RC8R Winterprojekt 2012 … 61er Drosselklappen mit Dusche und separater Düsenansteuerung

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 1

Nachdem ich letzten Winter an meiner 2009er RC8R erfolgreich mit 54er Drosselklappen und Dusche experimentiert habe, wollte ich diesen Winter mal ein dickes Gesamtpaket schnitzen … und versuchen in die Vollen zu gehen. Mit unbekannten Ausgang …. eine doch recht gewagte Investition von Zeit und Geld!
Mein Ziel waren dabei:

1. Größere Drosselklappen (um die 58/59 mm)
2. Dusche direkt am Drosselklappenkörper
3. Kleiner dimensionierte bzw. bei niedriger Last feiner sprayende Düse unterhalb der Drosselklappen, möglichst auf die Ventile gerichtet (Verdampfungseffekt) um die reduzierte Strömungsgeschwindigkeit etwas zu kompensieren und die Wandfilmbildung zu reduzieren.
4. Getrennte Ansteuerung der Düsen, um entsprechend dem Lastbereich die Vorteile der unterschiedlichen Düsenpositionen zu nutzen
5. Deutlich progressivere Drosselklappenansteuerung um den unteren Lastbereich feiner dosieren zu können
6. Riesige Luftfilterfläche, welche in der Anströmung auch den hinteren Zylinder möglichst nicht benachteiligt
7. Der Einbau bearbeiteter Zylinderköpfe.

Da kam als Paket also einiges zusammen.
Viel Zeit verschlang bereits das suchen passender Ausgangsmaterialien … und was der Markt an Basis überhaupt so hergab.
Als Ausgangsbasis diente dann ein im Dezember gekaufter 61er DK von Dolorto aus der Buell 1125R, der mir mit seinem kompakten Aufbau als Basis am besten geeignet erschien. Vor dem kompletten Eigenbau scheute mich der Aufwand dann doch etwas. Allein vom Umbau war ja schon einiger Aufwand absehbar.
Als erstes war da das Problem mit dem Anschluss zum Zylinderkopf. Maßlich hätte es ein spezieller Distanzring bereits getan, aber wohin dann mit der Einspritzdüse unterhalb der Drosselklappe? Ich wollte ja prinzipiell mit zwei Düsen pro Ansaugtrakt arbeiten. Eine gewisse Strecke zwischen Drosselklappe und Zylinderkopf war wegen eines sanften Übergangs und einem weniger aggressiven Ansprechverhaltens zwar erwünscht, sollte dabei aber trotzdem so kurz wie möglich bleiben. Damit wurde es für die Düsenposition schon eng, vor allem wegen des angestrebten flachen Einspritzwinkels. Voraussetzung war also schon mal die Lösung dieses Problems … damit Teil 1 des Projekts, solch einen Adapter zu konstruieren und zu bauen.
Da ich dabei auch vor der Veränderung/ Anpassung der Zylinderköpfe nicht zurückschreckte, kamen mir da 2 recht billig angebotene (neuwertige) Zylinderköpfe ganz recht. Falls das Projekt fehlschlagen sollte, gibt es so zumindest den schnellen Weg zurück zum Originalzustand und auch das Konstruieren gestaltet sich mit solchen ausgebauten Köpfen deutlich einfacher.
Beim konstruieren des DK-Adapters wurde schnell die Abdichtung zum Airboxboden und zum Zylinderkopf ein weiteres Problem das es zu lösen galt. Heraus kam nach einigem hin und her ein seltsames, komplexes Gebilde, das aber seinen Zweck erfüllte. Auch die Anfertigung ohne CNC-Fräsmaschine war dann eine echte Herausforderung! Dazu werden einige spezielle, erst anzufertigende Aufnahmen notwendig (die auch erst wieder konstruiert werden mussten).
Die damit erforderliche Abänderung des Zylinderkopfes war damit unausweichlich und beschlossene Sache.
Als untere Düsen brauchte ich welche mit „langem Hals“ … und da kamen die einer Yamaha R1 wie gerufen. Deren Dimensionierung war ausgelegt auf kleineren Einzelhubraum, somit wären diese Düsen bei der RC8R auch bei dem geringen Spritbedarf im untersten Lastbereich schon recht brauchbar ausgelastet. Mit steigender Last sollen dann immer mehr die Seriendüsen in der Dusche die Hauptarbeit übernehmen. Da derartiges in der ECU nicht vorgesehen ist, brauchte ich hier eine Lösung. Eine programmierbare ECU wäre die ideale Lösung, aber wenn die auch noch zylindersequenzielle Regelschleifen für zumindest AFR/Lambda haben soll . .. wird es teuer!
Nach langer Lösungssuche hatte ich dann so eine Idee mit einem zweiten AFR-Tunern von Motty zu arbeiten … jeder Zylinder einen eigenen. Das bei der zylinderselektiven Freischaltung enthaltene Offset-Map erhält dabei keine eigene Lambdasonde, sondern wird als reines Offset von der geregelten Hauptdüse mitgezogen. Das Offset-Map für die Drosselklappendüse erhält eine von mir erstellte fixe Vorgabe, die eigentliche Mengenregulierung (entsprechend der AFR-Vorgabe) erfolgt durch die Dusche und das primäre Map, welches durch die Lambdasonde eine Regelschleife hat. Somit lässt sich die Düsenzuteilung im Offset-Map bis zu den maximal als Vorgabe möglichen +-40% frei gestalten. Das Map der geregelten Hauptdüse benötigt als Ausgangs- bzw. Starttabelle eine entsprechend berechnete Voreingabe (damit die Kiste überhaupt mal startet).
Zumindest theoretisch lässt sich so die Einspritzzeit für die obere und untere Düse je nach Lastbereich verkürzen oder verlängern.

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 2

Nächster Schritt war das Anpassen des 61er Drosselklappenkörpers an die KTM-Bedürfnisse, was einem Totalumbau gleichkommt. Letztlich bleibt vom eigentlichen Ausgangsteil … den ganz clever und ideenreich aufgebauten Dolortos, nur noch das Gehäuse (selbst das wird verändert) und die Drosselklappen übrig.
Zuerst erfolgten nur diverse Versuche mit Provisorien, um einigermaßen bei der Konstruktion klar zu kommen. Die Dolortos bauen deutlich breiter als die Originalteile. Nachdem dann langsam Licht ins Dunkle kam … ging es an die Anfertigung der zahlreichen Fräs- und Drehteile. Bei allem ging es extrem eng und knapp her. … viel Spielraum existiert nicht.
Hammermäßig wurde dann das Anfertigen des multifunktionalen Exzenters zur Drosselklappenbetätigung. Man glaubt ja kaum, welche Funktionen und Aufgaben dieses kleine extrem komplexe Teil alle übernehmen muss. Entsprechend kompliziert wurden die Konstruktion und die Herstellung des Ganzen. Allein der Exzenter, welcher für jedes der beiden Seile unterschiedlich ausfällt (unterschiedliche Längen) treibt einen zur Verzweiflung. Da wanderte erst mal ein ganzer Stapel Papier mit Fehlkonstruktionen in den Papierkorb (also nix CAD!). Und auch hier waren zum fräsen erst wieder spezielle Aufnahmen zur Bearbeitung anzufertigen.
Ständig wurden neue Teile erforderlich … jedes Teil durfte erst mal konstruiert werden. Der Stein den ich zum Rollen bringen wollte … entwickelte sich allmählich zum riesigen Felsbrocken …

... noch zu Teil 2

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 3

Nachdem die Funktion der Drosselklappenkörpers endlich passte, ging es an die Idee mit dem Luftfilter. Dazu musste ich erst mal das riesige Gesamtprogramm von K&N durchforsten und die Auswahl der in Frage kommender Filter anhand ihrer Grundmaße immer mehr einschränken. Die Anzahl der wenigen welche übrig blieben, reduziert sich weiter, als ich deren Verwendungsmöglichkeit dann per Zeichnungen im Detail überprüfte. Letztlich blieb nur einer, welcher auch nicht wirklich „ideal“ war und stark nachgearbeitet werden musste. Zudem war alles verdammt knapp und eng. Dummerweise gab es den Filter zudem nur „in den USA“ zu bestellen.
Nach dem Eintreffen des Filters und dem vorliegen der tatsächlichen Dimensionen und Platzverhältnisse, konnte mit dem Deckel und der Grundplatte (dem eigentlichen Träger des Filters auf dem DK) begonnen werden. Bei der Höhe ging es dabei verdammt knapp zu, da der Luftfilter trotz Überarbeitung doch noch wenige Millimeter zu hoch war. So musste ich Platz schinden wo es nur irgendwie möglich war. Entsprechend aufwendig wurde die Grundplatte. Nachdem die Sache mit dem Luftfilter gelöst und die Drosselklappenkörper entsprechend angepasst waren, konnten auch die Aufnahmen der unteren Einspritzventile hergestellt werden. Auch hier sorgten … wie immer … engste Platzverhältnisse für diverse Schwierigkeiten bei der Konstruktion. Da die Dinger recht aufwändig herzustellen waren, wollte ich auch hier jeglichen Fehlversuch vermeiden.

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 4

Erst jetzt konnte die eigentliche Dusche, welche ebenso zur Fixierung/Stabilisierung des Luftfilters dienen sollte, geplant und gebaut werden. Diese sollte u. a. in den Luftfilterdeckel passen, und dabei so flach wie möglich ausfallen. Und mir ganz wichtig … sollte sie keine zusätzlichen Benzinleitungen benötigen, welche die Luftströmung nur zusätzlich stören würden und weiteren Raum in Anspruch nehmen. Das äußerlich recht massiv wirkende Teil ist innen also größtenteils hohl und die Säule dient als Ausgleichskammer für Druckschwankungen bei der Spritversorgung der oberen Düsen. Zudem ist sie so konstruiert, dass sie gleichzeitig die Verbindung der beiden Drosselklappenkörper darstellt, welche daran im entsprechenden Abstand und Winkel verschraubt sind. Die Dusche war auch so eine Zitterpartie, da der kleinste Fehler die ganze aufwändige Arbeit in Schrott hätte verwandeln können (was einmal fast passierte).
Letztlich fertigte ich noch die Trichter an, welche ein relativ leichtes Verlängern oder Kürzen der Ansaugwege gestatten. Für deren Befestigung auf den Drosselklappenkörpern wurde dabei auch eine praktische Lösung gefunden.
Eine Unzahl vieler großer und kleiner Detaillösungen …
Beim ersten provisorischen Zusammenbau gab es dann gleich mal diverse unschöne Beschädigungen am Luftfilter, weil die fette Halterung des eigentlich mickrigen Benzinstandgebers an der Tankinnenseite trotz schrägen Abschleifens immer noch leicht im Weg stand. Immer wieder musste alles zerlegt … und hier und da noch nachgearbeitet werden. Ein scheinbar unendlich langer Weg … bis alles passte.

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 5

Das Airboxunterteil musste für die Drosselklappen-Adapter stark umgearbeitet werden, was sich als gar nicht so einfach herausstellte und erst beim zweiten Anlauf klappte. Ein zukünftiges Projekt könnte eine eigene Airboxwanne aus GFK/CFK werden … mal schauen ob ich mir das noch antue. Die Dichtungen zwischen Airbox und den Adaptern bestehen aus knetbaren 2K-Silikonkautschuk (großen Dank an Michael W. fürs Material!) und wurde in zwei Stufen angefertigt. Das gehärtete Material lässt sich prima mit dem Dremel überarbeiten/ schleifen, damit das Ganze etwas professioneller aussieht ...

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 6

Nachdem irgendwann mal alles soweit fertig war … wurden noch die Leitungen der Spritversorgung sowie der Kabelbaum für den DK entsprechend angefertigt. Nun bekam das Ganze schon mal einen fertigen Eindruck … das Ende war nah!

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 7

Für die Abdichtung der unteren Airboxhälfte zur Tankinnenseite (die ja als Deckel dienen soll) baute ich einen neuen Alurahmen (mit ersten Alu-Schweißversuchen). Die zwischen Tankunterseite und Alurahmen notwendige Dichtung klebt an der Tankunterseite und besteht ebenso aus diesem teuren, aber spitzenmäßigen 2K-Silikonkautschuk (leider pinkfarben). Für die meisten Versuche kam mir ein leicht verschrammter RC8-Tank gerade gelegen … das schont den eigenen Tank! Dabei musste ich dann aber feststellen, dass die Kunststofftanks der RC8/R offensichtlich sehr großzügigen Toleranzen bei der Herstellung unterliegen. Die Unterschiede sind so groß, dass für die notwendige Dichtung dann doch mein eigener Tank herhalten musste.

Nun kam die nächste Schwitzpartie … das Umändern der Zylinderköpfe. Bedauerlicher Weise wurde nichts aus den stark bearbeiteten Zylinderköpfen, die ich eigentlich in Aussicht hatte. Damit fehlte … rein sachlich gesehen … nun einer der Begründungen für größere Drosselklappen. Aber ins Regal stellen wollte ich das alles nun auch nicht mehr. Zudem steht mir ja offen, im kommenden Winter meine eigenen Zylinderköpfe entsprechend bearbeiten zu lassen. Kurzum … meinem Motor geht’s an den Kragen … im eingebauten Zustand(!). Also Kurbelwelle so gestellt, dass alle Einlassventile gut verschlossen sind … und gute Vorsichtsmaßnahmen ergreifen, dass keine Späne oder Schleifstaub zu den Ventilen kommen. Hier helfen u. a. auch sauber zugeschnittene Silikonschaum-Pads.
Damit ich mir bei der Aktion nichts versaue, baute ich mir eine Bohrlehre für die Bohrungen der Einspritzdüsen, mit welchen das Bohren „per Hand“ trotzdem relativ genau durchzuführen war. Reine Handarbeit wurde dann das Ausschleifen und neu Formen der Ansaugkanäle. Danach alles gewissenhaft absaugen … spülen … und erneut absaugen. Nochmal gut ausblasen … und alles war bei der anschließenden Überprüfung blitzblank sauber!
Endlich ging‘s zur Endmontage! Die Adapter wurden mit speziellem Epoxidharzskleber (dauerelastisch, temperaturbeständig, benzinfest) auf die vorbereiteten Zylinderköpfe geklebt. Die beständige und vollkommene Abdichtung ist hier entscheidend! Für die Anschlüsse der Drucksensoren habe ich spezielle Schrauben angefertigt.

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 8

Nun besorgte ich mir einen weiteren AFR-Tuner und strickte den Kabelbaum der RC8R bzw. des bereits installierten AFR-Tuners entsprechend um. Beide Tuner sind gut und unsichtbar im Heckrahmen verstaut (passen genau rein). Um die beiden (wahlweise) zur Verfügung stehenden Vorgabe-Mappings des AFR-Tuners nutzen zu können, wollte ich auf der rechten Lenkerseite genau so einen Lap/Mode-Taster haben wie serienmäßig auf der linken Lenkerseite verbaut. Nun braucht der AFR-Tuner dazu aber einen „Schalter“ … keinen Taster. Nun … dann habe ich mir eine kleine Box mit elektronischem Relais gebaut, welche das Tastsignal in ein dauerhaftes Umschalten (Massekontakt/ kein Massekontakt) umsetzt. Damit kann ich bei Bedarf schnell zwischen Vorgabe-Map1 und -Map2 hin und her switchen . Ok … ist zugegeben etwas umständlich, sieht aber cooler aus mit dem aufwändigen Taster.

Tja … und irgendwann kam der Tag X …. der mit Spannung erwartete erste Druck auf den Startknopf . Die AFR-Tuner noch konfiguriert und mit den Map’s und Vorgaben gefüttert. Zuvor mit Tune-ECU das neu aufgesetzte ECU-Mapping eingespielt und die Funktion der Sensoren, Düsen und des Servo getestet … und was soll ich sagen … auf den ersten Druck sofort angesprungen!!! So ein Umbau … und gleich springt sie an … hätte ich nicht erwartet!!! Lief sogar sehr gleichmäßig und stabil im Leerlauf.
Nun warteten noch einige Standläufe auf mich, in denen die genaue Synchronisation der Drosselklappen (geht prima mit der Verbindungsstange) und der beiden AFR-Tuner anstanden. Deren Abgleichung war wichtig für das passende Zusammenspiel. Letzteres gestaltete sich dann etwas schwieriger.
Dann gab es unerwartete Probleme! Der Drosselklappensensor (umgestrickter Orginalsensor der Dolorto) zeigte Ausfälle … immer wieder sporadisch … manchmal ganz. Das hat mich fast zur Weißglut getrieben! Immer wieder alles zerlegt Sensor mit dem Multimeter durchgemessen und überprüft … war aber immer korrekt! Wieder alles eingebaut … Sensor geht … Motor gestartet … Sensor geht nicht! Mehrere Tage habe ich den Fehler gesucht, dabei wieder das halbe Bike zerlegt. Dann endlich das Problem durch Zufall gefunden! Alles war OK … nur der originale Stecker (der große Graue) am Kabelbaum der RC8R … der zum Drosselklappenkörper geht, zeigte einen bösen Wackelkontakt!!! Bei genauer Überprüfung hatten die „Pins“ im Stecker zu viel Spiel wenn sie ineinander steckten (Wurfpassung!) … und wenn Vibrationen dazu kamen, wurde die Verbindung gestört. So miese Qualität hätte ich da nicht erwartet! Ich habe die Pins (Buchsen) alle herausgezogen, deren innere Feder nachgebogen und alles wieder zusammengebaut. Seither keine Probleme mehr damit! Wer weiß schon, wie viele der unerklärlichen und mysteriösen elektrischen Probleme hier im Forum auf solche tollen von KTM verwendeten Steckverbindungen zurückzuführen sind!
Auch der hinzugekaufte AFR-Tuner spielte nicht ganz so mit wie er sollte. Das brauchte dann auch noch mal seine Zeit bis das einigermaßen im Griff war … Elektrik (die soll mal einer verstehen!).

Mal wieder was verrücktes zum Thema Selfmade … Teil 9

Nachdem ich meine Schwarze nun Anfang der Woche zugelassen habe und erste kurze Abstimmungsfahrten unternommen habe, gibt es noch etwas Bedarf an der Abstimmung. Noch ein wenig Feinschliff … und wenn das Mapping sicher passt und mal alles so läuft wie es soll … , geht’s mal mit Datenlogger auf die AB.
So nach der Winterpause ist subjektiv ja schwer einzuschätzen, ob sie besser oder schlechter geht als vor dem Umbau. Bis das Map passt, meide ich auch höchste Drehzahlen (Sicherheit geht vor). Sie zieht bereits jetzt sauber und lochfrei (ohne Verschlucken) im letzten Gang aus dem Drehzahlkeller, wobei dort noch nicht ganz ruckelfrei. Das wird sich aber nach der Abstimmung noch zeigen.
Die AFR-Tuner haben da aber auch ganz kräftig zu werkeln … ist kein leichter Job.

Weiteres folgt … wenn es soweit ist!

Grüße

Stefan

PS: Fragt nicht nach Sinn und Zweck des Ganzen! Der enorme Aufwand ist mit Sicherheit nicht wirtschaftlich zu rechtfertigen. Ich wollte halt einfach wissen ob ich mit meinen Mitteln und meinem Wissen derartiges umsetzen kann und ob es überhaupt funktioniert was ich mir da so ausgedacht habe.