Motorproblem - kann die Ursache nicht finden

mabel

macht Rennlizenz
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16 Februar 2013
Wagen
BMW Z4 e89 sDrive23i
Hallo zusammen,

ich möchte mal das geballte Schwarmwissen in Anspruch nehmen, in der Hoffnung, dass vielleicht irgend eine hilfreiche Anregung zur Lösung des folgenden Problems gegeben werden kann:

Ausgangssituation:
Vierzylinder-Boxermotor mit zwei Vergasern, einer mechanischen, permanent laufenden und einer zuschaltbaren elektrischen Benzinpumpe sowie zwei separaten Zündkreisen.
Der Motor löuft problemlos und ohne Auffälligkeiten mit Vollgas. Nach ca. 1,5 Minuten verringert sich die Drehzahl, der Motor läuft rauh und vibriert, die Leistung lässt spürbar nach. Nimmt man Gas weg, normalisiert sich alles.
Das Problem ist beliebig reproduzierbar. Die Schwimmerkammern in beiden Vergasern sind randvoll, wenn der Motor während des Leistungseinbruchs abgestellt wird. Alle Zündkerzen zeigen ein übliches Verbrennungsbild.
Es sind keine sonstigen Auffälligkeiten erkennbar.

Was kann die Ursache sein?

Gruß
mabel
 
Hallo zusammen,

ich möchte mal das geballte Schwarmwissen in Anspruch nehmen, in der Hoffnung, dass vielleicht irgend eine hilfreiche Anregung zur Lösung des folgenden Problems gegeben werden kann:

Ausgangssituation:
Vierzylinder-Boxermotor mit zwei Vergasern, einer mechanischen, permanent laufenden und einer zuschaltbaren elektrischen Benzinpumpe sowie zwei separaten Zündkreisen.
Der Motor löuft problemlos und ohne Auffälligkeiten mit Vollgas. Nach ca. 1,5 Minuten verringert sich die Drehzahl, der Motor läuft rauh und vibriert, die Leistung lässt spürbar nach. Nimmt man Gas weg, normalisiert sich alles.
Das Problem ist beliebig reproduzierbar. Die Schwimmerkammern in beiden Vergasern sind randvoll, wenn der Motor während des Leistungseinbruchs abgestellt wird. Alle Zündkerzen zeigen ein übliches Verbrennungsbild.
Es sind keine sonstigen Auffälligkeiten erkennbar.

Was kann die Ursache sein?

Gruß
mabel
Die Vergaser synchronisiert? Sollten beide mit gleichen Drücken/Düsen arbeiten. Sonst drückt der eine den anderen weg und die Leistung nimmt ab.
Gemisch zu fett oder zu mager. Luftanteil stimmt ggf nicht.
 
Ja, der 912 S wieder mal :-)

Das witzige ist, dass er funktionierte. Dann vor ein paar Tagen nach Nutzung abgestellt wurde, fünf Minuten aus war und dieses Phänomen nach dem dann folgenden Start auftrat und seitdem reproduzierbar immer nach 1,5 Minuten auftritt.

Ein Benzinversorgungsproblem schien uns aufgrund der Symptome am naheliegendsten. Außer deutlichen Einlaufspuren am zylindrischen Teil des Membrankolbens konnten wir keine Auffälligkeiten feststellen.
Deshalb gingen wir davon aus, dass zu wenig/kein Sprit kommt und haben dann sobald das Stottern auftrat den Motor abgestellt in der Annahme, dass dann die Schwimmerkammern leer sein müssten. Nach Öffnung der Schwimmerkammern waren diese aber an beiden Vergasern voll !?!?

Dann haben wir versuchsweise zwei nagelneue, eingestellte und an den Stellschrauben mit Siegellack versehene Vergaser eines neuen, baugleichen Motors eingebaut.
Ergebnis: keine Veränderung, auch hier nach 1,5 Minuten die Probleme.

Gruß
mabel
 
Zuletzt bearbeitet:
Eventuell Gasblasen in der Spritleitung wenn diese stark erwärmt wird!? Sind die Benzinleitungen isoliert, bzw. gegen Hitze geschützt?
 
Es sind die orangen Original-Rotax-Benzinleitungen, also gegen Hitze geschützt. Da das Problem auch auftritt wenn der Flieger die Nacht im Hangar stand und der Motor nur grade so eben drei Minuten mit erhöhtem Standgas gelaufen ist, um das Öl etwas auf Temperatur zu bringen, vermuten wir eher keine Gasblasenbildung. Da gab es neulich viel wärmere Tage, wo der Motor eine Stunde lief und richtig durchgewärmt war, ohne dass das Problem auftrat.
 
Was passiert beim wegschalten der magnetischen Zündung? Wenn es einen zweiten Motor gibt würde ich Zündmodule mit Zündspulen wechseln, geht relativ schnell. Wenn das Problem dann immer noch ist wird es aufwendiger.... aber ich bin der Meinung, dass der Fehler in der Kraftsoffversorgung zu suchen ist.
 
Beim Wegschalten eines der beiden Zündkreise passiert nichts Auffälliges außer dem üblichen, sehr geringen Drehzahlabfall.
Da auch wir aufgrund der Symptome ein Problem in der Kraftstoffversorgung als wahrscheinlich annehmen, wollen wir heute nochmal in diesem Bereich weiter suchen (Benzinfilter, Tank, Belüftung usw.).
Sollte dies nicht zum Erfolg führen, wäre der Austausch von Zündmodul und Zündspule aus dem zweiten Motor sicher eine gute Option, um diese als Verursacher auszuschließen.
 
Benzinzufuhr vorm Vergaser wäre auch mein Tip, wir haben auch hin und wieder Probleme auf einem Tank und deshalb auch 2 Glasfilter drin. Ansonsten die Zündbox tauschen, gerade wenn es über Zeit reproduzierbar ist, die zickt gerne mal rumm. Was sagt denn die EGT, wenn er muckt?
 
Ah, danke. Ich glaube nicht, dass wir die Möglichkeit haben, die EGT zu messen. Rotax-Flydat ist jedenfalls nicht verbaut.
 
Es ist echt schwierig, deine Fehlerbeschreibung ist eigentlich klar Vergaser, aber da du mit anderen das gleiche Problem hast... Zündung halte ich trotz dass ich es geschrieben habe für unwahrscheinlich, die 2 redundanten Boxen sprechen ja nicht miteinander, somit wäre der Effekt wir beim Magnetcheck wenn man einen Kreis wegschaltet. Bleibt wirklich nur der Weg zum Vergaser. Gas raus, weniger Sprit läuft rund ist ja klar. Ich denke du solltest den Weg vom Tank genauer untersuchen, Tiefdecker mit 2 Tanks und Pumpe?
 
Das Flugzeug ist eine Katana DV-20, also ein Tiefdecker mit einem Tank im Rumpf und je einer elektrisch zuschaltbaren und eine mechanisch zwangsgesteuerten Pumpe.

Gestern haben wir wieder ein paar Stunden rumgetüftelt:

Wenn man, nachdem das Problem nach 1,5 Minuten Vollgas erstmalig auftritt, den Schubhebel zurücknimmt, läuft der Motor normal. Wenn man dann nach ein paar Sekunden wieder auf Vollgas stellt, ist das Problem übrigens sofort wieder da, nicht erst nach 1,5 Minuten.

Die Überlegung, dass der Motor unter Volllast vielleicht zu fett läuft, können wir eigentlich ausschließen, denn die Zündkerzen sind allesamt rehbraun und trocken, auch direkt nach den Versuchen. Außerdem hatten wir ja nagelneue, von Rotax justierte Vergaser testweise montiert, mit denen das Problem ebenfalls auftrat.

Ob der Motor unter Volllast eventuell zu mager läuft können wir natürlich nicht mit Gewissheit sagen. Gestern haben wir jedoch den Benzindruck direkt vor den Vergasern gemessen. Je nachdem, ob nur die zwangsgesteuerte mechanische Benzinpumpe oder zusätzlich auch die elektrische Benzinpumpe läuft, schwankt der Druck minimal. Auch bei Vollgas geht der Druck minimal runter, liegt aber immer zwischen 0,35 und 0,30 bar und somit im von Rotax vorgegebenen Bereich. Also auch dieser Test hat uns nicht weitergebracht außer dass wir nun wissen, dass (theoretisch) genug Benzin-DRUCK ankommt. Ob genug Benzin-VOLUMEN ankommt, kann mit dieser Methode natürlich nicht ermittelt werden.

Auch ein mögliches Problem im Bereich Ventilsteuerung, erhöhte Reibung, Ventil heiß, Ventilfeder zu schlaff und dergleichen haben wir diskutiert.
Ein KFZ-Meister in unserem Verein hatte beim Betrachten der Einlaufspuren am Kolben des Vergasers sofort folgende Gedanken:
Er vermutet, die Nockenwelle ist soweit eingelaufen, dass die Auslassventile nicht mehr weit genug öffnen. Dadurch entsteht ein zu hoher Innendruck im Zylinder, der in den Ansaugtrakt zurückgedrückt wird bis zum Vergaser. In diesem beginnt daher der Kolben, an dem die Membran sitzt, zu "flattern", was seiner Auffassung nach die Riefen am selbigen erklärt und eben zu der Leistungseinbuße und dem rauhen Lauf führt. Soweit seine Theorie. Allerdings müssten, um solche Symptome zu erzeugen, die Nocken auf der Nockenwelle doch nach meinem Verständnis ganz erheblich eingelaufen sein, also im Bereich von Millimetern und nicht bloß ein paar hundertstel oder zehntel Millimeter.
Und wenn sie so extrem eingelaufen wären, dann müsste sich erstens dieser Abrieb doch an der Magnetschraube im Ölhaushalt abgesetzt haben. DIe Magnetschraube ist aber vollkommen frei von irgendwelchem Abrieb. Zweitens würde meiner Ansicht nach, wenn die gehärtete Randschicht der Nockenwelle erstmal abgelaufen ist, innerhalb kürzester Zeit der Motor einen Totalschaden erleiden und bis dahin auch ansonsten richtig schlecht und hörbar krank laufen. Das tut er aber nicht.

Gestern habe ich eher aus Ratlosigkeit mal bei abgenommenen Ventildeckeln versucht, Ventile gegen die (sehr starke) Feder reinzudrücken. Das geht mit großer Anstrengung auch, allerdings kommen die Ventile nicht wieder ganz zurück bis an den Kipphebel sondern, wenn ich sie z.B. 3 mm reingedrückt habe, kommen sie nur 2 mm wieder heraus, so, als wäre die Feder zu schwach oder als würden sie in der Führung minimal verkanten . Die Feder ist aber so stark, dass man es nur sehr schwer schafft, die Ventile überhaupt von Hand reinzudrücken. Dass sie nicht vollständig wieder raus kommen irritiert mich nun aber sehr !?!? Das kann doch nicht normal sein, oder?

Wir haben gestern auch mit einem Endoskop die Brennräume angesehen. Die sind ohne erkennbare Auffälligkeiten.
Jemand Anderes im Verein meinte, ob eventuell defekte/undichte Hydrostößel solche Symptome verursachen könnten!?
Bei dem Rotax-Motor sitzt das Hydroelement direkt über der Nockenwelle, von dort aus führt eine Stoßstange zum Kipphebel, welcher dann das Ventil betätigt. Für eine optische Kontrolle des Hydroelements müsste demnach der Motor komplett zerlegt werden. :-(

Ratlose Grüße
mabel
 
Zuletzt bearbeitet:
Schwarmwissen, hab mal einen Kollgen mit in die Diskussion genommen. Er hatte das Problem exakt wie von Dir beschrieben. Da war es eine gelartige Masse in einer Vergasertasse. Keine Ahnung wo die herkam oder ob die sich erst in der Tasse gebildet hat.

Aber da ihr komplett getauscht habt... Bleibt ein Phänomen.
 
Genau, wir hatten ja die neuen Vergaser dran und bei den alten auch die Tassen abgenommen und kontrolliert. Sie waren frei von jeglicher Verunreinigung.
 
Ich hätte noch einen Versuch, die Belüftungsschläuche an den Schwimmerkammern. Prüf mal ob die richtig aufgesteckt sind, ohne Knicke, oder Verstopfungen. Auch wichtig wo sie eingesteckt sind, an der Katana am Saugrohr? Länge ist auch wichtig, gleich lang! Die Idee dahinter, Unterdruck ist unterschiedlich, bei Vollgas Unterdruck und du reduzierst den den Sprit in einer Kammer. Gas raus, Unterdruck wird weniger, weniger Sprit zum runder Lauf.

Bitte check die mal, die könnten wirklich schuld sein.
 
Danke für den Hinweis! Ja, bei der Katana stecken die Belüftungsschläuche am Saugrohr. Sie sind gleich lang, ordentlich und knickfrei auf die Nippel gesteckt und frei von Verstopfung/Verunreinigung.
Wir werden morgen nach mehrmaliger Rücksprache mit Rotax neue Zündkerzen einschrauben und einen Probelauf unter Umgehung des Tanks starten, die Spritzufuhr also "aus der Flasche" und mit einem neuen Kraftstofffilter in der Zuleitung bewerkstelligen.
Sollte das auch nicht zum Erfolg führen läuft es wohl auf die Zerlegung des Motors hinaus :-(

Gruß
mabel
 
TIP: wenn es sich bei der elektrischen Pumpe um eine Pierburg handelt, so passiert es regelmäßig, dass der am Eingang der Pumpe befindliche Filter sich komplett zusetzt. Viele wissen gar nicht dass sich in dem Einlass-Rohr ein Filter versteckt. Ist schwarz, hat etwa 6mm Durchmesser und ist 20mm lang. Kann man einfach mit einem dünnen Schraubenzieher raushebeln. Habe schon mehrfach gesehen dass sich der Filter zusetzt und genau das beschriebene Problem auftritt.
 
Danke für den Hinweis. Der Motor hat die Probleme ja auch gemacht unter Umgehung der elektrischen Benzimpumpe/des Tanks. Daher muss es eine andere Ursache haben.

Gruß
mabel
 
Kleines Update zum Stand der DInge:

Der Motor wurde ausgebaut und an Franz Aircraft geschickt. Dort hat man wohl Prüfstandläufe unternommen, konnte das Problem aber nicht reproduzierbar eingrenzen.
Daraufhin wurde der Motor zu Rotax geschickt. Rotax hat ihn angeblich zerlegt und eine außerhalb der zulässigen Toleranz befindliche mittlere Kurbelwellenlagerung und eine nicht näher bezeichnete Fehlfunktion an der mechanischen Benzinpumpe diagnostiziert.
Detailliertere Angaben zum Schaden und wie dieser in Verbindung zu den von uns im Flugbetrieb festgestellten Auffälligkeiten steht, sind von Rotax nicht zu bekommen, ebenso wird die Frage, wieso überhaupt diese Schäden aufgetreten sind, von Rotax nicht beantwortet.

Laut Aussage von Rotax sei der Motor nicht mehr verwendbar. Wir müssen einen neuen kaufen - ohne jegliche Kulanz.
Das ist der zweite Rotax-Totalschaden in diesem Jahr. Der erste Motor hatte erst 300 Stunden gelaufen, war aber zeitlich außerhalb der Garantie.

Gruß
mabel
 
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