Funktion und Aufbau des Zylinderkopfs deines Mofas
Warum spielt er bei Wartung und Töffli-Tuning eine wichtige Rolle?
Du greifst öfter zum Schraubschlüssel, um dein Hödi zu warten oder ein wenig zu frisieren? Dann weisst du sicher bereits eine Menge über Zweitakter, Mofa-Zylinder, Kolben & Co. Hast du dir aber auch schon einmal über die spezielle Funktion des Zylinderkopfs Gedanken gemacht? Falls du diese Frage eher mit „Nein“ beantwortest, wird es höchste Zeit, dein Mofa-Wissen ein wenig zu vertiefen. Tuckert der Motor bei normaler Fahrt nicht wie gewohnt, zieht er nicht wie gewünscht durch, gibt es Probleme mit dem Standgas, könnte der Zylinderkopf durchaus für diese Störungen verantwortlich sein. Würdest du gerne etwas mehr Speed aus deinem Mofa herauskitzeln, muss es nicht zwangsläufig ein leistungsstarker Renn-Zylinder sein. Eine Anpassung am Zylinderkopf oder die Optimierung der Steuerzeiten kann sich ebenfalls lohnen.
Funktion und Aufbau des Zylinderkopfs
Als Zylinderkopf wird der Teil eines Verbrennungsmotors bezeichnet, der den Zylinder-Raum abschliesst, in dem das Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrannt wird. Mofas sind in der Regel mit einem Zweitakter ausgestattet, moderne Automobile werden heutzutage fast ausnahmslos von einem Viertakter angetrieben. Vergleicht man Zylinderköpfe von Zwei- und Viertakt-Motoren, zeigen sich im Aufbau und der Funktion Unterschiede. Töfflis sind (von wenigen Ausnahmen abgesehen) luftgekühlt. Die kühlende Funktion übernehmen markante Rippen, die beim Zweitakter-Aufbau sofort ins Auge fallen. Mit ihrer grossen Oberfläche führen sie die beim Verbrennungsprozess entstehende Wärme an die vorbeiströmende Luft ab.
Vorteile eines luftgekühlten Zylinderkopfs:
- Die Bauweise ist relativ unkompliziert und kostengünstig
- Er bringt wenig Gewicht auf die Waage
- Die Kühlung arbeitet zuverlässig und ist wartungsarm
- Niedrige Aussentemperaturen sind kein Problem, weil kein Kühlmittel einfriert.
Jeder einzelne dieser Punkte spielt bei deinem Mofa eine wichtige Rolle und jedem Töfflimeitli sowie jedem Töfflibuebe leuchtet es sofort ein, dass diese altbewährte Technik von den Entwicklern und Herstellern der beliebten Zweiräder beibehalten wurde. Schaust du dir alte Originalteile an und vergleichst sie mit neueren Produkten dieser Kategorie, wirst du jedoch feststellen, dass es auch beim bewährten luftgekühlten Zylinderkopf durchaus Weiterentwicklungen und Verbesserungen gab.
An der Oberseite erkennst du das Gewinde, das die Zündkerze aufnimmt. Die Unterseite ist im Idealfall eine sehr ebene Fläche, die keine Kratzer oder andere Beschädigungen aufweist. Mithilfe kräftiger Stehbolzen wird diese Fläche des Kopfs auf die Oberseite des Motorgehäuses, das Zylinder und Kolben aufnimmt, gepresst. Eine zusätzliche Dichtung zwischen diesen Flächen gibt es bei der Mehrzahl der Töffli-Motoren nicht.
Aufbau von Viertakter-Zylinderköpfen
Im Vergleich dazu sind Zylinderköpfe von Viertakt-Motoren wesentlich komplexer aufgebaut. Das ist aus mehreren Gründen erforderlich. Automobile sind in der Regel mit einem Kühlsystem ausgestattet, das auf Flüssigkeit basiert. Die Kühlflüssigkeit wird durch feine Kanäle geleitet, die beim Abnehmen des Kopfs zu erkennen sind. Ausserdem sind bei modernen Viertakt-Motoren die Ein- und Auslassöffnungen der Ventile zu erkennen, die zur Motorsteuerung gehören. Die Nockenwelle zur Steuerung des Motors kann ebenfalls integriert sein. Um den Verbrennungsraum sowie die Kanäle von Wasser und Öl zuverlässig abzudichten, kommt bei solchen Motoren eine Zylinderkopfdichtung zum Einsatz.
Der optimale Abstand zwischen Kolben und Zylinderkopf
Um eine einwandfreie Funktion des Motors zu gewährleisten, kommt es nicht allein auf die glatten Flächen an. Wichtig ist ebenfalls die sogenannte Quetschkante, die gelegentlich auch als „Quetsche“ bezeichnet wird. Darunter versteht man den kleinsten Abstand zwischen der Quetschfläche des Zylinderkopfs und Kolbendachs, wenn sich dieser am oberen Totpunkt befindet. In der Praxis stellt sich heraus, dass der Motor optimal arbeitet, wenn das Quetschmass etwa 0,7 - 1 mm beträgt.
Messung des Abstandes
Da man diesen Abstand mit herkömmlichen Messmitteln nicht bestimmen kann, wird zu einem einfachen, aber sehr wirksamen Trick gegriffen. Ein Stück Lötdraht, mit einem kleinen rechtwinklig abgebogenen Haken am unteren Ende, wird durch das Zündkerzenloch in Richtung Zylinder unter die Zylinderkopffläche geführt. Dann drehst du am Polrad, um den Kolben zu bewegen. Erreicht die obere Fläche des Kolbens den höchsten Punkt, wird der weiche Lötdraht so weit zusammengequetscht, dass du nach dem Herausziehen des Drahtes das Quetschmass ablesen kannst. Ist der Wert nicht optimal, kannst du ein wenig von der unteren Zylinderkopffläche abschleifen und auf diese Weise die Motor-Funktion so verbessern, dass er mehr Leistung bringt oder zumindest zuverlässiger arbeitet.
Mit Schleifpapier die Dichtfläche des Zylinderkopfs bearbeiten – so geht's
Ein Mofa ist, wenn es neu gekauft wird, in der Regel kein Speedmonster. Das weiss jeder, der sich mit dem technischen Aufbau und den gesetzlichen Vorgaben auseinandergesetzt hat. Trotzdem träumen viele Töfflimeitli und Töfflibuebe von etwas mehr Speed und Power, wenn sie auf Tour gehen. Wenn sich Gespräche zwischen Töfflimeitli und Töfflibuebe um das Thema Mofa-Tuning drehen, kannst du sicher sein, dass jemand vom Zylinderkopf-Schleifen anfängt. Aus den oben genannten Gründen kann das tatsächlich sinnvoll sein. Diese Art des Frisierens verursacht kaum Kosten und ist vermutlich auch deshalb bei Schraubern (die ihr Sackgeld lieber für schickes Zubehör ausgeben) so beliebt.
Was wird benötigt?
- Eine sehr ebene Fläche (zum Beispiel eine Glasplatte oder ein ausrangierter Spiegel)
- Schleifpapier in verschiedenen Körnungen (bewährt haben sich beispielsweise 120, 320, 600)
- Klebeband
- Werkzeug, mit dem der Zylinderkopf abgenommen und wieder montiert wird
Die Schleifpapierbögen werden mit dem Klebeband auf der ebenen Unterlage fixiert. Dann wird die Fläche des Zylinderkopfs beginnend mit dem gröberen Schleifpapier mit kreisenden Bewegungen abgeschliffen. Um festzustellen, ob der Abstand für eine optimale Motor-Funktion bereits erreicht ist, wird immer wieder – wie oben beschrieben – mit einem Lötdraht nachgemessen. Entspricht der Wert deinen Erwartungen, wird die Fläche zuletzt mit dem feinsten Schleifpapier auf Hochglanz poliert.
Optimierung der Steuerzeiten
Neue Geschwindigkeitsrekorde nach dem Schleifen solltest du nicht erwarten. Besonders ehrgeizige Töfflimeitli und Töfflibuebe besorgen sich Renn-Zylinder oder optimieren die Steuerzeiten. Das sind die Intervalle, in denen jeweils Auslass oder Überströmer im Zylinder geöffnet sind. Um die Steuerzeiten zu ermitteln, untersucht man, um wie viel Grad die Kurbelwelle gedreht werden muss, bis der Auslass beziehungsweise der Überströmer einmal geöffnet und wieder geschlossen ist. Durch Eingriffe am Kolben oder Überstromkanal lassen sich diese Zyklen verlängern und die Leistung des Mofa-Motors wird positiv beeinflusst.
Arbeiten am Zylinderkopf – eine Mühe, die sich auszahlt
Vielleicht findest du den Gedanken, die Fläche des Zylinderkopfs Schritt für Schritt mit Schleifpapier zu bearbeiten oder die Steuerzeiten zu justieren, etwas abschreckend. Es lässt sich nicht abstreiten, dass sich diese Arbeiten nicht im Handumdrehen erledigen lassen und viel Sorgfalt erfordern. Ob die Tachonadel nach dieser Bearbeitung tatsächlich einen höheren Wert anzeigt, ist nicht sicher. Erfahrene Schrauber werden dir aber bestätigen, dass ein Mofa nach einer solchen Prozedur ruhiger und zuverlässiger läuft.
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