Wie wird die
Uebersetzung zum Hinterrad berechnet Viele Motorräder sind
serienmässig derart lang übersetzt, dass ein
Fahrbetrieb nach den Vorstellungen des Fahrers kaum mehr
möglich ist. Die oberen Gänge sind nur noch zum
Rollen auf der Bahn zu ge-brauchen. Der Sportfreak erwartet von seinem
Superbike, dass es auch in der obersten Gangstufe die
Nenndrehzahl erreicht, obwohl die
Höchst-geschwindigkeit nur mehr theoretische Bedeutung
hat. Der Chopper- und Tourenfahrer leidet unter vermindertem
Durchzug solch ellen-langer Uebersetzungen. Besonders
betroffen sind die kleinen und mittleren Maschinen, sie
haben zu wenig Dampf in den oberen Gängen und sind dann
im vierten, fünften oder sechsten Gang entsprechend
lahm! Die grosskolbigen Ein- und
Zweizylindermotoren entwickeln trotz Ausgleichswellen in
bestimmten Drehzahlbereichen unangenehme Vibra-tionen. Liegt
nun ein solcher Schütttelbereich ausgerechnet bei einer
vielgefahrenen Geschwindigkeit (Limite) vor, so können
durch geschickte Uebersetzungswahl die lästigen
Vibrationen in andere Geschwindigkeiten verbannt werden.
Natürlich kann ein derart ge-plagter Fahrer in einen
höheren oder tieferen Gang schalten, oder einfach
gasgeben... Wer seiner Maschine eine andere
Sekundärübersetzung verpassen will, sollte ein
wenig rechnen und vielleicht gar einen PC zur Verfügung
haben. Wer sich nicht selbst traut, kann das/die
Kettenrad/-räder beim nächsten Reifenwechsel von
seinem Mechaniker einbauen lassen. Die in deutschen Zeitschriften
veröffentlichten Gangdiagramme gelten nur für die
entsprechenden deutschen Modelle. Auch die, bei den meisten
Motorrädern verwendeten, mechanischen Wecker (sprich
Tacho, Drehzahlmesser) sind ungenau. Folgende Utensilien sollten vorhanden
sein: Machen wir uns an die Arbeit! Unser Beispiel-Töff sei
eine Yamaha SRX6 Radumfang mit Metzeler Reifen
120/80 18 Zoll = 2'035 mm Höchstdrehzahl 7'000
1/min Nenndrehzahl 6'500
1/min Primärtrieb Zahnräder Z1/Z2 31/74 Zähne 1. Gang Zahnräder Z3/Z4 13/30 Zähne 2. Gang Zahnräder Z3/Z4 17/27 Zähne 3. Gang Zahnräder Z3/Z4 20/24 Zähne 4. Gang Zahnräder Z3/Z4 22/21 Zähne 5. Gang Zahnräder Z3/Z4 26/21 Zähne Sekundärtrieb Kettenräder Z5/Z6 15/36 oder 14/36
Zähne Um zu einer bestimmten
Kurbelwellendrehzahl die entsprechende Fahr-geschwindigkeit
in einem bestimmten Gang zu erhalten konsultieren wir zuerst
das Formelbuch. Die Kraftübertragung eines Motorrads
mit querliegender Kurbelwelle (Kardanmaschinen sind hier
nicht betrachtet)stellt eine dreistufige
Mehrfachübersetzung dar: Kurbelwelle/Getriebeeingang -->
Zahnrad3/Zahnrad4 -->
Getriebeausgang/Hinterrad. Allgemeine Formel für eine
Mehrfachübersetzung: Es bedeuten: Versuchen wir ein Beispiel: n6 = (1'000 x 31 x 13 x 15)/(74 x 30 x
36) = 75.64 1/min Dies ist nun allerdings erst die Drehzahl
des Hinterrads bei 1'000 1/min der Kurbelwelle und
eingelegtem 1. Gang. Geschwindigkeit ist in einer bestimmten
Zeiteinheit zurückgelegter Weg. Unser Töffrad
wickelt seinen Umfang von 2'035 mm bei 1'000 1/min der
Kurbelwelle und eingegtem 1. Gang in einer Minute 74.64 mal
auf dem Asphalt ab. Millimeter pro Minute sind aber für
Fahrzeuge keine gebräuchliche Geschwindigkeitseinheit,
wir sind uns an Kilometer pro Stunde gewöhnt.
Millimeter müssen zu Kilometer und Minuten zu Stunden
umgerechnet werden. Es ergibt sich die Formel Es ist v = (2'035 x 75.64 x 60)/1'000'000 = 9.24
km/h Wenn beide Formeln, F1 und F2, kombiniert
werden muss die Hinterraddrehzahl nicht gesondert berechnet
werden, als Ergebnis erhalten wir gleich das gewünschte
Resultat. Berechnen wir nun die theoretischen
Höchstgeschwindigkeiten mit Z5 = 14 und Z5 = 15: 1. Gang v = (6'500 x 31 x 13 x 14 x
2'035 x 60)/(74 x 30 x 36 1'000'000) = 56.05 km/h 2. Gang v = (6'500 x 31 x 17 x 14 x
2'035 x 60)/(74 x 27 x 36 1'000'000) = 81.42 km/h 3. Gang v = (6'500 x 31 x 20 x 14 x
2'035 x 60)/(74 x 24 x 36 1'000'000) = 107.75 km/h 4. Gang v = (6'500 x 31 x 22 x 14 x
2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000) = 135.54 km/h 5. Gang v = (6'500 x 31 x 26 x 14 x
2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000) = 160.23 km/h Z5 = 15 (Kettenritzel mit 15
Zähnen) 1. Gang v = (6'500 x 31 x 13 x 15 x
2'035 x 60)/(74 x 30 x 36 1'000'000) = 60.05 km/h 2. Gang v = (6'500 x 31 x 17 x 15 x
2'035 x 60)/(74 x 27 x 36 1'000'000) = 87.24 km/h 3. Gang v = (6'500 x 31 x 20 x 15 x
2'035 x 60)/(74 x 24 x 36 1'000'000) = 115.45 km/h 4. Gang v = (6'500 x 31 x 22 x 15 x
2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000) = 145.22 km/h 5. Gang v = (6'500 x 31 x 26 x 15 x
2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000) = 171.67 km/h Daraus können wir folgende
Schlüsse ziehen: Wer wissen will welche
Kurbelwellendrehzahl bei einer bestimmten Geschwindigkeit
(Limiten) anliegt löst F3 nach n1 auf. Betrachten wir die SRX6 bei der
Innerortslimite von 50 km/h: Mit dem 15er Ritzel muss also innerorts
mit dem Vierten, wenn nicht gar mit dem dritten Gang
gefahren werden. Ich nehme an, dass etliche von Euch dem
Hobby PC frönen (wenigstens zur Winterzeit). Im
Tabellenprogramm müsst ihr nur noch die Tabelle
aufbauen und die gegebenen Formeln richtig einsetzen. Zwei-
und Dreidimensionale Grafiken stellen die Resultate noch
anschaulicher dar. Mit einer Siebengang-Maschine muss es
doch eine Freude sein, endlich das Rührwerk zu
überblicken. Infobox 1/min: Einheit für Anzahl
Umdrehungen in einer Minute, früher auch Touren oder
Tourenzahl genannt Getriebe: Einrichtung zum Reduzieren und
Anpassen der Kurbelwellendrehzahl an die jeweiligen
Fahrverhältnisse. Zum Beispiel rotiert das Hinterrad
der SRX6 bei 160 km/h mit 1'360 Umdrehungen pro Minute, die
Kurbel-welle jedoch mit über 6'000 Umdrehungen pro
Minute. Uebersetzung: Verhältnis der
Drehzahlen zweier oder mehrerer Wellen die durch
Uebertragungselemente wie Zahnräder, Zahnriemen oder
Ketten miteinander verbunden sind. Zum Beispiel rotiert beim
Viertaktmotor die Nockenwelle mit halber
Kurbelwellendrehzahl. Sind die beiden Wellen mit einer
sogenannten Nockenwellenkette verbunden, so trägt das
Kettenrad auf der Nockenwelle die doppelte Anzahl Zähne
als sein Gegenpart auf der Kurbelwelle. Lange Uebersetzung: Relativ niedrige
Kurbelwellendrehzahl zur momentanen Fahrge-schwindigkeit.
Bei PW's wird häufig der 5. Gang lang übersetzt um
auf der Autobahn mit niedriger Kurbelwellendrehzahl zu
rollen, die Höchstgeschwindigkeit liegt auf dem
gleichen Niveau wie mit dem 4. Gang. Kurze Uebersetzung: Relativ hohe
Kurbelwellendrehzahl zur momentanen Fahrgeschwindig-keit.
Ein zu kurz übersetzter oberster Gang führt zum
Ueberdrehen des Motors bei
Höchstgeschwindigkeit. Primärtrieb: Kraftübertragung
von der Kurbelwelle zum Getriebe. Uebertragungselemente
können Zahnräder, Zahnketten, Rollenketten oder
Zahnriemen sein. Sekundärtrieb: Kraftübertragung
vom Getriebe zum Hinterrad. Uebertragungselemente sind
Rollenkette, Kardanwelle oder Zahnriemen. Ritzel: Kleines Zahn- oder
Kettenrad Zoll: Englisches Längenmass, 1" =
25.4 mm, Felgen- und Ketteabmessungen werden heute noch in
Zoll vermasst. Nach den Sommerferien stand in der XLW
(Lehrwerkstatt) auf einem der Werkbänke ein kurioses
Stück Altmetall. Ein alter BMW 4-Takt-Zylinderkopf von
stattlichem Alter. Nun, da ich mit dem Übungsstück
fertig war, erkundigte ich mich bei Herr Pfeffer was ich nun
für ein Stück beginnen könne. Nach kurzem Nachdenken, schritten Herr
Pfeffer und ich auf den Werkbank zu auf dem der Zylinderkopf
stand. "Diesen Zylinderkopf könntest du
reparieren." Nachdem ich ihn in die Hand genommen und
angeschaut hatte, wusste ich was kaputt war. Der
Auslasstutzen war morsch und brüchig, ein kleines Teil
ist abgebrochen. Herr Pfeffer erklärte mir nun grob wie
man den Schaden beheben könnte. Zuerst den morschen
Stutzen abfräsen, dann die Auslassöffnung
vergrössern, dam it eine neue Gewindebüchse hinein
passte. Es schien mir eine sehr rasch zu bewätigende
Aufgabe zu sein. Doch schon bald tauchten die ersten
Tücken und Hindernisse auf. Der Zylinderkopf war ein
bisschen gross für den Schraubstock der
Fräsmaschine. Nach einigem Nachdenken kammen wir
darauf, dass wir den Zylinderkopf mit einigen Unterlagen und
ein paar Briden auf den Tisch spannen könnten. Diese
Möglichkeit sollte sich alsbald als gut herausstellen.
Ohne grosse Probleme konnte ich den alten Stutzen
wegfräsen. Nachdem die Fräsarbeiten getan waren,
musste ich den Ausdrehapparat anstelle des Fräsers
montieren. Nun begann der mühsamste Teil der
Arbeit. Bis ich den Ausdrehapparat soweit ausgerichtet
hatte, damit auch ein einigermassen rundes Loch entstand,
musste ich mit einigen Verrenkungen mehrere Stellschrauben
des Ausdrehapparates und der Fräsmaschine
einstellen. Als dann die Öffnung dennoch rund
wurde, war ich mit den Arbeiten an der Fräsmaschine
eigentlich fertig. Es musste nur noch das Gewinde
geschnitten werden. Im Werkzeugzimmer besorgte ich alles
nötige, um das Gewinde zu schneiden. In der XLW machte
ich mich sofort ans Gewindeschneiden. Da nun der Zylinderkopf im grossen und
ganzen fertig war, konnte ich die Fräsmaschine gegen
einen Drehbank tauschen, um dort mit den Arbeiten an der
Gewindebüchse zu beginnen. Zuerst suchte ich in der
Restenkiste ein passendes Rundstahlstück heraus. Danach
drehte ich anhand einer kleinen, selbstgemachten Zeichnung
die Auslassgewindebüchse. Eigentlich wollte ich die beiden
Aussengewinde mit der Filière schneiden, doch Herr
Pfeffer meinte, es sei eine gute Übung, wenn ich sie
mit dem Drehbank herstelle. Ich vertiefte mich also in die
Gewindetabellen des Drehbankes und des VSM-Buches und
stellte den Drehbank ein zum Gewindeschneiden. Nachdem die Gewindebüchse und der
Zylinderkopf fertig waren, ging es ans zusammensetzen der
beiden Teile. Den Zylinderkopf mussten wir jedoch zuerst
erwärmen, da wir aus Sicherheitsgründen die
Gewindebüchse, damit sie auch wirklich hält, etwas
grösser als nornal angefertigt hatten. Als der
Zylinderkopf die richtige Temperatur hatte, spannten wir ihn
wieder auf den Frästisch und schraubten die Büchse
ein. Danach liessen wir den Zylinderkopf wieder
abkühlen. Jetzt sass der neue Auslasstutzen wie
angegossen an seinem Platz. Zum Schluss reinigte ich ihn
noch gründlich mit einer Drahtbürste und Petroleum
und brachte ihn Markus Isler zurück, dem er
gehört. Kaspar Monstein Jeder Töff entwickelt im Fahrbetrieb
eine ausgeprägte Geräuschkulisse. Ansaug-,
Auspuff-, Reifen- und mechanische Geräusche komponieren
die "wahre Musik". Verbrennungsmotoren signalisieren den
Zustand ihrer defekten Organe durch feine oder gröbere
Geräuschunterschiede. Sind wir mit demselben Töff
eine Weile zusammen, so kennen wir bald seine Launen und
seine "Sprache". Im Unterbewusstsein filtert, sortiert und
analysiert unser Ohr laufend den Sound - und schlägt
bei Misstönen Alarm. Unternimmst du eine kurze Probefahrt mit
einem fremden Töff, so musst du vorsichtig sein mit
deinem Urteil. Deine Sinne hatten noch keine Gelegenheit
sich an das neue Bike zu gewöhnen, dein Ohr registriert
nur die lautesten Geräusche, die feinen Unterschiede
kannst du erst nach ein paar hundert Kilometern
wahrnehmen. Jeder Töff ändert im Verlaufe
seiner Betriebszeit seine Geräuschkulisse. Mechanische
Abnützung und Korrosion führen unmerklich aber
stetig zu höherem Geräuschpegel. Einzelne
Bauelemente können derart verschleissen, dass sie durch
Klopfen, Schlagen, Mahlen oder "Chrosen" Aufmerksamkeit
erregen. Nimmst du diese Alarmsignale nicht ernst, kann es
ein gewaltiges Loch in dein Portmonnaie reissen! Abgebildet sind das Zahnradpaar des
fünften Ganges und die Oelpumpe einer
Ténéré 600 dessen Reiter partout nicht
hören wollte. Die abgebrochenen und zerknatschten
Zähne verarbeitete die Oelpumpe weiter zu "Kleinholz".
Es ist der robusten Natur des Ténéré
Motors zu verdanken, dass die Oelpumpe keinen Totalschaden
erlitt und der Supergau im Motorinnern ausblieb. Für die XT 600 und SRX liefert die
Firma Lehmann Motos, Sägequartier 153h, 3475 Riedtwil,
063/68 12 73, einsatzgehärtete Radpaare mit
geschliffenen Zahnflanken Metallspäne der abgewürgten
Zähne gelangten in die Oelpumpe. Ein Wunder, dass diese
nicht blockierte und die Oelversorgung des Motors
unterbrach. Abgebrochene Zähne hätten auch
zwischen andere Zahnradpaare gelangen können. Ein
dadurch blockiertes Hinterrad lässt sich nicht mehr
kontrollieren und ein Sturz wäre unvermeidlich
gewesen.
Erlebtes, Repariertes
Erfahrungen
Die richtige Uebersetzung
- Motorrad-Handbuch mit Angabe der
- Uebersetzungen:
- Primärtrieb
- Sekundärtrieb
- jede Gangstufe
- Nenn- und Höchstdrehzahl
- Taschenrechner oder PC
- Technisches Formelbuch
- nicht elastische Schnur oder 1'000 mm Messschieber
- 2'000 mm Massstab oder Metermass
Es ist von Vorteil wenn man sich bei der entsprechenden
Vertretung seines Motorrads erkundigt, welche
Kettenräder lieferbar sind. Vor allem mit dem PC und
einem Tabellenkalkulationsprogramm sind alle Varianten sehr
schnell durchgerechnet. Damit wir unsere "mathematischen"
Berechnungen durchführen können muss der
Hinterradumfang bestimmt werden. Maschine aufbocken, Schnur
um den Reifen legen, genau abschneiden und messen. Oder
Raddurch-messer mit dem Messschieber bestimmen und Umfang
berechnen nach der bekannten Formel: U = d x Pi.
Primärtrieb --> Getriebe --> Sekundärtrieb,
oder anders ausgedrückt:
n1: Kurbelwellendrehzahl
n6: Hinterraddrehzahl
Z1: Zahnrad auf der Kurbelwelle (Treiber)
Z2: Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle (Getrieben)
Z3: Zahnrad des eingelegten Ganges (Treiber)
Z4: Zahnrad des eingelegten Ganges (Getrieben)
Z5: Kettenrad auf der Getriebeausgangswelle (Treiber)
Z6: Kettenrad am Hinterrad
Es sei der erste Gang eingelegt, n1 = 1'000 1/min, Z5 =
15
- v Geschwindigkeit in km/h
- U Umfang in mm
- n6 Drehzahl in 1/min des Hinterrads
- 60 Faktor Minuten --> Stunden
- 1'000'000 Faktor Millimeter --> Kilometer
Z5 = 14 (Kettenritzel mit 14 Zähnen)
Da ein Motorrad mit 42 PS kaum eine Spitze von 170 km/h
erreicht, eignet sich das 15 Zähne Ritzel nur für
einen solofahrenden Mägerli-muck. Wer öfter in den
Bergen oder mit Sozius fährt, ist mit dem 14 Zähne
Ritzel besser bedient.
Im 5. Gang und 14er Ritzel ergibt sich eine
Kurbelwellendrehzahl von n1 = 2'030.23 1/min, mit dem 15er
Ritzel sinkt die Drehzahl auf unfahrbare n1 = 1'894.88
1/min.
Werkstattheft von Kaspar Monstein, Elektromech.-Stift
Revision eines alten BMW
4-Takt-Zylinderkopfes
Sounds
Zahnausfall bei Getrieberädern
CH-8194 Hüntwangen