RC Garnituren

Stahl/Ring - ABC - oder AAC - das ist hier die Frage!

Veröffentlicht:
Motorsport Verlag, Rotor 4/98 u. 5/98
 

eine Darstellung von
Bruno Stükerjürgen





In meinem letzten Artikel habe ich angedeutet, daß die Modellmotoren-Technik in einer Abhandlung mehrere Bücher füllen würde. Die positive Resonanz nach meiner letzten Artikelserie ermutigt mich auch heute wieder aus dem "Nähkästchen" zu plaudern und die ach so vielen Unstimmigkeiten und "Märchen" auf dem Gebiet der Motortechnik ein wenig auszuräumen. Es haben mich viele Briefe und spontane Telefonanrufe erreicht, bei denen meine Erfahrungen direkt zum Erfolg geführt haben und fast ausnahmslos die Bitte nach weiteren Berichten geäußert wurde. "Unser" Rotor-Redakteur Raimund Zimmermann trat mit der Bitte an mich heran, doch einmal über die unterschiedlich eingesetzten Metalle bei den Zylindergarnituren etwas "Aufklärung" zu betreiben. Wie schon an anderer Stelle beschrieben, sind meine Ausführungen nicht wissenschaftlicher Natur, sondern rein aus der Erfahrung heraus entstanden.

Für den Modellmotor stehen nach heutigem technischem Stand drei Arten von Zylindergarnituren zur Verfügung, wobei eine Garnitur aus Gründen der Passung immer aus dem Kolben und dem Zylinder bestehen sollte.

Die Grundtypen sind: Alu/Stahl, ABC und AAC, wobei jeder Hersteller unterschiedliche Alu-Legierungen mit mehr oder weniger Erfolg zur Anwendung bringt. Es ist also nicht die eine Garnitur mit der eines anderen Herstellers zu vergleichen, auch wenn es den äußeren Anschein hat. Die positiven oder auch negativen Erfahrungen sind von einem Hersteller zum anderen nicht ohne weiteres übertragbar. Bei dieser Metallsammlung fehlt eigentlich nur noch die Garnitur aus dem Werkstoff Keramik. Ich persönlich rechne mit dem Einsatz dieses Werkstoffes für unsere Garnituren innerhalb der nächsten 10 Jahre mit serienreifem Material.

Was bedeuten nun die Kürzel für die unterschiedlichen Garnituren, über die jeder redet, aber nur wenige den Hintergrund kennen?

Alu/Stahl: Aluminiumkolben mit Ring und vergütetem oder teilgehärtetem Stahlzylinder - nachfolgend als AVS bezeichnet

ABC: Aluminiumkolben und galvanisch verchromtem Messingzylinder

engl.: aluminum - brass - chromium

AAC: Aluminiumkolben und galvanisch verchromtem Aluminiumzylinder

engl.: aluminum - aluminum - chromium

Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist zunächst der Preis, der für diese unterschiedlichen Zylindersysteme gezahlt werden muß. Da die AVS-Garnitur in riesigen Stückzahlen und zudem aus preiswerteren Rohstoffen mit unkomplizierter Technik hergestellt wird, ist diese Variante natürlich die günstigste. Die nächste Preissteigerung betrifft die seit fast 30 Jahren in Serie hergestellte ABC-Garnitur. Der ringlose Kolben verlangt nach einer exzellent gehonten Zylinderoberfläche und gut abgestimmten Metallegierungen. Anfang der 90er Jahre kamen die ersten, in Kleinserie hergestellten AAC-Garnituren auf den Markt - klein aber fein und teuer und voller Überraschungen. Der Kolben ist wie bei der ABC-Garnitur ringlos und erfordert eine ebenso exakt gehonte "Büchse" und gut aufeinander abgestimmt Metallegierungen. Der Zylinder ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt.

Das nächste "gewichtige" Merkmal dürfte für die Gewichts-Fetischisten interessant sein. Je nach Wandstärke der hergestellten Zylinder unterscheiden sich die Garnituren im Gewicht erheblich, wobei die ABC-Garnitur in der Regel die gewichtigste und die AAC die leichteste Lösung darstellt. Zwischen diesen beiden liegen immerhin je nach Hersteller ca. 30 - 40 Gramm, und wenn ich sehe, wie aufwendig Gewichtsreduzierung betrieben wird, ist die AAC-Garnitur ein echter Schnellschuß!

Die Gewichte der verschiedenen Garnituren:

AVS: 55 Gramm (OS 61RX)

AAC 26 Gramm (OS 61RX - hergestellt von Nelson-USA)

ABC 67 Gramm (Rossi 61)

Die Gewichtsunterschiede anderer Hersteller dürften sich in einem ähnlichen Rahmen bewegen.

Der wichtigste und alles entscheidende Grund, der für eine ABC- oder AAC-Garnitur spricht, ist die Leistungsausbeute gegenüber der AVS-Garnitur. Wie bei allem, was neu ist, so waren auch die ersten ABC-Garnituren Anfang der 70er nicht besser als AVS-Garnituren. Den AAC-Garnituren Anfang der 90er erging es nicht besser gegenüber der ABC-Garnitur. Es dauert halt alles seine Zeit; denn eine gute Idee ist nicht sofort mit Erfolg gekrönt. Eines darf man jedoch nicht übersehen; eine schlechte ABC-Garnitur kann unter Umständen eine geringere Leistung bringen, als eine gute AVS-Garnitur.

Jeder Garnituren-Typ hat, wie anders nicht zu erwarten, seine Vor und Nachteile und natürlich auch seine Tücken. Die vermeintlich unkompliziertere AVS-Garnitur ist in der Praxis auch nicht so ohne. Verklebte und ausgeschlagene Kolbenringe sind die wohl bekanntesten Schwachstellen der AVS-Garnituren. Je nach der Güte der Zylinderoberfläche ist ein Einlaufen des Kolbenringes in die Oberfläche ebenfalls nicht unwahrscheinlich. Bei höheren Drehzahlen - sagen wir mal oberhalb von 18000 U/Min. - können je nach der Ringpassung die Kolbenringe in Schwingung kommen, um sich anschließend mit einem Bruch zu verabschieden. Bei der Verwendung eines L-Ringes dürfte sich dieser Effekt noch erheblich verstärken, da der Ring direkten Kontakt mit den Temperaturen im Brennraum hat und bei zu mager eingestellten Motoren die dünnen L-Ringe ihre Güte bzw. Härte verändern. Dieses ist sicherlich ein häufiger Grund für Kolbenringbrüche.

Jetzt stellt sich bei mir die Frage, warum die AVS-Garnituren bei den Motorherstellern so beliebt sind?

Es kann nicht die Unkompliziertheit dieses Bauteils sein. Diese Garnituren laufen nicht besser, springen auch nicht bei entsprechender Verdichtung besser an als ringlose Garnituren. Die Standfestigkeit ist auch nicht höher als bei anderen. Die Selbstzerstörung bei überhitztem Betrieb ist eher noch größer als bei ABC-, oder AAC-Garnituren. Dieser kritische Bereich wird jedoch vom Betreiber nicht so schnell bemerkt, da AVS-Garnituren sich im Betrieb nicht so abrupt abstellen wie die ringlosen Exemplare. Ein Grund dafür könnte die einheitliche und langjährig weiterenteickelte und verfeinerte Fertigungstechnik sein. Ein wichtiger Grund könnte sicherlich das Preisgefüge der AVS-Garnituren sein. Da es diese Kombination schon seit Jahrzehnten gibt, kann ich mir eine preiswertere Produktion vorstellen. Sicherlich gehöhrt auch eine Portion AVS-Philosophie dazu.

Vielleicht ist es aber auch ein ganz anderer Grund, wie z.B. die Streuung bei der Serienprokuktion. Die Hersteller der Motore mit Ring-Garnituren haben vielleicht die katastrophale Streuung der italienischen Motore mit ABC-Garnituren beobachtet und lieber Abstand genommen. Dieses sind jedoch nur Vermutungen von mir, die letztendlich nur die Hersteller selber aufklären können.

Der überhaupt zu rechtfertigende Einsatz der Ring-Garnitur liegt in dem vom Normal-Flieger genutzten Drehzahlbereich bis etwa 16000 U/Min. Bis in diesen Drehzahlbereich ist leistungsmäßig zu den ringlosen Garnituren kaum ein Unterschied meßbar und somit für den Normal-Flieger unbedeutend.

Ich persönlich kann mich mit den AVS-Garnituren nicht anfreunden. Warum sollte ich auch, denn meine ABC-, und AAC-Garnituren funktionieren prächtig, und warum soll man an diesem Zustand etwas ändern, was einen nicht vorwärts bringt, sondern zwei Schritte zurück?! Es ist und bleibt für unsere "Mikro-Motori" eben nur eine Garnitur "dritter Klasse". Dieser Zustand ist vielleicht mit dem des Autoherstellers Ford zu vergleichen, der als einer der Letzten für einige PKW-Modelle die Hinterachse auf Blattfedern liegen hatte und nicht davon ablassen konnte, bis die Entwicklung anderer Federsysteme so weit fortgeschritten war, das ein weiterer Einbau die Verkaufszahlen sicher empfindlich gestört hätte. Ich erinnere mich an den Versuch von OS, einen Pylon-Rennmotor, selbstverständlich mit einer ABC-Garnitur, während der WM 1993 durch japanische Piloten zu etablieren. Dieses Projekt ist dermaßen schiefgegangen, daß dieser Motor meines Wissens nach heute in Europa nicht mehr käuflich zu erwerben ist (thermische Probleme bis zur "Weißglut"). Ich will damit nur sagen: wer die Entwicklung verschläft, den bestraft der Käufer- wenn nicht heute, dann vielleicht morgen.

Seit nunmehr 30 Jahren befassen sich Motorhersteller mit mehr oder weniger Erfolg mit der Herstellung und Optimierung von ABC-Garnituren. Meines Wissens kam die erste ABC-Garnitur aus dem Hause Super Tiger und anschließend auch aus dem Hause Rossi, was diesen beiden Firmen selbst heute noch den Mythos der Superlativen anhängt. Bereits im Jahre 1968 (!) hat Werner Käseberg unter Verwendung einer der ersten ABC-Garnitur den noch heute gültigen Geschwindigkeitsrekord für Flächenmodelle von 320 km/h erflogen. Wenn ich diesem Mann heute zuhöre, wie er vor 30 Jahren seine ABC-Garnituren eingeläppt und einlaufen lassen hat, komme ich aus dem Staunen nicht mehr heraus. Das war schlimmer als zu meinen besten Picco-Zeiten in den 80er Jahren, als ich aus zehn (!) Garnituren eine oder vielleicht zwei für meine Rennfliegerei nutzen konnte. Bei den OPS-Garnituren war es zu dieser Zeit nicht besser. Dieses Dilemma änderte sich erst Ende der 80er Jahre, als die amerikanischen Pylon-Flieger (in der Hauptsache die Weltmeister Dave Shadel und Dub Jet) sich in Kooperation mit dem Motorenhersteller Henry Nelson eigene ABC-Garnituren für den 40er Super Tiger fertigten. Andere Legierungen für den Kolben und andere Winkel der Zylinder und Kolben zueinander brachten den entscheidenden Durchbruch für die ABC-Garnituren. Hiermit wird auch wieder deutlich, daß der Fortschritt in der Hauptsache durch den Leistungs- und Siegeswillen einzelner Menschen vorangetrieben wird.

Bis zu diesem Zeitpunkt habe ich mich mit minderwertiger Qualität von ABC-Garnituren herumgeschlagen. Hier halfen keine Änderungen der Steuerzeiten, in welcher Variation auch immer. Hier half kein Bearbeiten oder Erleichtern und Ausfräsen der Kolbenhemden. Hier half keine Optimierung der Kurbelwellengewichte. Hier half kein Titan-Pleuel oder Nadellagerung der Kolbenbolzen oder Wellenzapfen. Der Phantasie war hierbei über Jahre hinweg keine Grenzen gesetzt. Die ganze Arbeit war einfach für die Katz. Kurz gesagt: es half einfach nichts, um diese ABC-Garnituren leistungsfähiger zu machen. Dieser Zustand änderte sich erst, als Garnituren von Henry Nelson käuflich zu erwerben waren. Einige Piloten kauften sich die modifizierten Super Tiger Motoren bei Nelson komplett für ca $ 400,--. Vier Jahre später kam Henry Nelson mit einem eigenen 40er Rennmotor auf den Markt, der für $480,-- käuflich zu erwerben war. Die Leistungsausbeute und Betriebssicherheit dieser Motore erreichte für uns Europäer eine bis dahin unvorstellbare Höhe. Diese hohen Leistungen resultierten in der Hauptsache aus dem excellenten thermischen Verhalten der Alu-Legierung des Gehäuses und der Abstimmung der Legierung von Kolben und verchromter "Messing-Büchse". Es war kein doppelter Boden vorhanden, kein Titan-Pleuel eingebaut oder Nadellager eingesetzt. Die Kurbelwelle hatte keine Ausgleichsgewichte in Form von Wolfram. An diesem Motor waren einfach keine "Kinkerlitzchen" vorhanden. Die Garnituren hatten "nur" vier Spülkanäle- ein Auslaßkanal, zwei Überströmkanäle sowie einen Stützkanal- Ende! Diese Motore hatten selbst bei 26000 U/Min noch einen so ruhigen Lauf, daß man meinen konnte, unsere europäischen Motore hätten „Schüttelfrost“,gehabt! Diese Motoren haben die zugeführte Energie nicht in Wärme oder Vibration, sonder in Leistung umgesetzt.

Selbstverständlich mußte auch ich mich zuerst mit diesem Motor und seinen Eigenarten vertraut machen. Mein ganzes Handling mit ABC-Garnituren und angeblich solch perfekten Motoren mußte neu überdacht werden. Wie lasse ich diese Garnitur einlaufen, wie hoch muß dieser Motor verdichtet werden, mit welchem Öl lagere ich diesen Motor zwischen den Wettbewerben, woher bekommt man die eingesetzten Lager und wie setzt man diese am besten ein? Fragen über Fragen, die beantwortet werden wollten, denn das bisher Erfahrene schien keine Gültigkeit mehr zu haben.

ABC-Garnituren haben für mich eine schreckliche, aber notwendige Eigenart; sie klemmen beim Durchdrehen derart, daß man Angst hat, das Pleuel abzubrechen. Diese stramme Passung ist erforderlich, da die Büchse sich bei Erwärmung mehr ausdehnt als der Kolben. Beim Erreichen der Betriebstemperatur klemmt der Kolben in keinster Weise mehr. Die Kolbenpassung ist gut, wenn der Brennraum zum Kurbelgehäuse gerade noch abgedichtet wird. Eine zu stramme Passung hätte einen hohen Reibungsverlust zur Folge. Eine zu geringe Passung würde den Brennraum zum Kurbelgehäuse nicht genügend abdichten und die verbrannten Gase würden neben den Kolben her in das Kurbelgehäuse gelangen und den Motor von innen aufheizen, aber keine Arbeit verrichten. Diese Toleranzen bewegen sich im tausendstel-Bereich, entscheiden aber über die Leistungsfähigkeit einer ABC-Garnitur erheblich.

Vor dem ersten Probelauf wird der Motor gründlich mit Treibstoff durch- und ausgespült, um eventuellen Schmutz zu entfernen. Sollte jemand das Verlangen haben, die Garnitur aus dem Gehäuse zu ziehen, um ein Auge darauf zu werfen, ist diese unter Verwendung von z.B. HD-Öl ohne Gewalt wieder einzusetzen. Beim Aufschieben des Pleuels auf den Kurbelwellenzapfen ist die angephaste Seite zur Kurbelwellenwange zu drehen, da das Pleuel sonst nicht weit genug aufgeschoben werden kann und außermittig im Zylinder läuft. Der Enddeckel ist dann eventuell bei falscher Pleuelmontage nicht mehr bündig zu verschließen. Werden die Enddeckelschrauben trotzdem angezogen, kann es sein, daß der Motor sich nur sehr schwer durchdrehen läßt, da das Pleuel am Enddeckel scheuert. Sollte der Kolben ein Kolbenfenster besitzen, muß dieses ebenfalls zur Kurbelwellenwange zeigen. Bei Motoren mit Seitenauslaß erfolgt die Montage immer auf der gegenüberliegenden Seite des Auslasses. Durch falsches Montieren würde der Motor erst gar nicht anspringen, da die Frischgase direkt in das Resonanzrohr spülen würden

Die Garnitur bitte nicht in ein erwärmtes Gehäuse einsetzen. Dieser Motor wird mit ziemlicher Sicherheit einen "selbst verursachten Verspannungs-Tot sterben". Optimal wäre eine saugend einzuschiebende Büchse. Die Zylinder niemals, auch nicht zur Probe, ohne Öl in das Gehäuse einschieben. Die Alu-Legierungen der Gehäuse sind in der Regel so weich, daß selbst durch kleinste Partikel der Zylinder am Gehäuse "frißt". Dieser Schaden ist nur sehr schwer, unter Umständen gar nicht zu beheben. Die Büchse bitte mit viel Gefühl einschieben und nicht verkannten. Es gibt Zylinder, die sehr stramm einzusetzen sind und dadurch schnell zum Verkanten neigen. Unter Verwendung von viel Öl sollte man diese Büchsen mit einer leichten Drehbewegung ganz langsam rein und wieder herausbewegen, um sie etwas einzuläppen. Auf diese Art läßt sich der Zylinder immer etwas tiefer einschieben. Dieser Vorgang muß eventuell mehrmals wiederholt werden und zwischendurch den Abrieb bitte abwischen und neu einölen. Die Messing-Zylinder stehen diese Prozedur recht gut durch. Bei den Aluminium-Zylindern ist noch mehr Feingefühl und Geduld für diese Prozedur gefordert, wobei die Hersteller (mir sind zur Zeit nur zwei bekannt: Henry Nelson, USA und Ravil Ibragimow, RUS) der AAC-Garnituren für ihre Kleinserien eine enorme Präzision vorlegen, so daß der Einpaßvorgang in der Regel erst gar nicht erforderlich wird.

Paßungenaue Komponenten deuten ohnehin auf minderwertige Qualität hin. Bei meinem OS 61 RX ließ sich die AVS-Garnitur nur bei stark erhitztem Gehäuse herausziehen. Diese Unart wird von einigen Fachleuten mit dem besseren thermischen Übergang von Zylinder zum Gehäuse begründet. Diese Maßnahme ist mit der gewaltigen Gehäuseverrippung bei manchen Herstellern zu vergleichen. Auch hier liegt die Begründung in der Wärmeabfuhr. Es gibt hierfür nur eine Problemlösung: die Energiezufuhr im Motor nicht in Wärme "zu vernichten", sondern in Leistung umzuwandeln. Bei zu stramm eingesetzter Büchse treten im Betrieb Verspannungen durch unterschiedliche Temperaturbereiche im Gehäuse auf, die starke Leistungseinbrüche bei bestimmten Betriebstemperaturen zur Folge haben.

Wie schon erwähnt, sollte der Motor vor dem ersten Probelauf mit Treibstoff gut durchspült werden. Jetzt gibt es ABC-Garnituren, die sehr leicht durchzudrehen sind und solche, die gar nicht durchzudrehen sind. In einem solchen Fall verwende ich einen Heißluftfön für die Motorvorwärmung auf ca. 60 - 70 Grad Celsius (Wasser fängt an zu verdampfen). Nun ist es mit dem Elektro-Anlasser (mit 14 Zellen haben diese Geräte genügend Dampf) kein Problem mehr, den Motor durchzudrehen und zum Zünden zu bringen. Dieser Vorgang sollte nicht unbedingt im Winter bei -10 Grad Umgebungstemperatur erfolgen, um keine unnötigen Motorabsteller im Flug zu haben. Wird die ABC-Garnitur zu heiß, stellt sie ab, wird sie zu kalt, stellt sie ebenfalls abrupt ab. Soll der Motor jedoch unbedingt bei grimmiger Kälte laufen, muß man ihn "warm anziehen". Darunter verstehe ich das verschließen sämtlicher Kühlschlitze und Teile der Gebläseansaugung bei den Hubschraubern. Der Kühlluftdurchsatz muß kleiner werden um den Motor nicht zu stark abzukühlen. Liegt jedoch ein Motor vor, der "mehr heizt als dreht", so wird dieser bei großer Kälte sein absolutes Leistungsmaximum erreichen, ohne die Kühlluft zu reduzieren.

Eine ABC-Garnitur ist dann eingelaufen, wenn der Motor keine Überhitzungserscheinungen mehr zeigt. Das kann, je nach Qualität des eingesetzten Materials, nach einer Tankfüllung oder nach zehn Tankfüllungen der Fall sein. Der Motor darf bitte während des Einlaufvorganges nicht über längere Zeit spitz gedreht werden, sondern muß immer zur fetten Seite hin eingestellt werden - aber nicht Viertakten. Das stundenlange "überfettete Einlaufen" dient entgegen vieler Aussagen lediglich der Spritvernichtung, hilft also nur dem Spritlieferanten und nicht, wie so oft vermutet, dem Motor.

Ich spreche bei "Einlaufen" des Motors nicht vom Leistungsmaximum der Garnitur, sondern vom sicheren Durchlaufen ohne Rücksicht auf irgendwelchen sogenannten "Einlaufsprit" oder überfettet eingestellte Vergaser und nicht von zu strammen Pleuelpassungen an der Kurbelwelle oder dem Kolbenbolzen (die Einlaufdauer hierfür ist nur sehr schwer einzuschätzen). Die Einlaufdauer hängt bei ABC-Garnituren im wesentlichen zum einen von der Fertigungstoleranz der Garnitur, von der gewählten Drehzahl, von der Spritqualität und nicht zu vergessen von der Umgebungstemperatur ab.

Es spricht nichts dagegen, die Garnitur im Flug einlaufen zu lassen. Einlaufen ist nichts anderes, als die Anpassung zwischen Kolben und Zylinder bei einer bestimmten Temperatur. Während diesen Vorganges bildet sich mehr oder weniger Abrieb (in der Hauptsache durch den Kolben), der durch die Frischgase über das Auslaßsystem mit ausgespült wird. Die vielberüchtigten Kolbenklemmer durch falsches oder gar kein Einlaufenlassen habe ich bis heute noch nicht erleben können. Ich bin überzeugt, daß solche Ergebnisse in der Hauptsache durch andere "Fehlbedienungen oder falsche Handhabung" der Motore auftreten. Die Leistungsdifferenz einer ABC-Garnitur durch perfektes oder gar kein Einlaufenlassen werden "Normalflieger" nicht feststellen können. Der Leistungsbereich, in dem wir uns mit normalen Motoren bewegen ist einfach zu niedrig, um große Leistungsdifferenzen bemerken oder messen zu können.

Viel wichtiger für eine lange Lebensdauer ist ein verspannungsfreier Betrieb des gesamten Motors. Das fängt am Zylinderkopf an und hört bei der Motorbefestigung auf. Für einen spannungsfreien Zylinderkopf-Sitz benötigt man bei einer ABC-Garnitur nicht unbedingt einen Drehmomentschlüssel. Einen gut sitzenden Schraubenzieher (für Rossi) oder einen Imbusschlüssel mit länglichem Griff oder einem Kreuzgiff muß man schon verwenden. Bei abgeschraubten Zylinderkopf werden zunächst die Gehäusegewinde auf Leichtgängigkeit überprüft und gegebenenfalls mit einem Gewindebohrer nachgeschnitten. Aber Achtung: japanische und amerikanische Motore haben in der Regel Zollgewinde!

Als nächstes wird der Zylinderkopf aufgesetzt (nicht mit Gewalt oder unter Verwendung von Wärme oder gar eines Hammers) und alle Schrauben von Hand lose eingedreht. Jetzt muß sich der Kopf leicht nach rechts und links drehen lassen, also etwas Spiel an allen Schrauben haben. Ist das nicht gegeben, muß die zu enge Schraubenbohrung ausfindig gemacht werden und fürs erste zwei - zehntel aufgebohrt werden. Mit einer kleinen Rundfeile kann die Bohrung auch aufgerieben werden. Wenn das erforderliche Spiel vorhanden ist, zieht man die Schrauben mit zwei Fingern und dem entsprechenden Werkzeug über Kreuz vorsichtig an. Bitte immer darauf achten, daß der Kopf sich nicht einseitig abhebt. Ein Abheben kann man verhindern, indem der Motor so in die Hand genommen wird, daß der Daumen den Zylinderkopf herunterdrückt. Die Schrauben werden jetzt über Kreuz noch einmal gelöst und mit Fingerspitzengefühl wieder leicht angezogen, bis man das Aufsetzten des Schraubenkopfes spürt. Nun sitzt der Kopf so fest, daß er gerade nicht mehr klappert. Denkt jetzt bitte immer daran; nach fest kommt ab. Eisenschrauben in ein weiches Aluminiumgehäuse drehen ist immer heikel und bedarf besonderer Aufmerksamkeit. Das letzte Anziehen der Schrauben also nicht mit Gewalt, sondern wie gehabt nur mit zwei Fingern. Imbussschrauben lassen sich hervorragend mit einem Kreuzschlüssel anziehen. Wenn sich der Sechskant beim Anziehen ca. eine achtel Umdrehung verwindet, hat man etwa ein Drehmoment von 1,5 Nm erreicht und die Schrauben sind fest. Das Ganze wie gehabt über Kreuz, und wer unsicher beim Anziehen ist - die Schrauben haben viel Geduld, um in Übung zu kommen, also die Prozedur noch mal von Anfang an.

Eines ist sicher noch wichtig: den Kopf bitte nicht im heißen Zustand auf- und zuschrauben. Die Schrauben sitzen im heißen Zustand unter Umständen sehr fest, so daß beim Lösen die Gewinde immer in Mitleidenschaft gezogen werden. Beim Anziehen im heißen Zustand erwischt man nur sehr schlecht den richtigen Schraubensitz, so daß beim abgekühlten Motor die Kopfschrauben zu lose sein könnten. Auf diese Art und Weise wird auf jeden Fall ein ausreichender Kopfsitz spannungsfrei erreicht. Sollte jemand die Verdichtung ändern wollen, muß unbedingt auf saubere und glatte Dichtungen geachtet werden, im Zweifelsfall eine neue nehmen, da der Kopf sonst einen schlechten Sitz bekommt und im schlimmsten Fall undicht ist.

Bei spannungsfrei eingesetzter ABC-Garnitur und spannungsfrei verschraubtem Zylinderkopf können bei eventuell auftretenden Motorproblemen diese beiden Komponenten bei der Fehlersuche schon mal ausgeschlossen werden - und das ist doch schon was.

Jeder Motorkonstrukteur wird mir sicher zustimmen, wenn ich behaupte, daß eine nach heutigem technischen Stand und unter Einsatz der optimalen Metallegierungen gefertigte ABC-Garnitur immer mehr Leistung bringt als eine unter gleichen Bedingungen hergestellte AVS-Garnitur. Auch bei Einsatz eines optimalen Materials, ist der Schlüssel zum Erfolg immer das „know how“ für die richtige Behandlung. "Mal eben" funktioniert in den seltensten Fällen und ist in der Regel mit Mißerfolg gekrönt.

Aber wo liegen nun die Schwachstellen bzw. Macken und Tücken der ABC-Garnitur? Die größte Schwachstelle liegt in der Maßtoleranz bei der Herstellung. Einige ABC-Garnituren haben einen super strammen Sitz; andere einen Schiebesitz des Kolbens, aber nur eine Passung ist die Richtige und die wird bei einigen Herstellern nur selten, wenn gar nie erreicht. Hinzu kommt ein ovaler Zylinder oder Kolben, der leistungsmäßig nie an die Möglichkeiten einer optimalen Garnitur herankommt.

Eine weitere Schwachstelle liegt in der Wandstärke des Zylinders. Auch hier gilt: es kann nur eine Wandstärke die Richtige sein - zu dick ist schlecht und zu dünn ist noch schlechter. Ich habe einen europäischen 61er Motor mit einer ABC-Garnitur gesehen, da könnte man zu der Vermutung kommen, daß der Hersteller seine Zylinder nach Untergewicht bezahlt bekommt. Diese Motoren werden ihr Leben lang thermische Probleme haben!

Ein weiteres, fast nie erkanntes, Laster ist bei ABC-Garnituren nach einer oder mehreren Tankfüllungen mit überhitztem Motor festzustellen: die Zylinder weiten sich im oberen Totpunkt des Kolbens beträchtlich auf und haben dann unter Umständen eine zu geringe Abdichtung des Brennraumes. Diese überhitzten Zylinder sind anschließend nur äußerst schwer aus dem Gehäuse zu ziehen, manchmal nur durch Erwärmung des Gehäuses. Eine derart verformte Büchse ist für Höchstleistungen und zuverlässigen Motorlauf nicht mehr zu gebrauchen.

Eine Tücke der ABC-Garnituren sei noch erwähnt: ein Kolben mit einer durchgezogenen Riefe ist schlichtweg hin. Hierbei besteht nicht die Möglichkeit, wie bei der AVS-Garnitur, den Kolbenring zu wechseln und alles ist wieder paletti. Das Problem liegt im wahrsten Sinne in solch einem Fall ganz schön tief! Solch vermackelte Garnituren können, je nach Ausmaß der Beschädigung, noch lange ihre Dienste tun, aber ihr Leistungsmaximum haben sie eindeutig überschritten. Außerdem nimmt die Anfälligkeit eines solchen Motors bei hohen Umgebungstemperaturen in diesem Fall sprunghaft zu.

Sonst fällt mir zu den "Schlechtigkeiten" der ABC-Garnituren im Moment nichts Weiteres ein. Es besteht für mich eigentlich kein Grund, nicht alle Motoren mit einer ABC-Garnitur auszustatten. In meinen Augen ist das Handling einer ABC-Garnitur durch den fehlenden Kolbenring in der Praxis unkomplizierter als viele meinen.

Aber nun zur Edelgarnitur unserer Zeit mit dem vermeintlichen Zauberwort AAC. Die erste AAC-Garnitur hielt ich 1992 in Händen. Der Hersteller war, wie anders nicht zu erwarten, Henry Nelson (USA). Die AAC-Garnitur fiel auf Anhieb durch das geringe Gewicht und der relativ losen Kolbenpassung im Zylinder auf. Die lose Passung, im Gegensatz zur ABC-Garnitur, deutet auf eine gleichmäßige Ausdehnung der Alu-Legierungen hin, was den „kleinen Unterschied“ ausmachen dürfte. Die Zylinderoberfläche ist wie bei der ABC-Garnitur galvanisch verchromt und gehont.

Vor zwei Jahren ließ ich mir aus den USA eine AAC-Garnitur für meinen OS 61RX-Motor schicken. Von diesem Edelteil von Nelson war ich natürlich hellauf begeistert. Diese Präzision und Passgenauigkeit im OS-Gehäuse ist schon beeindruckend, wenn man bedenkt, daß zwei Hersteller am Werk waren. Im Gegensatz zu den bekannten Motorherstellern liefert Nelson zu den Garnituren selbstverständlich verschiedene Kopfdichtungen von ca. 8/100 bis 2/10 mm zur Anpassung der Verdichtung mit. Neuerdings werden auch zu jeder AAC-Garnitur Sprengringe für den Kolbenbolzen mitgeliefert und in der deutschen Beschreibung (Gamma) auf wichtige Handhabungen wie den Einlaufvorgang etc. hingewiesen.

Wie schon erwähnt, ist bei dem Einsetzen der AAC-Garnitur sehr viel Sorgfalt und Fingerspitzengefühl erforderlich. Bei bereits schon länger genutzten Gehäusen ist eine Reinigung von Ölkohle und anderen Verunreinigungen im Bereich des Zylinders unbedingt erforderlich. Für das Entfernen von alten Öl- und Schmutzpartikel benutze ich zum Aussprühen einen Kupplungsreiniger (Entfetter). Dabei muß das Gehäuse immer mit der Kurbelwelle nach oben gehalten werden, damit keine Schmutzpartikel in die Kugellager geraten können.

Für festgebrannte Ölkohle ist eine wasserlösliche Scheuerflüssigkeit (Stahl Fix o.ä.), aufgetragen auf einen weichen Lappen oder Reinigungsflies, sehr hilfreich. Diese Art der Reinigung aber bitte nur auf die Ölkohle konzentrieren, da bei zu viel Aluabrieb die Zylinderpassung im Gehäuse zu locker werden kann. Ein besonderes Augenmerk ist auf die Nute im Gehäuse zu legen, die den Zylinderkragen aufnimmt. An dieser Stelle greift die gesamte Kraft der Zylinderkopfschrauben und eine grobe Verunreinigung würde den Zylinder verspannen. Vor dem Einschieben der Buchse wird das Gehäuse noch unbedingt durch Fingerprobe auf vorstehenden Grat untersucht und, falls vorhanden, mit einer scharfen Klinge abgeschnitten. Eine Nachbehandlung der Schnittkannte sollte mit 1500er Naßschleifpapier in trockenem Zustand erfolgen. Nun wird das Gehäuse und der Zylinder mit HD-Öl satt eingerieben. Nach der Kolbenmontage (angephastes Pleuelauge zur Kurbelwellenwange) wird der Zylinder unter leichtem Hin- und Herdrehen in das Gehäuse eingeschoben.

Es ist unbedingt darauf zu achten, daß die Buchse sich nicht verkanntet! Anders als bei der ABC-Buchse kann die Alu-Buchse am Gehäuse sehr leicht „fressen“ ( Alu auf Alu). Also Vorsicht, die Buchse muß sich leicht ohne ruckeln und kanten einschieben lassen! Der Kolben steht dabei auf dem unteren Totpunkt und wird mit dem Finger von oben durch den Zylinder zentriert. Sollte die Buchse sich doch verkanntet haben und nicht mehr hin- und hergehen, bitte kein Metallwerkzeug benutzen. Die weiche Alu-Buchse wäre sofort zerstört. Der Zylinder muß wieder raus, um eine unerkannte Abspanung zu verhindern und zu kontrollieren. Aber wie geht das nun ohne Werkzeug? Wie auf dem Bild zu sehen, schiebe ich einen kleinen Lappen oberhalb des Kolbens in das Auslaßfenster der Buchse und drehe den Kolben nun über die Kurbelwelle nach oben. Ist der Kraftaufwand an der glatten Kurbelwelle zu groß, muß ein Hebelarm (Luftschraube, Gebläserad etc.) aufgeschraubt werden. Alle Bauteile sind anschließend auf Späne und Riefen zu untersuchen und ggf. zu entfernen.

Da es sich bei der AAC-Garnitur nicht um ein Originalersatzteil handelt, muß nun der Abstand zwischen Kolben OT und der Brennraumquetschkante ermittelt werden. Sollte hierfür kein geeignetes Meßwerkzeug (Meßuhr mit geeigneter Auflage) vorhanden sein, ist das Maß wenigstens mit einer guten Schieblehre festzustellen und vorsichtshalber, nach mehrmaligen Kontrollmessungen, ca 1/10 mm für Meßfehler hinzuzurechnen um ein Anschlagen des Kolbens in OT an die Quetschkante unbedingt zu vermeiden.

Das Aufsetzen und Festschrauben des Zylinderkopfes ändert sich im Gegensatz zu den bereits beschriebenen Vorgang nur insofern, daß, wenn eben möglich, für die Kopfschrauben ein Drehmomentschlüssel verwendet werden sollte. Das Anzugsmoment reicht mit 1,5 Nm völlig aus. Eine AAC-Garnitur kann beim Anschrauben des Kopfes, bedingt durch das weiche Material schneller verspannt werden als eine ABC- oder AVS-Garnitur. Also, höchste Aufmerksamkeit und Sorgfalt bei der Montage einer AAC-Garnitur.

Das Einlaufen der AAC-Garnitur unterscheidet sich zur ABC-Garnitur nur insoweit, daß sie ihr Leistungsmaximum schneller erreicht. In der deutschen Beschreibung von Gamma beginnt das Einlaufen zuerst manuell. Der Motor soll unter Verwendung von HD-Öl und ohne Glühkerze ca. 50 mal in Laufrichtung durchgedreht werden. Anschließend den Motor wieder zerlegen und das überschüssige Öl mit dem Alu-Abrieb mit einem Lappen entfernen. Nach dieser Vorgehensweise empfehle ich nun das Ausspülen des Motors mit Treibstoff,um auch den versteckten Abrieb zu entfernen. Hierbei immer darauf achten, daß kein mit Abrieb belastetes Öl oder Treibstoff in die Kugellager gelangt.

Durch dieses manuelle Einlaufen werden auf jeden Fall die Kugellager entgegen der herkömmlichen Methoden von Alu-Abrieb nicht belastet! Diese Methode kann selbstverständlich auch für ABC- oder AVS-Garnituren verwendet werden, denn Nachteilig ist es auf keinen Fall. Der weitere und hauptsächliche Einlauf erfolgt auf jeden Fall im Modell unter Last. Anfangs sollte nicht unbedingt unter Vollast geprobt werden, um die AAC-Garnitur thermisch nicht zu überlasten. Ein zu mager eingestellter Motor,bestückt mit einer AAC-Garnitur,reagiert äußerst sensibel auf zu mageren Lauf. Bei zu langem Betrieb im überhitzten Zustand weitet sich der Zylinder im oberen Bereich, so daß keine optimale Verdichtung mehr stattfinden kann. Dieser Prozeß ist bei einer AAC-Garnitur weitaus gefährlicher als bei einer ABC-Garnitur. Die Zeit, in der eine überhitzte AAC-Garnitur sich zerstört,ist entschieden kürzer als bei einer ABC- oder AVS-Garnitur. Auch nach der Einlaufphase darf eine AAC-Garnitur niemals zu mager laufen. Damit ist die größte Schwachstelle der AAC-Garnitur schon beschrieben.

Leistungsmäßig steht die AAC-Garnitur der ABC-Garnitur nichts nach, gewinnt gar mit zunehmender Drehzahl des Motor an Vorteilen. Ein guter Rennmotor ohne AAC-Garnitur hat heute kaum noch eine Chance.

Aber welche Garnitur ist nun die Richtige oder die Bessere?

Die richtige Garnitur ist immer die, mit der der Motorbetreiber zufrieden ist und keine Probleme hat. Außerdem hat der Betreiber oftmals keine andere Möglichkeit als die Garnitur, die sich im Motor befindet, da nicht für jeden Motor Alternativen zur Verfügung stehen.

Die bessere Garnitur ist für mich immer die mit der maximalen Leistungsabgabe, und das ist nun mal eine AAC-Garnitur vor der ABC- und AVS-Garnitur. Für Leistungsbewuste Piloten kommt also vor dem Motorkauf die Information für welchen Motor es ABC- oder AAC-Garnituren zu kaufen gibt.

Die Haltbarkeit bzw. Standzeit der verschiedenen Garnituren hängt im wesentlichen vom Betreiber ab. Das größte Problem der Garnituren sind thermische Mißhandlungen und der Schmutz, der im Bodenbereich angesaugt wird. Einige Spritsorten tun ihr Übriges durch Oxidation bei ungeeigneter Lagerung.

Was jedoch der Leistung der Motoren für die Zukunft am meisten förderlich ist, ist der Kauf bzw. Einsatz von zeitgemäßem Material.

In die Jahre gekommene Technik und sei sie noch so preiswert (besser: billig), verursacht in der Regel mehr Ärger und Mißerfolg als die meisten Besitzer zugeben wollen.





Rietberg im Januar 1998



 

Copyright © 2009 Bruno Stuekerjuergen
Stand: 02.09