Formel Vau Motor 1300ccm Einvergaserklasse.
Hier entsteht ein neuer Motor für einen alten Rennwagen
Kurbelwelle extra leicht.
Für einen frühen Formel Vau Rennwagen soll ein neuer Motor entstehen.
Am 13.Dezember war die Vorbesprechung für einen 1300er Einvergasermotor.
Der Wagen wird schon seit mehreren Jahren wieder eingesetzt. Auch ein oder zwei Rennmotoren von renommierten Motorenbauern wurden schon verbaut. Nun aber soll es mal etwas weiter nach vorne gehen.
Die Zeit seit den großen Formel Vau Tagen ist weiter gegangen. Sehr viele Fahrer betreiben dieses Hobby mit mehr oder weniger Eifer und teilweise erheblichem finanziellem Aufwand. In der kleinen Rennserie findet man immer größere Motoren. Der 1600er ist die der 1300er Klasse fast schon Standard geworden. 1800ccm sind gängig und einige treiben es sogar bis hin zu 2300ccm Motoren, umgeschweißten Köpfen mit bis zu 46/38er Ventilen. Gut, das macht sicher Spass und schön ist es, dass viele Formelautos in der fast ausgestorbenen Vau teilnehmen. In Zukunft soll jedoch häufiger kontrolliert werden und die Einhaltung des Reglementes überprüft werden.
Also zurück zu den Wurzeln.
Hier soll ein Motor entstehen, der dem Regelwert mit Bohrung und Hub so wie die Verwendung von angeschweißten, originalen 1300er VW-Köpfen entspricht.
Die Jungs früher waren auch schon erfinderisch. Echte Formel Vau Motoren sind aufwendige Triebwerke. Es wurden sicherlich viele originale Käfermotorteile verwendet, jedoch wurden diese teilweise so aufwendig frisiert, dass sie als solche kaum noch wiederzuerkennen waren.
In diesem Eintrag soll einmal exemplarisch gezeigt werden, wie so ein Motor aussehen könnte.
Zuerst das Herzstück eines Motors.
Die Kurbelwelle:
Mit 69mm Hub und ca. 9Kg ist eine Serienkurbelwelle aus dem VW 1300ccm mit 40PS und Motorkennbuchstabe „F“ normalerweise die Basis.
Da das Reglement das Bj der Kurbelwelle nicht vorgibt, wird hier eine 69mm Kurbelwelle auf späterer Produktion verwendet. Die frühen Kurbelwellen waren nicht x-gebohrt und hatten keinen O-Ring zur Schwungradabdichtung. Es war also die Verwendung eines Aludichtbleches notwendig. Diese meist nur 6-Volt-Kurbelwellen sind nicht so stabil, haben eine schlechtere Ölversorgung und können auf Grund des Alubleches weniger Kraft auf das Schwungrad übertragen.
Obwohl die Verwendung von Gegengewichtskurbelwellen heute gängige Praxis ist, wurde bei diesem Projekt dies nicht getan. Gegengewichtskurbelwellen haben den Vorteil bei höheren Drehzahlen ruhiger zu laufen. Da die Formel-Vau-Motoren höher drehen, greift man gern mal zur fertig bearbeiteten Gegengewichtskurbelwelle.
So etwas gab es damals jedoch noch nicht und entspricht auch nicht dem Reglement, auch wenn es vielleicht geduldet wird. Auch ist so eine Gegengewichtskurbelwelle mit fast 13Kg kein Leichtgewicht. Die Spritzigkeit leidet also darunter.
Zurück zum Mittel der Wahl.
Eine originale geschmiedete 69mm VW-Kurbelwelle dient als Ausgangsbasis.
Sie wurde aufwendig erleichtert. Obwohl Kurbelwellen in den Vau-Motoren teilweise mit unter 5Kg eingesetzt wurde, haben wir es hier (fast) nicht auf die Spitze getrieben.
Die Wagen sind entlang der Kraftlinien erleichtert und geglättet wurden. Alle Hubzapfen sind hohl gebohrt, so wie auch die Hauptlager an den Enden hohl gebohrt wurden.
Die Welle ist nun sehr schlank. Die Wirbelverluste sind minimiert. Unter den Steuerrädern wurden Freistiche gesetzt. Mit knapp 6 Kg wiegt sie nur die Hälfte von Gegengewichtskurbelwellen und nur 2/3 von den meisten Serienwellen.
Formel Vau 1300 Einvergaser
Formel Vau 1300 Einvergaser
Meinungsaustausch ist,
wenn man mit seiner eigenen Meinung zum Chef geht, und mit dessen Meinug zurück kommt.
gut, daß ich hier der Chäffe bin![Zwinkern ;-)](./images/smilies/icon_e_wink.gif)
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Re: Formel Vau 1300 Einvergaser
Kolben:
Der Motor soll in allen Bereichen leicht sein.
Die originalen 77mm Kolben sind schwer, sehr schwer. Sie sind wenig standfest und heute nicht mehr in geschmiedetet und guter Qualität zu bekommen.
Es bietet sich also an, da wirklich gravierend bei zu gehen. Da sich auch das Design der Kolben über die letzten 50 Jahre nennenswert weiter entwickelt hat, geht man hier neue Wege.
Die Geometrie eines Kolbens ist in den vergangenen Jahrzehnten mehrfach geändert worden. Früher waren Vollschaftkolben Stand der Technik.
Man ging mehr und mehr zum Kastenkolben oder auch früher oft als Slipperkolben benannt über.
Die Konstruktion ist aufwendiger geworden.
Der Kolben hat die Aufgabe, das Benzin-Luftgemisch zu komprimieren. Dabei schiebt er vom unteren Umkehrpunkt zum oberen Umkehrpunkt das Gemisch zusammen.
Der Kolben macht also eine Auf- und Abbewegung. Dabei kippt er ganz leicht in den Umkehrpunkten. Damit bei diesen Auf und Abbewegungen möglichst wenig Energie vergeudet wird, ist es sinnig, den Kolben so leicht wie möglich zu halten und auch seine Reiboberfläche zu reduzieren.
Das Ergebnis dieser Bemühungen sind dann solche Kolben: In dieser Ansicht wird es deutlich. Und hier vielleicht noch deutlicher.
Der Kolben hat erheblich weniger Anlagefläche am Zylinder. Es ist auf das Wesentliche reduziert.
Die Kolbenringe sind deutlich schmaler geworden. Im Original betragen die Ringstärken 2,0 /2,0/ 4,5mm oder in der kleinen Ausführung 1,5 / 2,0/ 4,0mm
Bei den Sportkolben heutiger Bauart sind es: 0,8mm /0,8mm und ein dreiteiliger 1,4mm Ölabstreifer, wobei der obere und untere Rind dieses Ölabstreifers nur 0,2mm beträgt.
Auf Grund der Kastenbauform ist auch der Kolbenbolzen kürzer geworden.
In Kombination mit einer Reduzierung des Durchmessers ist er fast 50% leichter geworden.
Das Kolbengewicht reduzierte sich von ca. 490g auf ca.240g.
Das sind mehr als 50% Gewichtseinsparung.
Das Ergebnis sieht so aus:
Der Motor soll in allen Bereichen leicht sein.
Die originalen 77mm Kolben sind schwer, sehr schwer. Sie sind wenig standfest und heute nicht mehr in geschmiedetet und guter Qualität zu bekommen.
Es bietet sich also an, da wirklich gravierend bei zu gehen. Da sich auch das Design der Kolben über die letzten 50 Jahre nennenswert weiter entwickelt hat, geht man hier neue Wege.
Die Geometrie eines Kolbens ist in den vergangenen Jahrzehnten mehrfach geändert worden. Früher waren Vollschaftkolben Stand der Technik.
Man ging mehr und mehr zum Kastenkolben oder auch früher oft als Slipperkolben benannt über.
Die Konstruktion ist aufwendiger geworden.
Der Kolben hat die Aufgabe, das Benzin-Luftgemisch zu komprimieren. Dabei schiebt er vom unteren Umkehrpunkt zum oberen Umkehrpunkt das Gemisch zusammen.
Der Kolben macht also eine Auf- und Abbewegung. Dabei kippt er ganz leicht in den Umkehrpunkten. Damit bei diesen Auf und Abbewegungen möglichst wenig Energie vergeudet wird, ist es sinnig, den Kolben so leicht wie möglich zu halten und auch seine Reiboberfläche zu reduzieren.
Das Ergebnis dieser Bemühungen sind dann solche Kolben: In dieser Ansicht wird es deutlich. Und hier vielleicht noch deutlicher.
Der Kolben hat erheblich weniger Anlagefläche am Zylinder. Es ist auf das Wesentliche reduziert.
Die Kolbenringe sind deutlich schmaler geworden. Im Original betragen die Ringstärken 2,0 /2,0/ 4,5mm oder in der kleinen Ausführung 1,5 / 2,0/ 4,0mm
Bei den Sportkolben heutiger Bauart sind es: 0,8mm /0,8mm und ein dreiteiliger 1,4mm Ölabstreifer, wobei der obere und untere Rind dieses Ölabstreifers nur 0,2mm beträgt.
Auf Grund der Kastenbauform ist auch der Kolbenbolzen kürzer geworden.
In Kombination mit einer Reduzierung des Durchmessers ist er fast 50% leichter geworden.
Das Kolbengewicht reduzierte sich von ca. 490g auf ca.240g.
Das sind mehr als 50% Gewichtseinsparung.
Das Ergebnis sieht so aus:
Meinungsaustausch ist,
wenn man mit seiner eigenen Meinung zum Chef geht, und mit dessen Meinug zurück kommt.
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Re: Formel Vau 1300 Einvergaser
Pleuel:
VW-Pleuel der 1200-1600er Motoren leiden nicht gerade an Übergewicht!
Die Pleuelzapfen haben einen Durchmesser von 55mm. Als man bei VW vom 24,5 und 30PS Motor zum 1200er mit 34PS übergegangen ist, wurde auch der Kurbelwellenzapfen für die Pleuel von 50mm auf 55mm vergrößert. Die Kurbelwelle wurde dadurch steifer. Auch die Pleuel wurden stabiler ausgeführt. Bei Wechsel auf die 1300er Motoren der zweiten Serie wurden die Pleuelunterteile mit den Oberteilen nicht mehr mit zwei Schrauben verschraubt, sondern mit zwei eingepressten Bolzen und dazugehörigen Muttern. Das Pleuelgewicht stieg pro Evolutionsstufe um fast 100g.
Wenn 30PS Pleuel noch gut 430g wogen, haben es die aktuellen 1300-1600ccm Pleuel auf um 600g gebracht.
Auch die anderen Pleuelmaße haben sich geändert. Die Pleuel wurden länger. Die Pleuelfüße erst breiter, dann wieder schmaler und dicker. Die Bolzenstärken haben sich von 20mm auf 22mm vergrößert.
Zurück zum Formel Vau:
Für diesen Motor wurden 1200er Pleuel der zweiten Serie umgearbeitet und abgespeckt.
Die Pleuelfüße wurden auf das 1300er Maß verkleinert. Die Pleuellänge beträgt hier 130mm
Das Pleuelauge wurde von 25mm auf 16mm verschmälert. Zur Aufnahme des 17mm Pleuelbolzens wurde eine 17/22/16 Bronzebuchse angefertigt und eingeschrumpft.
Die Pleuel waren nun fertig zur Aufnahme der leichten Kolben.
Die ganze Einheit (Kolben, Pleuel Bolzen und Ringe) wiegt nun nur ca. 640g anstatt der gut 1050g des Serienmotors.
Die Baubreite verändert sich:
Die Pleuellänge beträgt nun 130mm und ist somit 7mm kürzer als die 137mm des 1600er Pleuels.
Die Kompressionshöhe des Slipperkolbens beträgt nur 23mm. Die Kompressionshöhe des 1300er Kolbens misst 39,5mm
Dies ergibt eine Zylinderverkürzung von ca. 25mm. Die Baubreite des Motors verringert sich folglich um ca. 50mm.
Gut für das Gesamtgewicht!![Überglücklich :D](./images/smilies/icon_e_biggrin.gif)
Apropos Gewicht: Die Pleuel wurden noch massiv erleichtert.
Alle Stellen mussten etwas abspecken. Danach wurden die Pleuel fein geschliffen und Kugelgestrahlt.
Das erhöht die Oberflächendichte, macht die Pleuel stabiler und wirkt der Kerbwirkung von eventuellen Schleifriefen entgegen.
Jedes Pleuel hat so noch einmal fast 100g verloren.
Die Schrauben mit SW14 Köpfen werden noch gegen SW10 getauscht, um noch ein paar Gramm zu gewinnen![Zwinkern ;)](./images/smilies/icon_e_wink.gif)
VW-Pleuel der 1200-1600er Motoren leiden nicht gerade an Übergewicht!
![Zwinkern ;)](./images/smilies/icon_e_wink.gif)
Die Pleuelzapfen haben einen Durchmesser von 55mm. Als man bei VW vom 24,5 und 30PS Motor zum 1200er mit 34PS übergegangen ist, wurde auch der Kurbelwellenzapfen für die Pleuel von 50mm auf 55mm vergrößert. Die Kurbelwelle wurde dadurch steifer. Auch die Pleuel wurden stabiler ausgeführt. Bei Wechsel auf die 1300er Motoren der zweiten Serie wurden die Pleuelunterteile mit den Oberteilen nicht mehr mit zwei Schrauben verschraubt, sondern mit zwei eingepressten Bolzen und dazugehörigen Muttern. Das Pleuelgewicht stieg pro Evolutionsstufe um fast 100g.
Wenn 30PS Pleuel noch gut 430g wogen, haben es die aktuellen 1300-1600ccm Pleuel auf um 600g gebracht.
Auch die anderen Pleuelmaße haben sich geändert. Die Pleuel wurden länger. Die Pleuelfüße erst breiter, dann wieder schmaler und dicker. Die Bolzenstärken haben sich von 20mm auf 22mm vergrößert.
Zurück zum Formel Vau:
Für diesen Motor wurden 1200er Pleuel der zweiten Serie umgearbeitet und abgespeckt.
Die Pleuelfüße wurden auf das 1300er Maß verkleinert. Die Pleuellänge beträgt hier 130mm
Das Pleuelauge wurde von 25mm auf 16mm verschmälert. Zur Aufnahme des 17mm Pleuelbolzens wurde eine 17/22/16 Bronzebuchse angefertigt und eingeschrumpft.
Die Pleuel waren nun fertig zur Aufnahme der leichten Kolben.
Die ganze Einheit (Kolben, Pleuel Bolzen und Ringe) wiegt nun nur ca. 640g anstatt der gut 1050g des Serienmotors.
Die Baubreite verändert sich:
Die Pleuellänge beträgt nun 130mm und ist somit 7mm kürzer als die 137mm des 1600er Pleuels.
Die Kompressionshöhe des Slipperkolbens beträgt nur 23mm. Die Kompressionshöhe des 1300er Kolbens misst 39,5mm
Dies ergibt eine Zylinderverkürzung von ca. 25mm. Die Baubreite des Motors verringert sich folglich um ca. 50mm.
Gut für das Gesamtgewicht!
![Überglücklich :D](./images/smilies/icon_e_biggrin.gif)
Apropos Gewicht: Die Pleuel wurden noch massiv erleichtert.
Alle Stellen mussten etwas abspecken. Danach wurden die Pleuel fein geschliffen und Kugelgestrahlt.
Das erhöht die Oberflächendichte, macht die Pleuel stabiler und wirkt der Kerbwirkung von eventuellen Schleifriefen entgegen.
Jedes Pleuel hat so noch einmal fast 100g verloren.
Die Schrauben mit SW14 Köpfen werden noch gegen SW10 getauscht, um noch ein paar Gramm zu gewinnen
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wenn man mit seiner eigenen Meinung zum Chef geht, und mit dessen Meinug zurück kommt.
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