Nach meinem Update in Sachen Simson-Tuning im Juli 2008 kamen per Mail jede Menge Fragen. Was denn das für ein Kolben sei? Und überhaupt, das könne doch gar nicht gehen, weil sich das Volumen ändert. Stimmt, genau deshalb muss man anpassen. Das Projekt Moped-Tuning war damals fast ein Jahr alt, also durfte ich mit ein paar „Geheimnissen“ rausrücken.
Das Wichtigste in Kürze
- In der S51 meines Bruders arbeiteten ein Kettensägenkolben und ein 6-Kanal-Zylinder.
- Weil der neue Kolben im oberen Totpunkt tiefer saß, wurde der Brennraum mit einem gedrehten Adapter verkleinert.
- Entscheidend ist die Verdichtung: Sie lässt sich mit einer einfachen Formel berechnen und durch Auslitern prüfen.
- Ein so umgebauter Motor gehört auf die Rennstrecke oder abgesperrtes Gelände, nicht auf die Straße.
Die Auflösung: Kettensäge trifft Simson
Ja, es ist ein Kettensägenkolben, der in dieser Simson S51 arbeitete, zusammen mit einem 6-Kanal-Zylinder. Der Gedanke dahinter: Kettensägen haben kleine, sehr hoch drehende Zweitaktmotoren, und ihre Kolben sind entsprechend leicht gebaut. Weniger bewegte Masse heißt weniger Kräfte im Kurbeltrieb und ein Motor, der freudiger hochdreht.
So einfach tauschen lässt sich das aber nicht. Der Kettensägenkolben saß im oberen Totpunkt (OT) tiefer als der originale Simson-Kolben. Dadurch wurde der Raum über dem Kolben größer, und die Verdichtung sank. Also musste der Brennraum angepasst werden.
Warum die Verdichtung so wichtig ist
Das Verdichtungsverhältnis sagt, wie stark das Gemisch zusammengepresst wird. Es berechnet sich so:
Verdichtung = (Hubraum + Brennraumvolumen) : Brennraumvolumen
Sitzt der Kolben im OT tiefer, wird das Brennraumvolumen größer, die Verdichtung sinkt, und mit ihr Leistung und Drehmoment. Ist die Verdichtung dagegen zu hoch, drohen klopfende Verbrennung, Überhitzung und im schlimmsten Fall ein Loch im Kolben. Beim Zweitakter rechnen Tuner übrigens oft zusätzlich mit der effektiven Verdichtung, bei der nur der Hub ab dem Schließen des Auslasskanals zählt. Sie fällt deutlich niedriger aus als die geometrische.
Beispielrechnung mit runden Zahlen
Ein Zylinder hat 60 cm³ Hubraum, die Verdichtung soll 10 : 1 betragen. Dann darf der Brennraum 60 : 9 = rund 6,7 cm³ groß sein. Sitzt der Kolben bei 41 mm Bohrung einen Millimeter tiefer, kommt ein zusätzliches Volumen von π/4 × 4,1 cm × 4,1 cm × 0,1 cm, also gut 1,3 cm³, dazu. Genau dieses Volumen muss ein Adapter im Zylinderkopf wieder ausgleichen. Die Zahlen sind ein Beispiel, keine Werte vom Motor meines Bruders.
Schritt für Schritt: So wurde der Brennraum angepasst
1. Zylinderkopf plan drehen
Zuerst wurde der Zylinderkopf des originalen Simson-Zylinders abgedreht. Ganz wichtig: Die Fläche muss hinterher wirklich plan sein, sonst ist der Kopf später nicht dicht.
2. Kolben auf OT stellen und messen
Dann stellt man den Kolben auf den oberen Totpunkt und nimmt alle Maße: Wie tief sitzt der Kolben unter der Zylinderoberkante? Welche Bohrung, welche Form hat der Kolbenboden? Mein Rat von damals gilt bis heute: genau messen und alles akribisch dokumentieren.
3. Rechnen und skizzieren
Mit den Maßen folgen ein paar Berechnungen und eine Skizze. Daraus ergibt sich, wie groß und wie geformt der Adapter sein muss, der das zusätzliche Volumen wieder ausfüllt.
4. Adapter drehen lassen
Nach der Skizze wurde ein Adapter für das verringerte Brennraumvolumen gedreht.
5. Anprobieren
Anschließend prüft man, ob wirklich alles passt, am Zylinderkopf und am Zylinder. Der Kolben darf den Adapter im OT natürlich nirgends berühren.
6. Abdichten und festziehen
Zum Schluss wurde die Platte am Zylinderkopf abgedichtet und alles schön fest angezogen. Fest heißt hier übrigens nicht „nach Gefühl mit Gewalt“: Zieh die Muttern über Kreuz und mit dem Drehmoment an, das für deinen Zylinder vorgegeben ist.
Zwei Messungen, die du nicht auslassen solltest
Auslitern: Kolben auf OT, Motor so drehen, dass die Kerzenbohrung oben liegt, und den Brennraum mit einer Spritze oder Bürette mit Öl füllen. Die eingefüllte Menge ist dein tatsächliches Brennraumvolumen, genauer als jede Rechnung.
Quetschspalt: Ein Stück Lötzinn durch die Kerzenbohrung einführen, den Motor von Hand über den OT drehen und die Dicke des platt gedrückten Zinns messen. Das ist der Abstand zwischen Kolben und Kopf am Rand. Zu eng heißt: Der Kolben schlägt bei hoher Drehzahl an. Den passenden Wert nennt der Hersteller deines Zylinders.
Das nächste Problem: die Zündung
Fertig war der Motor damit aber nur beinahe. Der Motor drehte jetzt um einiges höher als normal, und die Zündung schaffte es nicht mehr, den Zündfunken exakt im richtigen Moment abzugeben.
Das ist ein typisches Problem: Jede Zündanlage hat einen Drehzahlbereich, für den sie ausgelegt ist. Darüber kommt der Funke zu spät, zu schwach oder gar nicht. Wer so hoch hinaus will, braucht eine Zündung, die für diese Drehzahlen gebaut ist, idealerweise mit passender Zündkurve. Gleichzeitig solltest du Kurbelwelle, Lager und Pleuel im Blick behalten, denn die müssen die Drehzahlen ebenfalls aushalten.
Nur für die Rennstrecke
Ein Motor mit fremdem Kolben, geändertem Zylinder und angepasstem Brennraum ist nicht mehr der, für den die Betriebserlaubnis gilt. Sie erlischt, und auf öffentlichen Straßen ist das Moped damit tabu. Je nach Umbau brauchst du eine andere Fahrerlaubnis und riskierst deinen Versicherungsschutz. Was genau gilt, steht im Beitrag zum Moped-Tuning. Ausprobieren solltest du so etwas nur auf abgesperrtem Gelände, mit Helm und Schutzkleidung. Und denk daran: Ein Kolbenklemmer kann das Hinterrad blockieren. Die Hand gehört deshalb immer in die Nähe des Kupplungshebels.
Was du vor so einem Umbau wissen solltest
- Werkzeug: Ohne Drehbank und Messmittel wie Messschieber und Messuhr geht es nicht. Wer keine Drehbank hat, lässt Kopf und Adapter in einer Werkstatt bearbeiten.
- Material: Der Adapter sitzt direkt im Brennraum und muss Hitze und Druck aushalten. Billige Kompromisse rächen sich hier.
- Dokumentation: Notiere alle Maße und Änderungen. Wenn der Motor später zickt, ist das Gold wert.
- Geduld: Einfahren, Kerzenbild prüfen, Vergaser abstimmen. Ein umgebauter Zweitakter braucht Zeit, bis er rund läuft.
Häufige Fragen
Kann man einen Kettensägenkolben einfach in eine Simson einbauen?
Nein. Bauhöhe, Bolzen und Ringe müssen zu Zylinder und Pleuel passen, und meist muss der Brennraum angepasst werden. Ohne Messen und Rechnen wird das nichts.
Wie berechne ich die Verdichtung?
Teile die Summe aus Hubraum und Brennraumvolumen durch das Brennraumvolumen. Das Brennraumvolumen ermittelst du am genauesten durch Auslitern mit Öl.
Darf ich mit so einem Motor auf die Straße?
Nein, nicht ohne Begutachtung und Abnahme. Die Betriebserlaubnis erlischt, und die Simson-Sonderregel für 60 km/h mit AM-Führerschein gilt nur für Mopeds im Originalzustand.
Mein Fazit
Der Kettensägenkolben war für mich eines der verrücktesten Projekte meines Bruders, und er zeigt, dass Tuning vor allem Messen, Rechnen und Dokumentieren ist. Wer Spaß an so etwas hat, sollte es heute auf der Rennstrecke ausleben und die Straßen-Simson im Original lassen.
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