Projekt 2016 - RC8R 1290

Nachdem ich die Ergebnisse von 2014 mit dem Umbau 2015 nicht toppen konnte , war also der nächste Versuch angesagt. Zu probieren gibt es ja noch vieles … auch wenn die Zeit knapper geworden ist.
Eigentlich wollte und will ich ja noch eine weitere Variante der Zylinderkopfgestaltung am 1190er RC8R-Motor ausprobieren. Nachdem sich aber eine gute Gelegenheit bezüglich 1290er (1301 ccm) Motor angeboten hatte, kamen mir da noch ganz andere Ideen. Also wird der 1190er noch etwas aufgeschoben und das Projekt 1290er RC8R vorgezogen.
Zuerst landete der 1290er Motor auf meiner Werkbank und wurde zerlegt. So eine Gelegenheit muss man nutzen um sich intensiv damit zu befassen … schon um Unterschiede zum 1190er auszuloten. Da haben sind ja einige Teile geändert und so manches ist nicht mehr kompatibel mit den Motoren der vorhergehenden Generationen.

Der 1290er bietet aufgrund des um 2 mm größeren Hubs nicht mehr ganz die Drehzahlreserven der RC8/R. Bereits bei der RC8/R liegt die mittlere Kolbengeschwindigkeit recht hoch.
Bei 11.000 U/min liegen bei der RC8/R 25,30 m/s an … was die 1290er bereits bei 10700 U/min erreicht. Dementsprechend dürfte bei gleicher angestrebter Höchstgeschwindigkeit die Übersetzung bei der 1290er länger werden, was aber die Zugkraft am Rad wieder reduziert. Meine Erwartungen bezüglich "1290er besser als 1190er" halten sich also erst einmal in Grenzen. Aber auf der Landstraße bzw. im Alltag könnte der Motor zum emotionalen Drehmoment-Monster werden.

Nach dieser "Motorenanalyse" stand die Frage im Raum, welche Zylinderköpfe bei diesem Projekt zu verwenden sind. RC8R-Zylinderköpfe hätte ich einige da ... würden das Ganze theoretisch einfacher gestalten, auch weil alles andere meines vorhergehenden Projektes sozusagen plug&play passen würde. Aber inwiefern sind sie auch tauglich für den größeren Hubraum und den geänderten Verhältnissen? Gibt es bessere Alternativen dazu ... zumindest KTM scheint davon überzeugt zu sein? Die Motoren der 1290er SDR … Modellbezeichnung "613" haben im Grunde die gleichen Zylinderkopfgehäuse wie die der 1190er Adventure (Bezeichnung 603), nur dass z.B. die Nockenwellen der SDR im Nockenprofil und Steuerzeiten exakt denen der RC8R (Sport) entsprechen … nur ohne verstellbare Nockenwellenräder (dafür deutlich leichter).
Neu und auffällig bei den SDR / 1190 ADV Zylinderköpfen ist die geänderte Kanalform der Einlasskanäle, welche nicht nur viel enger geworden sind, sondern auch im Ventilbereich deutlich flacher in den Brennraum münden. Der Bereich zum Ventilsitz hin ist deutlich stärker als Tulpe ausgelegt. Allerdings ist durch den fertigungsbedingten 90° Durchstich direkt am Ventilsitzring eine ausgeprägte "Kante" entstanden, was weniger schön ist.
Die händische Nacharbeit am Übergang ist … sofern vorhanden, eher sehr grob ausgefallen. Das wurde an den RC8/R’s schon viel besser gemacht. Ich habe vier dieser SDR-Köpfe … bei allen war diese Werks-Nacharbeit komplett unterschiedlich ausgefallen … nicht immer im positiven Sinne.
Da auch die Einlasskanäle bei diesen Zylinderköpfen zum Ansaugstutzen hin nur etwa 48 mm Durchmesser erreichen (RC8/R annähernd 54 mm), wäre bei diesen Köpfen der Aufwand der Modifikation beträchtlich größer. Betrachtet man die Kanäle, so verwundern die 56 mm großen Drosselklappen. Hier reduziert sich innerhalb weniger cm der Durchmesser von 56 auf 48 mm!? Von sanften Übergängen dürfte hier keine Rede sein. Die RC8R hätte 56 mm DKK hier echt nötiger gehabt.
Trotzdem ist diese neue Kanalform im Grundgedanken äußerst interessant … vor allem der Übergangsbereich zum Ventilsitz hin. Immer mehr Sportlermotoren haben ihre Kanäle inzwischen so gestaltet (auch S1000RR und die neue R1).
Bei der Einströmung in den Brennraum spielt ja nicht nur der Durchgang am Ventilsitzring und der Ventilspalt eine wichtige Rolle, sondern auch die strömungstechnisch bedingte Einschnürung am Ventilspalt, die dessen theoretischen Durchgang wieder deutlich reduziert. Letzteres wird stark von der Gestaltung des Ventilsitzes und dem umliegenden Ventilsitzbereich beeinflusst ... also der Anströmung. Bei dem Wunsch nach mehr Durchsatz in einem bereits bestehenden System, stehen sich diese Optimierungsmaßnahmen leider gegenseitig im Weg. Eine ausgeprägte Tulpenform wäre gut für eine Reduzierung der Einschnürungseffekte … aber das dafür notwendige Material engt den Weg zum Ventil ein. Es gibt also irgendwo die goldene Mitte was den besten Durchsatz angeht … zumindest den optimalen Kompromiss für beste Leistung. Aber der ist erst mal zu finden ...

Dummerweise sind die Ansaugstutzen nun kürzer, haben einen größeren Außendurchmesser und sind zudem leicht oval. Zudem hat sich der Abstand der Stutzen zueinander leicht geändert. Da passen weder die Airbox noch der Drosselklappenkörper der RC8/R-Modelle. Mal so auf die Schnelle so einen Motor einbauen … ist also nicht möglich. Hier werden viele aufwendige Sonderlösungen gebraucht.

Da der 1290er ja üppige 108 mm Bohrung bietet … also 3 mm mehr als noch der 1190er (der mit 1195 ccm), wäre auch 1,5 mm mehr Platz zwischen Ventilen und Zylinderwand vorhanden. In dieser Konstellation kämen die größeren Einlassventile mit 43,5 mm deutlich besser zur Wirkung. Mehr lässt leider die Größe der Ventilsitzringe nicht zu. Abgesehen davon kommen statt der serienmäßigen 42 mm Stahlventile sowieso Titanventile zum Einsatz.
Die 1290er Kolben sind etwas anders gestaltet … aber trotz ihrer Größe leichter als die der RC8R.
Statt der Mulde ist das Kolbenzentrum nun flach … im Gegenzug die Zündkerze etwas weniger tief in den Brennraum ragend. Ventiltaschen sind gleichgroß geblieben und sogar etwas tiefer. Was Gedanken an mehr Ventilhub munter werden lässt. Aber auf alle Fälle schon mal positiv für die größeren Ventile.

Meine Idee war also, wieder große Ventile zu verwenden, aber diesmal nicht für maximalen Durchstich (Durchgang am Ventilsitz), sondern für eine möglichst schön gestaltete Tulpenform. Die besten Möglichkeiten dazu liefern die neuen Zylinderköpfe der 1290er. Das andere Extrem hatte ich ja bereits 2014 ausprobiert. Also diesmal Fokus auf Reduzierung der Strömungseinschnürung am Ventilspalt und größeren konisch verlaufenden Kanälen mit Anschluss auf 61 mm Drosselklappenkörper mit Dusche. Den DKK wollte ich so weit wie möglich vom letzten Projekt 2015 übernehmen oder in der Variante 2014 (etwas länger und 62,5 mm). Ebenso sollte das Standard-RC8/R-Airboxunterteil mit möglichst wenigen Änderungen zum Einsatz kommen.

Meine Drosselklappenkörper hatte ich für das Projekt 2015 extrem kurz gebaut, weil ich da ja mit speziellen Adaptern gearbeitet hatte. Nach langem abwägen waren aber auch in diesem Fall spezielle Adapter die bessere Lösung. Damit wäre auch die Lagerung der Airbox und die Abdichtung zu den Ansaugstutzen leichter zu bewältigen. Ebenso könnte ich bei dieser Lösung den Anschluss zum Drosselklappengehäuse so gestalten, dass sich meine bisherigen Ansauggummis weiter verwenden lassen. Auch die Anpassungsarbeiten des DK-Gehäuse würden sich auf diese Weise in Grenzen halten.
Der Weg war somit vorgegeben …

Nachdem der Unterbau wieder zusammengebaut war und provisorisch die Zylinderkopfgehäuse montiert werden konnten, ging es zuerst mal an die Kanäle.
Gutes Equipment zum fieseln (JoKe-Hängemotor mit biegsamer Welle und Fußsteuerung) machte die Sache leichter, aber das Material das heraus gefräst werden musste war immens.
Nur im Bereich nahe den Ventilen wurde eher wenig abgetragen. Das dortige Material brauche ich noch zur Gestaltung des möglichst trichterförmigen Einlaufs.
Auch bei der Ventilsitzbearbeitung wollte ich andere Wege gehen. Der übliche 90° Durchstich wurde komplett weggelassen. Die 45° Dichtfläche wurde für die 43,5 mm Ventile gänzlich mit einem 75° Hinterschnitt ganz nach außen geschnitten. Das Brennraumdach bzw. die Quetschflächen um die Ventile herum wurden mit großem Radius freigeschnitten. Diesen Job machte wie immer der Sepp Sattler mit seiner MIRA-Anlage . Der dann sehr große 75° Hinterschnitt wurde anschließend rein händisch (fieseln) der Kanalmündung angepasst. So konnte ringsum ein guter trichterförmiger und glatter Verlauf mit weichen Übergängen verwirklicht werden. Genau so hatte ich es mir diesmal vorgestellt.
Auch bei den Auslasskanälen wurde nur mit dem 75° Hinterschnitt gearbeitet und anschließend per Hand aufgeweitet … entsprechend dem weiteren Verlauf des Kanals. Hier würde ich mir auch etwas größere Ventile wünschen. Der Ventilsitzring gäbe da locker noch 1 - 2 mm im Durchmesser her.

Das Brennraumdach wurde der Zylinderbohrung angeglichen, optimiert und geglättet.

Phase 1 ... Teil 2

Phase 1 ... Teil 3

Nachdem nun der genaue Kanalverlauf nach der Bearbeitung klar war, ging es an die Lösung bezüglich Ansaugstutzen.
Dazu fertigte ich mir zuerst Rohlinge, die grob ausgedreht waren. Die Adapter habe ich passen zu den leicht ovalen Ansaugstutzen ausgedreht. Mit einem O-Ring wird für ausreichende Dichtheit gesorgt. Theoretisch könnte noch zusätzlich mit Dichtmasse nachgeholfen werden … aber das wird sich zeigen.
Der weitere Innenverlauf von DK-Gehäuse zum Kanalanschluss wurde wieder per Hand ausgefieselt und angepasst.

Als nächstes baute ich entsprechende Halter, welche die Adapter fest fixieren. Dazu wurden, wie bei den früheren Adaptern, die Gewindebohrungen für die Saugrohrdruck-Anschlüsse genutzt. Die Adapter lassen sich nun jederzeit leicht demontieren und der Zylinderkopf bleibt äußerlich unverändert im Serienzustand. Eine Rückrüstung für 1290 SDR sollte schließlich jederzeit möglich sein.

Das RC8-Airboxunterteil passte nun mit kleinen Änderungen und konnte direkt mit den Adaptern verschraubt werden. Die Abdichtung zum Adapter erfolgt über eine Moosgummiauflage.

Die Drosselklappengehäuse wurden über deren Verschraubung bezüglich geändertem Winkel und Abstand zueinander eingestellt. Neu angefertigt werden musste nur die Verbindungsstange der Drosselklappenansteuerung, da diese vom Abstand zueinander abhängig ist.

Phase 2 ... Teil 2

Phase 2 ... Teil 3

Da nun alles soweit in trockenen Tüchern lag … ging es an die Feinarbeit.
Alles wurde nochmal kontrolliert und nachgearbeitet. Die Ventilsitze wurden fertig geschnitten (45° Dichtfläche) und auch die Ventile wurden leicht optimiert.
Als nächster Schritt folgte das exakte Auslitern der Brennraumdächer und des jeweiligen Kolbenunterstands. Zu diesem Zweck hatte ich mir schon früher spezielle Acrylglas-Platten angefertigt.
Nach dem Berechnen des genauen Verdichtungsverhältnisses erfolgte das Abfräsen der Planflächen. Die angestrebte Verdichtung liegt bei 14,2. Serienmäßig lag die Verdichtung bei diesem Exemplar zwischen 13,3 und 13,4. Angegeben sind wie bei der RC8R 13,5 : 1. Verbaut waren 0,75 mm Dichtungen … also bereits die dünnsten die es für die SDR gibt. Denn es gibt 3 unterschiedliche Zylinderkopfdichtungen für die 1290er … 0,75 … 0,85 … 0,95 mm, mit denen diverse Fertigungstoleranzen in der Verdichtung bedarfsgerecht angepasst werden können. In der Regel sollen aber 0,85 mm verbaut sein. Die Verdichtungsdifferenz zwischen jeder dieser Dichtungen liegen bei 0,21 : 1.

Da ich auch bei diesem Motor nur mit Einfachzündung arbeite … also dem elektronischen System der 2009/2010 RC8R, verwende ich das zweite Zündkerzenloch für die Klopfsensoren mit einer direkten Verbindung zum Brennraum. Auch dazu fertigte ich mir spezielle Aufnahme-Dorne zum einschrauben. Den schwarzen Einsatz des Zündkerzenschachts habe ich abgezogen, da er derzeit überflüssig ist (lassen sich wieder einpressen).

Zum Einsatz kommen spezielle Gleitfunkenzündkerzen und 3-polige Beru-Zündspulen. Die eingebrachte Zündenergie liegt hier wesentlich höher als bei den üblicherweise verwendeten Denso. Damit erhoffe ich mir, die Zündsicherheit zu erhöhen ... gerade bei sehr hoher Ladungsbewegung. Um die Beru-Zündspulen verbauen zu können, waren allerdings diverse Änderungen an den Einsätzen der Zündkerzenschächte und der Ventildeckel notwendig.

Hi Sascha,

so wie der 1290er im Serienzustand ausgeliefert wird, ist bei den Drehzahlen sicher noch etwas zu holen. Bei den beiden SDR's (Auspuff offen) die wir auf dem Prüfstand hatten, lag deren Höchstleistung bei etwas über 9000 U/min. Die Leistungskurve ging ab da bis Drehzahlbegrenzer (etwa 10200 - 10300 U/min) nur noch sanft bergab. Da steht also noch viel Potential im Raum ... mit einer verbesserter Füllung bei hohen Drehzahlen.

Vom Drehmoment verspreche ich mir auch etwas ... mit gesteigerter Zylinderfüllung und höherer Verdichtung. Allerdings lagen wir bei dem 1195er derRC8R ja auch schon bei 149 Nm. Ich denke, dass sind eh schon Hammerwerte.

Mit Doppelzündung ist die Sache äußerst riskant. Die thermische Belastung ist damit sehr hoch. Bei den RC8R-Modellen ab 2011 (Doppelzünder) war die 2. Zündkerze bis Drehzahlbegrenzer technisch aktiv. Das sich die Belastung in Grenzen gehalten hat, lag eher am Zusammentreffen idealer thermodynamischer Umstände und einem peniblen Timing. KTM hatte damit bis zur Serienreife ja auch diverse "thermische Probleme". So wurde die Sekundärzündung ab 6-7000 U/min praktisch wirkungslos bei der Flammfront. Sobald sich im Strömungsgeschehen aber massiv etwas verändert (wie bei meinem Motor 2014), wird die noch aktive Doppelzündung zum Kolbenkiller. Extremes Klopfen mit sehr harter Verbrennung ab Standgas war das Messergebnis. Da hat auch keine Rücknahme der Zündung geholfen ... weil ich an das 2. Zündkennfeld nicht ran komme. Da war erst Ruhe, als ich das Doppelzündersystem rausgeschmissen habe. Danach lief der Motor hammermäßig ... von Klopfen und harter Verbrennung keine Spur.
Bei den Doppelzündern würde ich das Zündkennfeld nicht anlangen ... ist zu kritisch. Aber beim normalen Tuning ... z.B. höhere Verdichtung, normale Zylinderkopfbearbeitung etc. gab es mit dem Standard-Kennfeld nie Probleme. Ist wohl nur im Extremfall so eine Sache.
Bei den neuen Modellen (SDR/ADV) wird die 2. Zündkerze ab 6000 U/min elektronisch abgeschaltet. Doppelzündung ... geht bei solchen Eingriffen also nur mit frei programmierbarem Steuergerät. Aber abgesehen davon, hat sie keinen Anteil an der Höchstleistung. Ist praktisch gesehen eher für gutes Emissionsverhalten von Vorteil. Das Steuerungssystem 2009/2010 ist halt besser für Änderungen und eindeutiger überschaubar.

Der 1290er ist letztlich ein aufgebohrter 1190er ... und von daher ist der Motor allein kein Problem ... passt bestens in den RC8-Rahmen. Nur die Schwingenlagerung ist auf der linken Seite um 1 mm nach innen versetzt. Die Breite der Schwingenaufnahme ist also 153 mm statt 154 mm bei der RC8/R. Aber das stellt kein Problem dar ... Schwingenbuchse herausziehen, und mit 2 mm Distanzring wieder einpressen. Auch sind die vorderen Aufnahmen für den Blechhalter (Kühler unten, Hupe, Aufhängung Serienauspuff) weggefräst. Hier braucht es eine Eigenkonstruktion. Angeblich sollen die aber mit der kommenden 1290 GT wieder dran sein (wird sich zeigen).
Das eigentliche Problem stellt aber der Drosselklappenkörper dar (Einspritzanlage). Denn da ist leider nichts kompatibel. Wegen der anderen Ansaugstutzen passt da nicht mal die RC8-Airbox drauf. Der Drosselklappenkörper der SDR geht nicht, weil das System ein komplett anderes ist (Drive by Wire etc.). Das wäre dann eher etwas mit frei programmierbarer ECU. Aber in diesem Fall gibt es massive Probleme mit der Airbox.

Es müssen also viele Eigenlösungen her, wenn man den Motor auch zum Laufen bringen möchte.

Das heißt aber nicht, dass dies unmöglich ist. Da muss dann halt ein Einbau-Kit her ... oder jemand der das alles individuell macht.

Wenn es mit den RC8R-Köpfen laufen würde ... also ein Zwitter aus 1290 Unterbau und RC8R-Zylinderköpfen, dann wäre es bedeutend leichter den Motor zu verwenden. Aus sehr guter Quelle habe ich aber die Info, dass es da bei ähnlichen Versuchen diverse thermodynamische Probleme gab. Um es genau zu wissen ... muss man es letztlich ausprobieren.
Bei meiner RC8R probiere ich erst mal die oben beschriebene Variante. Aber vielleicht zeigt sich ja mal ein Kunde offen für Experimente ... und wir versuchen das dann. Einen weiteren 1290er Motor habe ich schon im Lager ...

Sodala ...

bevor der Motor gänzlich zusammengebaut wird, sollte man sich sicher sein, dass alles was geplant bzw. was zu berücksichtigen war auch umgesetzt ist. Nochmal aufmachen kostet teure Zylinderkopfdichtungen.
Somit hat auch das seine Zeit gebraucht. Insofern ist der Motor bis auf die Ventildeckel fertig. Die benötigen nach der Umgestaltung für die BERU-Zündspulen noch etwas Feinschliff und Farbe.

Die leichten Nockenwellen aus der SDR1290, deren Steuerzeiten mit der RC8R ab 2011 identisch sind, konnte ich leider nicht verbauen. Da mussten ich einstellbare aus der RC8R verwenden. Die Materialabnahme an den Zylinderköpfen (Verdichtungserhöhung) hat die Steuerzeiten zu stark verschoben, so dass ich nachkorrigieren musste.
Die sind jedoch gut geeignet für den Einbau in eine unbearbeitete RC8/ RC8R, weil da die Steuerzeiten stimmen.

Die Lichtmaschine (Spulen) habe ich ausgetauscht gegen eine der RCR-Modellreihe. Mit der 1190 ADV und 1290 SDR wurden ja die rotbraunen, dreipoligen LMA-Stecker gegen graue ersetzt, die nun gegen Feuchtigkeit abgedichtet sind. Das umbauen auf die alten Stecker wollte ich mir sparen. So kann ich auch jederzeit die SDR1290-Kompatibilität wieder herstellen ... oder später mal auf die neue Steckergeneration umrüsten.

Bei ADV und SDR haben sich auch die Anlasser geändert ... und damit zusammenhängend der Drehmomentbegrenzer/Anlasserfreilauf, welcher nun etwas größer und feiner verzahnt ist. Hier wurde das Übersetzungsverhältnis geändert. Und letztlich ein angepaßter Lichtmaschinendeckel. Der neue Deckel kann auch für die RC8R Modelle (693) ab 2011 verwendet werden ... nur umgekehrt geht das nicht!

Und zur Info ... auch der große Kupplungsdeckel paßt "nicht" auf die RC8/RC8R-Modelle! Wegen der großen Bohrung/Kolben hat sich einiges geändert. Das Gehäuse ist z.B. wegen der größeren Zylinder größer aufgespindelt. Deswegen ist die Ausgleichswelle nun wegen Platzproblemen in Gleitlagern statt Rollenlagern ... und die Gegenseite ebenso (großer Kupplungsdeckel). Also Vorsicht beim Ersatzteilkauf auf dem Gebrauchtmarkt!

So ... derweilen kümmere ich mich mal um einen Ersatzhalter für Kühler, Verkleidungskiel und Hupe. Den Halter für den Serienauspuff brauche ich ja nicht.

Wieder einen guten Schritt weiter ... der Halter ist nun auch fertig!
War etwas aufwändig, ... aber soll ja schließlich nach ordentlicher Arbeit aussehen. Bei nächster Gelegenheit werde ich ihn wohl noch Perlstrahlen, das ergibt eine schöne gleichmäßige Oberfläche.

Der originale Halter sitzt nun exakt an der gleichen Stelle wie mit RC8/R-Motor. Die stabile V2A-Konstruktion ersetzt sozusagen die beiden fehlenden Nasen am 1290er Motor.