktmotoren dazu, in den Auspuff zu knallen. Dies liegt am zu 'mageren' (zu gering angereichertem) Gemisch, das keine Verbrennung mehr zuläßt. Es sammelt sich Kraftstoff im Abgaskanal der spontan und explosionsartig verbrennt, sobald eine zündfähige Konzentration erreicht wird. Eine Gegenmaßnahme bietet die sog. Schubabschaltung, bei der die Gemischzufuhr im Schiebebetrieb gänzlich - z. B. durch ein mit der Leerlaufsteuerung verbundenes Membransystem - unterbrochen wird. Im Geländesport disqualifiziert sich die Schubabschaltung durch verzögertes Ansprechen des Motors aus dem Leerlauf. Daher wird der umgekehrte Weg beschritten und - z. B. durch ein sog. 'Luftabsperrventil' - die Leerlaufluftmenge reduziert und damit sichergestellt, das das Gemisch auch im Schiebebetrieb zündfähig bleibt.

Beschleunigungsanreicherung

Um einen spontanen Leistungsabfall beim ruckartigen Aufreißen der Drosselklappe entgegenzuwirken, sind manche Vergaser noch mit einer Beschleunigungsanreicherung versehen, die über eine unterdruckgesteuerte Membranpumpe bei hohen Druckdifferenzen Kraftstoff in den Vergaser spritzt. Diese Strategie wird vor allem bei großvolumigen Motoren (z. B. Kfz) verfolgt, deren niedrigerer spezifischer Wirkungsgrad solche Maßnahmen verlangt.

Arbeiten am Vergaser

Einführend und zur Warnung sei angemerkt, daß Arbeiten am Vergaser eine ausreichende Sachkenntnis gepaart mit Fingerfertigkeit und ein solides Maß an Geduld voraussetzen. Weiterhin ist absolute Sauberkeit und einwandfreies Werkzeug unumgänglich. Die feinen Kanäle, Bohrungen und Düsen sind schnell verstopft oder verklebt, die sensiblen Messinggewinde mit geringstem Kraftaufwand abgerissen, Schlitzschrauben und Dichtsitze nur zu schnell ruiniert. Vergasermodifikationen sind *** GRUNDSÄTZLICH *** Schritt für Schritt vorzunehmen, ausreichend zu protokollieren und anhand von Probefahrten auf ihre Wirksamkeit hin zu überprüfen. Abschließend ist noch zu erwähnen, daß bei eigenmächtigen Veränderungen am Gemischbildungssystem zumeist die Werksgarantie erlischt und das Fahrzeug ohne Eintragung bei TÜV oder DeKra mangels Betriebserlaubnis im öffentlichen Verkehr nicht mehr bewegt werden darf. Ich will niemanden zum Gesetzesbruch ermutigen, die hier geschilderte Tips und Vorgehensweisen dienen nur der persönlichen Information - für die Richtigkeit der Angaben und eventuell entstehende Schaden kann und will ich keine Haftung übernehmen. Schrauben ohne Sachverstand gefährdet Mensch und Maschine. Dazu später mehr.

Werkzeug

Für Schraubereien am Vergaser ist hochwertiges, sauberes und exakt passendes Werkzeug Voraussetzung. Im Umgang mit der Materie hat sich folgender Grundstock an häufig benötigtem Zubehör bewährt:

• Satz Kreuzschlitzschraubendreher mit gehärteter, eingesetzter Spitze. Die gehärtete Spitze ist nicht wegen dem höheren Anzugsdrehmoment, sondern wegen ihrer schraubenschonender Eigenschaften zu wählen.
• Satz Schlitzschraubendreher mit gehärteter Spitze.
• Kurze(r) Vergaserschraubendreher. Vergaserschraubendreher haben einen kurzen, kugeligen Griff und geringe Schaftlängen. Sie eignen sich daher besonders für z. B. die schlecht zugänglichen Schwimmerkammerschrauben oder eine Einstellung des Leerlaufgemischs ohne Abbau des Vergasers.
• Knarrensatz mit Stecknüssen 4 mm bis 12 mm und Inbus, 2 mm bis 5 mm.
• Langhaarpinsel (kraftstoffbeständig),
• Glasschälchen (zum Ablassen der Schwimmerkammer und zum Reinigen),
• Pinzette,
• Flachzange(n),
• Druckluftspray,
• Silikonspray.

Für 'schwerere Fälle' (und größere Geldbeutel) - vor allem bei emsigen Vergaserschraubern - lohnt sich die Anschaffung oder der Zugang zu

• einem (ölfreien) Luftkompressor (2-5 bar) und
• einem Ultraschallreinigungsbad.

Auch die Anschaffung einiger Vergaserdüsen in Standardgrößen (5x fetter, 2x magerer) auf Vorrat kann lohnen. Bei japanischen Vergasern (Mikuni, Keihin) sind Ersatzteile oft mit einer beachtlichen Gewinnspanne belegt und im Ausland (Amerika) häufig für einen Bruchteil des hiesigen Preises zu beziehen. Oft lohnt sogar ein Import.

In den folgenden Abschnitten sollen die Grundlagen der Vergasereinstellung, wie sie bei annähernd allen Modellen anfallen, umrissen werden. Besonderheiten und Abweichungen sowie Einstellmaße sind den Werkstatthandbüchern zu entnehmen. Einschlägige Schrauberbücher liefern hier oft nicht die gewünschte Information; Luftdruck- und Temperaturkorrekturtabellen sucht man vergebens.

Grundvoraussetzungen

Vor dem Schrauben am Vergaser ist darauf zu achten, daß die übrigen Fehlerquellen, die den Motorlauf beeinflussen könnten, vermieden bzw. ausgeschlossen werden. Kontrolliert werden:

• Luftfilter (Sauberkeit),
• Auspuff (Durchgängigkeit, Verschmutzung, Dichtigkeit),
• Zündkerzen (Sauberkeit, Wärmewert, Elektrodenabstand, Anzugsmoment),
• Motoröl (Viskosität, Ölstand),
• alle Flansche, Verbindungen, Dichtungen und Schläuche (auf festen Sitz, Beschädigungen, korrekte Verlegung, etc.).

Schwimmerstand

Vor Reparatur- und Optimierungsmaßnahmen am Vergaser ist der Schwimmerstand zu kontrollieren, da z. B. ein zu hoher Schwimmerstand über den gesamten Last- und Drehzahlbereich ein zu fettes Gemisch bewirkt. Glück haben diejenigen, deren Schwimmerkammer mit einer Ablasschraube nebst zugänglichem Stutzen vorfinden. Mittels eines am Stutzen angeschlossenen, durchsichtigen Schlauch, z. B. aus der Scheibenwaschanlage des Pkw, der U-förmig gebogen wird, kann mit geöffneter Ablasschraube der Schwimmerstand bei laufendem Motor ermittelt werden. Bezugsmarke für den Flüssigkeitspegel ist meist die umlaufende Trennfuge zwischen Vergaserkörper und Schwimmerkammerdeckel. Der Abstand zwischen Fuge und Flüssigkeitspegel ist der Schwimmerstand. Eine Korrektur des Schwimmerstandes ist nur nach Ausbau des Kammerdeckels, z. B. mit dem kurzen Vergaserschraubendreher möglich. Hierbei wird die sog. Angel, das ist der Betätigungshebel, der das Schwimmerventil betätigt, vorsichtig verbogen. Soll der Schwimmerstand bei ausgebautem Vergaser ermittelt werden oder ist eine Ablasschraube nicht vorhanden oder zugänglich, so kann man sich an der Distanz zwischen unterem Schwimmerende und der Trennfuge des Kammerdeckels orientieren, sobald der Schwimmer das Ventil soeben geschlossen hat (Vorsicht: Die Ventilfeder nicht komprimieren!). Bei den meisten Vergasern darf als Faustregel gelten, daß das Flüssigkeitsniveau so einzustellen ist, daß der Zufluß von Kraftstoff bei wagerecht stehendem Schwimmer (also parallel zur Trennfuge der Kammer) gerade abgesperrt wird.

Vergasersynchronisation

Bei Krafträdern mit Doppel- oder Registervergaser ist die Abstimmung (Synchronisation) der einzelnen Stufen erforderlich. Ein Doppelvergaser wird an seinem Unterdruckmeßanschlüssen (zumeist mit Stopfen verschlossen) mit Unterdruckmeßuhren verbunden und mittels der Gemischregulierungsschrauben auf gleichen Unterdruck eingestellt. Diese Einstellung sorgt für gleiche Füllung der Zylinder und einen vibrationsfreien Motorlauf. Nach allen Maßnahmen am Vergaser, die eine Veränderung der Gemischregelung zur Folge haben könnten ist eine Neusynchronisation angeraten.

Die Firma Böhm (www.boehm-synchrontester.de) hat mir freundlicherweise eine Synchrontestbatterie zur Verfügung gestellt. Es handelt sich dabei um vier mechanische Unterdruckmeßuhren mit Federwerk, die in einem Kunststoffrahmen schlagfest untergebracht sind. Der Strömungswiderstand zum Meßwerk hin kann ueber Dämpfungsventile eingestellt werden, so ist sichergestellt, daß sich die Zeiger frei bewegen aber nicht durch die pulsierende Luftsäule beschädigt werden können. Mit im Sortiment sind Unterdruckschläuche, Anschlußtüllen, T-Verbinder, Benzinflasche mit Haken und eine detaillierte Anleitung, die beschreibt, wie man eine Anordung von mehreren Vergasern hinsichtlich Gaszugspiel und Drosselklappenöffnungswinkel sicher und reproduzierbar synchronisiert.

Ich will im folgenden vom einfachstem Fall, einem einzelnen Schiebervergaser ausgehen. Bei Motorrädern mit aufwendigeren Anlagen sind die Methoden ggf. anzupassen, d. h. parallel oder sinngemäß anzuwenden.

Hauptdüse

Die Größe der Hauptdüse hat Einfluß auf das obere 1/3 bis 1/4 des Lastbereichs, also den Bereich ab dem sich die Düsennadel weitestgehend aus der Nadeldüse (dem Düsenstock) gehoben hat und so nicht mehr zum Querschnitt der Hauptdüse beiträgt. Für Testfahrten suche man sich eine Strecke, die mit Vollgas befahren werden kann. Nach einer ausgiebigen Warmlaufphase ist diese Strecke mehrfach zu befahren.

Zeigt der Motor Symptome, die an Kraftstoffmangel erinnern, klingelt er oder zeigt das Zündkerzengesicht nicht die optimale, leicht bräunlich/graue Farbe sondern ist hellweiß evtl. sogar mit Schmorstellen oder Schmelzkügelchen überzogen, so ist das Gemisch zu mager eingestellt. Ein derartiger Gemischbildungsfehler erweist sich als besonders fatal, da er die Brennraum- und daher die Motortemperatur unzulässig nach oben treibt. Es fehlt außerdem die Innenkühlung der Einlaßventile durch das kühle Kraftstoff- Luftgemisch. Beim 'Klingeln' entzündet sich das Gemisch bereits an der (zu heißen) Zündkerze oder dem heißen Kolbenboden oder den Zylinderwänden, noch bevor der Zündfunke eine Zündung einleiten soll. Die abwärtslaufende Flammenfront schlägt auf den aufwärtslaufenden Kolbenboden auf und übt mechanische Kräfte auf Kolben, Pleuel, Kurbelwelle und Lager aus und führt längerfristig zu Motorschäden durch ruinierte Lager oder durchgebrannte Kolben.

Abhilfe schafft hier eine größere Hauptdüse. Als Faustregel darf gelten, daß eine Vergrößerung der Hauptdüse um dieselbe Schrittweite, wie sie - in entgegengesetzter Richtung - bei einem Höhenanstieg von ca. 1000 m lt. Höhenkorrekturtabelle angeraten wäre, bereits merklichen Einfluß zeigt. Das entspricht typischerweise etwa 2 bis 5 Prozent, eine 152er Hauptdüse könnte man also testweise auf 158 erhöhen. Abstufungen erfolgen im ...0...2...5...8...0... Intervall, für eine Grobabstimmung reichen Düsen mit Endung 0 und 5.

Verliert der Motor bei Vollgas an Leistung, ruckt oder rußt er anormal und tendiert beim leichten Schließen des Gasgriffes zum Beschleunigen und das Zündkerzengesicht zeigt eine rußige, schwarze oder sogar leicht ölig/feuchte Färbung, so ist das Gemisch zu fett und die Hauptdüse zu verkleinern. Eine zusätzliche Prüfung des Luftfiltereinsatzes ist angezeigt, da verstopfte oder verölte Filter ähnliche Auswirkungen haben können.

Zweitaktmotoren liefern im allgemeinen ihre höchste Leistung bei einem eher mager eingestellten Gemisch. Viertaktmotoren zeigen die besten Laufeigenschaften bei eher etwas fetterem Gemisch. Insgesamt läßt sich sagen, das eine leichte Gemischanfettung mit weniger gravierenden Nachteilen (z. B. ein Abwaschen des Ölfilms von den Zylinderwänden, verrußende Zündkerzen, höherer Kraftstoffverbrauch) verbunden als das gegensätzliche Extrem (Motorschaden!).

Düsennadel

Die Position und Form der Düsennadel beeinflußt den Motorlauf im mittleren Lastbereich, also beim kraftvollen Beschleunigen aus mittleren Drehzahlen. Entstehen hier 'Löcher', dreht also der Motor nicht weich hoch, klingelt es (Beschleunigungsklingeln), rußt es oder hängt das Kraftrad nicht gut am Gas, so ist eine Veränderung der Nadelhöhe in Erwägung zu ziehen. Die meisten Düsennadeln sind hierzu mit etwa 5 ringförmigen Rillen im Abstand von etwa 0.5 mm ausgestattet, in die ein Sicherungsring eingeclipst werden kann und die Position der Nadel im Schieber fixiert. Hängt man die Nadel tiefer, ragt also das spitze Ende weiter in den Düsenstock hinein (durch Anheben des Sicherungsrings um eine oder mehrere Position), so wird das Gemisch im mittleren Lastbereich abgemagert, da bei gleichbleibender Schieberstellung der effektive Düsenquerschnitt reduziert wird. Im Gegensatz kann die Nadel durch Unterlegen von speziellen Beilagscheiben um halbe Positionen oder Umhängen des Rings um ganze Positionen erhöht und damit das Gemisch angefettet werden.

Weiters liefern einige Tuning- und Zubehörfirmen und Vergaserhersteller auf den Motorradtyp abgestimmte Düsennadeln, die mit einem anderen Profil (Leistungscharakteristik), geringerem (Anfettung) oder höherem (Abmagerung) Durchmesser ausgestattet sind. Eine Veränderung der Nadelhöhe oder gar des Typs wird in der Mehrheit der Fälle nicht erforderlich sein und eine Abstimmung ohne CO- Meßgerät (s. weiter unten) ist schwierig und vom Hobbybastler meist nicht zufriedenstellend gelingen.

Speziell bei Einzylindermotoren (und großvolumigen, langhubigen Mehrzylindermotoren, bei denen jedem Saugrohr ein einzelner Vergaser gegenübersitzt) kommt es infolge der Ansaugstöße zu Vibrationen der Düsennadel in ihrem "Gegenlager", dem Düsenstock. Zeigt der Motor Anzeichen von Anfettung im unteren und mittleren Lastbereich (bzw. - bei direkt betätigten Vergasern - im etwa ersten Drittel des Schieberwegs), dann kann die Düsennadel ausgeschlagen sein. Durch die ständigen Vibrationen wird sie nämlich "schlanker" und es kann mehr Kraftstoff vorbeiströmen. Abhilfe schafft hier ein Austausch des Düsennadel/Düsenstock (Nadeldüse)-Duos oder (falls die Nadeldüse fest verpreßt und irreparabel beschädigt ist), leider ein Austausch des Vergaserkorpus.

Leerlaufgemisch

Startet das Motorrad nur unwillig, ist der Kaltleerlauf unruhig, patscht der Motor im Schiebebetrieb kräftig in den Auspuff oder stirbt die Maschine beim Gasgeben sogar ab, kann möglicherweise eine Neujustierung des Leerlaufsystems Abhilfe schaffen.

Dazu ist der Vergaser mit einer Leerlaufdrehzahlregulierungsschraube und einer Leerlauf[luft][kraftstoff][gemisch]regulierungsschraube (je nach Ausführung) ausgestattet. Zunächst ist zu prüfen, ob der warme Motor bei leicht erhöhter Leerlaufdrehzahl (Schraube!) auf Variationen des Leerlaufgemischs überhaupt reagiert. Gelegentlich sind kurze Gasstöße erforderlich, um den Vergaser von angereichertem Benzindampf zu säubern. Reagiert er, so kann eine Neujustierung nach folgendem Rezept erfolgen:

• Hinausdrehen der Leerlaufemischregulierungsschraube (LGRS, sinngemäß) bis die Drehzahl abfällt.
• Hineindrehen der LGRS, bis die Drehzahl erneut bis auf diesen Wert abfällt.
• Einstellen der LGRS auf die Mitte zwischen beiden Extremen.

Grundeinstellung der LGRS ist bei vielen Vergasern etwa 1 bis 2 volle Umdrehungen vom ** LEICHTEN ** Ansitzen auf dem Lagersitz.

Funktioniert obiges Verfahren nicht, so muß die Leerlaufdüse angepaßt werden. Der volle Stellbereich der LGRS (von 0.5 bis etwa 2.5 Umdrehungen) ist damit etwa einer Düsengrößenintervall gleichzusetzen. Ist etwa die LGRS ganz zu schließen, dann führt eine Vergrößerung/Verkleinerung (je nachdem, ob es sich um eine LGRS oder eine LLRS oder eine LKRS handelt) der Leerlaufdüse um eine Größe zum gewünschten Ergebnis.

Wie erkennt man ein zu mageres oder zu fettes Leerlaufgemisch generell?
Allgemein läßt sich sagen, daß

·         Auspuffpatschen,

·         spontanes Absterben im Warmleerlauf,

·         Drehzahleinbruch beim Wegbeschleunigen aus den Leerlauf (Schluckauf),

·         schlechtes Startverhalten ohne Choke, selbst im Warmzustand und

·         eine 'käsige' Zündkerze im Leerlauf

Anzeichen für ein zu mageres und

• Kaltstartschwierigkeiten (sehr sensible Reaktionen auf den Choke, nasse Zündkerzen)
• rußender Warmleerlauf und
• träges Beschleunigen

Anzeichen für ein zu fettes Leerlaufgemisch sind.
Den genauesten Aufschluß über die Gemischzusammensetzung erhält man freilich nur auf dem Prüfstand.

Der Prüfstand

Die Prinzipien einer Vergasereinstellung mittels Prüfstand, d. h. CO-Test und gebremsten Abtriebstrollen sollen im folgenden erläutert werden. Wir unter Abschnitt 1 bereits besprochen, erfolgt die vollständige Verbrennung von Benzol nach der chemischen Gleichung

2C₆H₆ + 15O₂ ==> 12CO₂ + 6H₂O .

Infolge der hohen Prozeßtemperatur entstehen aber unter anderem auch nur kurzkettiger Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NO_x) und Kohlenmonoxid - letztere nach der vereinfachten Gleichung

2CO₂ <==> 2CO + O₂ .

Abhängig vom Benzolanteil im Gemisch verschiebt sich der Reaktionsschwerpunkt mehr oder weniger Richtung Kohlenmonoxid. Ein fetteres Gemisch begünstigt eine Entstehung von CO. Nimmt man nun eine in etwa konstante Brennraumtemperatur an, so kann man vom prozentualen CO-Gehalt im Abgas auf die Gemischzusammensetzung schließen. 4-Takt Motoren laufen mit etwa 1.5 bis 2.0 Vol-% CO optimal.

Mittels eines gebremsten Prüfstandes kann über die gesamte Lastkurve der jeweilige CO-Gehalt ermittelt und protokolliert werden und eine gleichmäßige Analyse und optimale Korrektur des Gemischs ist möglich. Derartige Arbeiten führt die Fa. Dynojet (s. oben) durch. Die erhebliche Erfahrung auf dem Gebiet der Vergaserabstimmung rechtfertigt wohl auch die stolzen Preise der fachmännischen Beratung.

Vergaserreinigung

Beim Überwintern oder gar längerfristiger Stillegung des Motorrades ist der Vergaser zu entleeren und ggf. zu säubern. Die Entleerung kann behelfsweise durch fahren mit geschlossenem Kraftstoffhahn oder ein Öffnen der Ablasschraube erfolgen.

Ist durch ein Versäumnis Benzin im Vergaser eingetrocknet (die schwerlöslichen Öle verkleben Schwimmernadeln, Düsen und Kanäle) oder Ablagerungen durch rostige Tanks oder Verunreinigungen im Kraftstoff oder der Ansaugluft in den Vergaser gelangt, muß er gereinigt werden. Dazu ist er auszubauen und möglichst komplett zu demontieren (Einstellungen und Ausbaureihenfolge protokollieren). Klebrige Ablagerungen können durch Einlagern in Reinigungsbenzin an- und abgelöst werden. Die Verwendung von anderen Verdünnungsmitteln (Nitro, Terpentin, Petroleum) ist kritisch, da O-Ringe, Lagerbuchsen u. U. nicht resistent gegen sie sind. Nach einer gut bemessenen Einlagerungszeit sind die Teile mit Pinzette und Pinsel zu reinigen. Vorsicht: Auch Reinigungsbenzin wirkt beim Einatmen und Hautkontakt krebserregend! Ggf. Handschuhe benutzen! Lassen sich Ablagerungen in Luftkanälen oder Bohrungen nicht beseitigen, so hilft der Gang zum Optiker, der mit einem Ultraschallreinigungsbad ausgestattet ist. Als Lösungsmittel eignet sich Ethanol oder besser Isopropanol (wasserfrei!). Nach einer gründlichen Reinigung sind alle Öffnungen mit Druckluft freizublasen. Dabei bitte auf Filzdichtungen zur Durchführung von Wellen achten. Die Druckluft treibt die Dichtungen aus ihren Sitzen. Eine Wiedereinbau ist dann oft nur schwer möglich. Anschließen wird der Vergaser *** MIT NEUEN DICHTUNGEN *** und ggf. mit neuen O- und Dichtringen wieder zusammen zu bauen (Dichtsatz kaufen).

Alle nach außen führenden Schrauben (z. B. die LGRS) sind mit O- Ringen, Druckfedern und Beilagscheiben ausgestattet. Auf Vollständigkeit überprüfen!

Lager, Wellen, O-Ringe, Dichtpapier und Schieber *** AUF KEINEN FALL EINFETTEN ***! Der Staub bindet sich an das Fett und wirkt wie eine feine Schleifpaste, die in kürzester Zeit sämtliche Lager ruiniert. Durch ausgeschlagene Lager kann dann Falschluft in den Vergaser eindringen. Falls unbedingt ein Gleitmittel notwendig ist (z. B. zum Montieren von O-Ringen) kann mit Reinigungsbenzin angefeuchtet werden. Notfalls hilft ein Spritzer Silikonspray.

Nach der Grundeinstellung (Notizen!) sollte sich ein ausgiebiger Funktionstest mit Gemischüberprüfung anschließen, da durch die nun fehlenden Ablagerungen Veränderungen eingetreten sein könnten.

Noch ein Ratschlag: Verstopfte Düsen sind - auch nicht behelfsmäßig - *** NICHT MIT DRAHTSTÜCKEN O. Ä. *** zu reinigen. Das weiche Messing erleidet Deformationen, die die Abstimmung des Vergasers zum Alptraum werden lassen!

Abgasreinigung

Die bei der Verbrennung entstehenden Nebenprodukte (CO, HC, NOx, etc.) bergen ein gesundheitliches Risiko. In Abgasreinigungsanlagen werden sie daher katalytisch zu CO₂, H₂O und N₂ nachverbrannt (KAT). Damit ein KAT funktioniert, muß er eine gewisse Temperatur erreichen und die Gemischzusammensetzung stimmen. Geregelte KATs (G-KAT) erfordern Einspritzanlagen oder elektronische Vergaser, die für ein intervallweise leicht überfettetes Gemisch sorgen, wie es für die Nachverbrennung erforderlich ist. Vergaserabstimmungen erfolgen hier meist über eine Veränderungen des Kennfeldes der Anlage, also durch eine Überarbeitung der im Speicher des Systems abgelegten Werte. Hobbybastler ohne detaillierte Erfahrungen sollten deshalb von Eingriffen in Ansaug- und Abgaswege absehen.

Der - wenn überhaupt - bei Motorrädern häufiger anzutreffende KAT ist ungeregelt (U-KAT), d. h. Eingriffe seitens des Vergasers erfolgen nicht. Der Wirkungsgrad des Systems ist, verglichen mit der obenstehenden Variante, etwas eingeschränkt. Bei der Abstimmung einer U-KAT-Anlage nach der 'Gefühlsmethode' ist, außer einem leicht erhöhten Staudruck im Abgastrakt, der das Gemisch aufgrund des verzögerten Abgastransports etwas anfettet, nichts grundsätzliches zu beachten. Erfolgt die Abstimmung mit dem CO-Tester, ist der möglicherweise reduzierte CO-Gehalt zu berücksichtigen, oder vor dem KAT, z. B. mittels eines verschließbaren Diagnoserohrs zu messen.

Gelegentlich trifft man im Motorradbereich auch das sogenannte "Sekundärluftsystem" kurz SLS an. Hierbei wird in speziellen Betriebszuständen (Teillast, Volllast) Frischluft vom Luftfilter am Motor vorbei in den Krümmer geblasen oder gesaugt und hier eine Nachverbennung der überschüssigen (d. h. im Motor unverbrannten) Kraftstoffanteile, Kohlenmonoxide und Stickoxide bewirkt. Das SLS erhöht die Abgastemperatur und stellt so höhere Anforderungen an die Qualität der Abgasanlage, weswegen hier zumeist Edelstähle und Reflexions- anstelle Absorptionsdämpfern (bei letzteren würde die Dämmwolle zu schnell verbrennen) Verwendung finden.

Abgasrückführung: In der Pre-Katalysator-Ära wurde versucht, das Abgas durch die Rückführung gewissen Abgasanteiles in den Ansaugtrakt ein zweites Mal der Verbrennung zuzuführen und so eine Reduzierung der Schadstoffanteile zu bewirken. Müßig zu erwähnen, daß dieses System eine deutlich geringere Effizienz als ein Kat besitzt und zudem eine Reduzierung der Motorleistung eintritt, da ja ein Teil der "unverbrauchten" Ansaugluft durch Abgas ersetzt wird.

Düsenreibahlen und Düsenlehren

Nach erfolgter Vergaserabstimmung kann der Innendurchmesser der verwendeten Düsen mit einer Düsenlehre ermittelt und eine 'serienmäßige' Düse mittels Reibahle auf die passende Größe gebracht werden. Das diese Vorgehensweise nicht der Verschleierung von Modifikationen vor den strengen Augen des Gesetzes sondern nur einer effizienten Materialwirtschaft dient (man hat noch weitere Düsen für zukünftige Tests übrig), muß wohl nicht extra erwähnt werden. ;-)

Fragen und Antworten

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit häufig gestellten Fragen und Antworten zum Thema 'Vergaser'. Die Punkte erscheinen in ungeordneter Reihenfolge - daher sind für weitere Informationen die obigen Sachverhalte und Ratschläge zu beherzigen.