Axialspiel Pleuelfuß @ Hubzapfen

[RinaMat]

Ein interessantes Phänomen für die Motorentechniker:
Ich habe einen 12H-T, den ich eigentlich so richtig restaurieren wollte, zerlegt und bin auf erhöhtes Axialspiel des Pleuelfußes am Hubzapfen gestoßen (WHB: Connecting rod thrust clearance, max. 0,4mm). Ich habe an ALLEN Pleueln ca. 1mm Spiel, manchmal sogar 1,1mm!
Zur Erklärung: Das ist die Distanz, um welche man das Pleuel am Hubzapfen in Längsrichtung der KW verschieben kann.

Laut WHB muß man in diesem Fall Pleuel und/oder KW ersetzen. Beides ist finanziell nicht lustig (gelinde gesagt).

Der Motor hat 385tkm runter, keine Anzeichen einer Altersschwäche (kein BlowBy, springt sofort an, raucht nicht wenn warm), das Axialspiel der KW selbst ist voll in der Norm (laut WHB max. 0,3mm erlaubt, ich hab 0,2mm gemessen).

Erst mal ein paar Bilder zur Veranschaulichung:

[RinaMat]

Das Phänomen betrifft übrigens ALLE 6 Pleuel!!

OK, nun dachte ich: Da ist halt ein Ring in den Pleuelfuß eingegraben, was solls, der Fuß liegt noch nicht komplett an der Hubzapfenwange an.
Allerdings hab ich dann mal alle Pleuel genauer untersucht und siehe da:
Pleuel #1 ist an der vorderen Hubzapfenwange DOCH komplett angelegen
Pleuel #6 beginnt an der hinteren Hubzapfenwange anzuliegen

Komisch dachte ich, da sind gar nicht so tiefe Ringe im Pleuelfuß eingegraben, dass der komplett an der Wange anliegen könnte.
Conclusio: Vl. ist nicht das Pleuel abgenutzt, sondern der Steg an der Hubzapfenwange (der den Pleuelfuß auf Distanz zur Wangen halten soll) -> So ist es, es sind nicht nur die Pleuel abgenutzt, sondern auch die KW!!!

-> Eine Restauration lohnt nicht, ich bau den Motor wieder zusammen, ersetze lediglich ein paar Lagerschalen und aus.
ODER ist das vl. doch nicht so schlimm und ganz normal an Motoren mit hoher Laufleistung? Gibts da Erfahrungswerte????

[Just 8]

ODER ist das vl. doch nicht so schlimm und ganz normal an Motoren mit hoher Laufleistung? Gibts da Erfahrungswerte????

...da reibt Metal an Metal wo es das nicht darf - damit sollte sich die Frage von selbst erledigt haben. Die Kurbelwelle kann man aufarbeiten, die Pleul wohl kaum (bin mir aber nicht sicher - einen guten Motorenbauer befragen)

...zusammenbauen brauchst Du den Motor so nimmer ...

[MBPetersen]

Bin mir immer noch nicht sicher, woher die Axialkraft kommen soll.
Soweit ich weiß zentriert sich das Pleuel (ich wiederhole mich eventuell) durch die Tatsache, das Kolben / Laufbuchse / Pleuelzapfen hundert prozent in einer FLuch liegen. (also von Mitte Zylinderbohrung landet man genau Mitte Pleuelzapfen, im rechten Winkel.)
Da der Zündruck den Kolben nur nach unten drücken kann, darf es keine seitliche Komponente geben. Mir ist auch nicht bekannt, das irgendein Motor eine Art "Drucklager" (Axiallager, thrust bearing) bzw. irgendwelche anlaufflächen dafür vorsieht.
Denn alle Axialen Kräfte werden ja vom Zylinder übernommen, also vom Kolbenhemd auf die Laufbahn übertragen, und da ist naklar entsprechend Ölgeschmiert etc.

Wenn das Pleuel seitlich wegläuft...dann müsste man ja einseitig abgelaufene Lagerschalen sehen, oder Kantenläufer, oder aber, dein Pleuelauge ist verschlissen....
Wenn du Lust hast, schau doch mal ob du erhöhtes Spiel zwischen Pleuelauge und Kolbenbolzwn hast.
Klar könnte auch dein Zapfen vom Werk aus minimal zu einer Seite weglaufen, was dann auf 400 tkm zu dem "Schadensbild" (ist ja eher ein Verschleiß) geführt hat.

[MBPetersen]

Achso, aber voreilig abschreiben würde ich den noch nicht.
Kauf doch mal einen neuen Satz Lagerschalen, ein neues Pleuelauge, und schau dann wie groß das Spiel noch ist.
Eventuell liegts wieder im Rahmen wenn du oberes und unteres Lager erneuerst.
Dann kannst du den Grat mit einer Schlüsselfeile wegnehmen, und weiter gehts.
Wie gesagt, ein Axiallager hat das Pleuel ja nicht, daher kann es nur aus zu großem Spiel oben und unten resultieren.

[RinaMat]

...da reibt Metal an Metal wo es das nicht darf

Definitiv

Die Kurbelwelle kann man aufarbeiten

Wie??? An der fehlt Material, das ginge nur mit Aufspritzen des Steges/Bundes an der Wange - m.E. kommt man aber dort nicht hin...

@Volker (MBPetersen)
Scheint mir alles richtig was du da sagst.
Wenn man die abgeriebenen Flächen betrachtet, so sind die wirklich nicht als "Anlauffläche" ausgebildet, hätten sonst wohl eine Ölnut. Also DARF da gar keine Seitenkraft auftreten.
Lagerschalen des Pleuelfußes waren nicht abartig schlecht, ob da was schräg abgenutzt ist könnte ich nur mit Plastigage feststellen (hab ich im Moment nicht).
Soweit ich mich erinnere, konnte ich das Pleuel im Kolben (entlang des Kolbenbolzens) sehr wohl hin- und herschieben - Maße folgen noch! Radialspiel kann ich aber im Pleuelauge nicht so einfach messen, da fehlt mir das Werkzeug dafür.

Aber dass so etwas an allen 6 Pleueln auftritt (und nicht bei allen in der selben Richtung) verwundert doch etwas!

Ich werde morgen mal Bilder der Lagerschalen und des Hubzapfens von Pleuel#1 (schlechtestes) nachreichen ...

[Ozymandias]

War der Motor schon mal offen in seinem Leben?
Du sagst zwar dass die KW kein axial Spiel hat, aber die Pleuel deuten darauf hin dass sie es mal hatte.

[Just 8]

Soweit ich mich erinnere, konnte ich das Pleuel im Kolben (entlang des Kolbenbolzens) sehr wohl hin- und herschieben ...

...was ja bei dem Schaden ein Muß ist - nur unten auf der Kurbelwelle seitliches Spiel würde zum Lager- oder Kolbenklemmen durch verkanten führen - etwas überspitzt dargestellt. Bei Dir verschieben sich quasi die Pleul im laufen...

[karrizek]

Naabend,
im Moment baue ich einen Motor für eine Kawasaki ZX6R Racing komplett aus Neuteilen auf.
(Die alten Einlassventile sind nicht mehr im Z.-Kopf verbaut, sondern im Kolbenboden steckengeblieben. )

Um die neue Kurbelwelle hierfür zu lagern benötige ich 2mal "Washer Crankshaft Thrust".
Ich hab gerade bei TOYODY.com geschaut: siehe da, mein HZJ78 hat die Dinger auch: 11011-17010
Diese Halbscheiben begrenzen das Axialspiel der Kurbelwelle nach links und rechts im Motor obwohl die Kawasaki einen geradeverzahnten Abtrieb zur Kupplung hat. Eine Notwendigkeit ist nicht so gegeben, wie beim längs eingebauten 6Zyl. im Toyo. Bei jedem Mal Kupplung treten wird hier die Kurbelwelle mit ordentlich Moment im Kurbelgehäuse nach vorne gedrückt. Deswegen steht man auch nie mit getretener Kupplung irgendwo rum!

Also ich würde wie Ozy tippen, hier liegt bei deinem Motor der Hund begraben. Schau doch mal nach den Axialbegrenzungen. (Das obere Pleuelauge lässt sich immer auf dem Kolbenbolzen verschieben, die Kawa hat hier links und rechts 2mm Spiel das, Pleuel wird ja normalerweise unten geführt!)
Ich könnte zu diesem Detail Foto´s liefern...

so long
karrizek

[RinaMat]

@karrizek, Ozy
Die Ölwanne und das darüberliegende "Versteifungsblech" waren m.E. schon mal ab, da diese mit viel zu viel Dichtmaterial eingebaut waren!
Die Axiallager der KW (sind am mittleren KW-Lagerbock verbaut) sehen exzellent aus, am Abend poste ich ein Bild hiervon!

@Just8
Da das Problem an allen 6 Pleueln auftritt, habe ich keinen Vergleich, ob es am Kolbenbolzen ein axiales Spiel geben darf. Aber wie karrizek schreibt könnte ich mir vorstellen dass hier ein Spiel gewollt ist, 1. wg. Wärmeausdehnung (Kolben zu Pleuel) und 2. weil die KW und die Zylinder nicht unendlich genau gefluchtet werden können, da ist es vorteilhaft, wenn sich das Pleuel axial etwas bewegen kann. Ich werde auch dieses Spiel nachmessen und posten...

[Ozymandias]

Genau dass dieses Lager "Top" aussieht und weit unterhalb des Verschleißmaßes liegt deutet stark darauf hin dass es vor nicht allzulanger Zeit ersetzt wurde.
Wahrscheinlich war das soweit abgefräst dass die Kupplung nicht mehr funktioniert hat.
Schau dir mal die Laufflächen der KW-Siris an, ob die eingelaufen sind oder eine 1-2mm breite Bahn geräumt haben.

Oberes Pleuelauge kenne ich auch nur mit reichlich seitlichem Spiel, geführt sind die Pleuel auf der Kurbelwelle.

[karrizek]

Ozy.. , genau, die Anlaufscheiben sind bestimmt schon mal neu eingepfuscht worden.

so long
karrizek

[HJ61-Freak]

Das obere Pleuelauge lässt sich immer auf dem Kolbenbolzen verschieben, die Kawa hat hier links und rechts 2mm Spiel das, Pleuel wird ja normalerweise unten geführt!

Nicht zwingend. Kommt zwar regelmäßig nur bei Zweitaktern vor, aber es gibt auch Viertakter, bei denen die Pleuel kolbenseitig axial geführt werden.

Zum Problem des Threadstarters: Der Verschleiß ist typisch für einen Motorbetrieb mit einem zu hohen Axialspiel der Kurbelwelle. Ist der Abrieb gleichmäßig auf nur einer Seite des unteren Pleuelauges bzw. der Kurbelwange vorhanden? Üblicherweise müsste der Verschleiß kupplungseitig deutlich höher sein als auf der kupplungsabgewandten Seite.

Wenn ein solcher Verschleiß aufgetreten ist, ist es mit einem Materialauftrag an Kurbelwangen und/oder Pleuelauge allein nicht getan. Es muss auch die Rundung im Übergang zwischen Kurbelwellenzapfen und Kurbelwellenwange genau untersucht werden. Ist diese Rundung bereits minimal angegriffen, muss hier nachgeschliffen werden, was zumeist ein Abschliff des kompletten Kurbelwellenzapfens auf das nächste Untermaß bedeutet. Ansonsten droht im weiteren Betrieb eine Kurbelwellenbruch. Weiterhin müssen alle Pleuel auf Parallelität der beiden Lagerbohrungen vermessen und ggf. gerichtet werden. Durch den Betrieb mit zu viel Axialspiel können sich die Pleuel verbogen haben, was sich häufig bestätigt. Verwendet man die krummen Pleuel weiter, führt dieses releativ zügig zu Kolbenfressern und/oder Pleuellagerschäden.

Grob überschlagen ist der Motor ein Fall für die Ersatzteilkiste, weil man die Kurbelwelle in diesem äußerst kritischen, weil bruchgefährdeten Bereich kaum durch Materialauftrag repararieren kann, von den prekären Platzverhältnissen einmal abgesehen. Die Pleuel könnte man wohl mit vertretbaren Aufwand retten, würde ich aber auch vom Gebrauchtpreis abhängig machen.

Gruß

Florian

[Ozymandias]

2x

[RinaMat]

@Ozy, Flo
KW-SiRi hat zumindest kupplungsseitig eine schmale, tiefe (ca. 1/10mm) Rille mit dahinterliegender Materialaufschichtung (so als ob das Metall "verdrängt" wurde) hinterlassen, dDas ist aber soweit normal und macht ja keine Aussage zum Axialspiel der KW. Ob da ein breiterer Steg vom RWD poliert wurde werde ich noch untersuchen und Bilder posten.

Ich muß die Pleuelfüsse nochmals genauer inspizieren, aber soweit ich jetzt weis sind Pleuel#1-#5 an der hinteren Seite abgenutzt (Das wäre das Kupplungsproblem, weil beim Kuppeln ja die KW nach vorne gedrückt wird), lediglich Pleuel #1 ist massiv an der vorderen Seite abgenutzt (spricht wiederum gegen die These...)!

Edit: sind diese axialen Anlaufscheiben normalerweise wirklich schon vor 400tkm so verschlissen, dass es zu diesem Fehlerbild kommen kann???