Eine geringe Leerlaufdrehzahl und der PotatoPotato Sound ist eigentlich eines der besonderen Merkmale einer Harley Davidson. Leider ist dieser mit der Einführung der EFI Einspritzanlage weitgehend verlorengegangen. Deshalb sinnen Harley Besitzer auf Abhilfe durch Neuprogrammierung der EFI.
Wie weit man es treiben kann zeigen folgende Video:
Eine 09 Nighttrain mit 560 rpm idle:
YouTube - 09night train Thunder MAX560rpm
Eine 08 Fatboy mit 650rpm:
YouTube - 08'FLSTF with ThunderMax 650rpm
Eine LEISE 08 FXDL mit 650rpm:
YouTube - 2008 FXDL thunderMAX idling sound
In Brasilien gibt es wohl ein Produkt namens Pigster Idle Control, dass den Leerlauf nach belieben manuell runtersetzten kann:
Rechtlicher Hinweis:
Interessanterweise konnte ich zu dem Thema, also ob die Leerlaufreduzierung schädlich für den Motor ist oder nicht, keine definitive Aussage bekommen. Jeder Händler, Kfz-Meister, Importeur (bzw. jeder, den man irgendwie haftbar machen könnte) weigert sich, dazu etwas definitives zu sagen, was über "ja nicht unter 950 RPM " hinausgeht.
Deshalb: Für alles, was in diesem Thread steht, übernehme ich keinerlei Verantwortung. Wenn jemand etwas ausprobiert, dann auf eigene Gefahr und Risiko. Ich übernehme keinerlei Haftung für die Richtigkeit der Information. Alle Informationen dienen nur zu akademischen Gründen und Studienzwecken.
Weitere Links:
Ein schöner und umfangreicher Thread zu diesem Thema findet sich unter:
Street Bob Forum • Thema anzeigen - POTATO-SOUND an der Bob
und auch
'Twin Cam 95" EFI Idle Speed : V-Twin Forum: Harley Davidson Forums
Manches, was ich hier schreibe, habe ich von dort "abgeschaut". Danke an die engagierten Autoren.
Die Verringerung der Drehzahl ist zum Beispiel mit Hilfe des TTS Mastertune kein grösseres Problem, es muss nur die entsprechende Tafel umgeschrieben werden. Die eventuell nötigen Anpassungen in der AFR Map bespreche ich später. Eines der Dokumente, die der deutsche TTS Mastertune Importeur Tom Reich erstellt hat, beschäftigt sich speziell mit dem Verringern der Leerlaufdrehzahl von EFI Harleys auf bis zu 800 rpm:
Meinungen:
Es werden in den geläufigen Harley Foren und auch bei Händlern regelmässig drei Gründe angeführt, warum man an den voreingestellten 1000 rpm für die Leerlaufdrehzahl nicht drehen soll:
1. Der Öldruck reicht nicht mehr aus, um die Köpfe zu schmieren
2. Die Ladespannung reicht nicht mehr aus, um die EFI und die Zündung ausreichend zu versorgen
3. Die niedrigen Drehzahlen zerstören durch ihr Hämmern die Gleitlager der Kurbelwellenlager.
4. Die Steuerkettenspanner werden bei niedriger Drehzahlen "zerpeitscht"
Zu Punkt 1 (Öldruck):
Die erste Massnahme, bevor man irgendwas an der EFI programmiert ist, den Motor und das Öl kühl zu halten. Denn ein Problem mit dem Öldruck gibt es nur, wenn man eine niedrige Drehzahl UND heisses Öl hat:
Eine beliebte Massnahme, die immer beschrieben wird und den Öldruck bei niedrigen Drehzahlen erhöhen soll, ist eine stärkere Öldruckfeder (Oil Pressure Spring). Es handelt sich dabei um:
Baisley Hi-Performance Oil Spring Product
Ich selber habe die Baisley LMR-2 Feder auch eingebaut, kostet ja nicht die Welt ($13). Diese Feder ist etwa 15% stärker als das Original (und präziser gefertigt). Damit wird das Öl-Überdruckventil später geöffnet, was den Öldruck erhöht. Das funktioniert aber nur, solange der Mindestdruck überhaupt erreicht wird, also nicht bei niedrigen Drehzahlen und heissem Öl. Vielmehr hilft diese Öldruckerhöhung bei ausreichender Drehzahl, das Aufpumpen der Hydrostössel zu beschleunigen. Das eliminiert das "Nähmaschinenrasseln" des Twincam. Für den Leerlauf spielt diese Feder also keine Rolle.
Eine ganz neue Ölpumpe, wie sie beispielsweise von den Firmen S&S oder Feuling vertrieben wird, lohnt sich nur bei Fahrzeugen, die bis Baujahr 06 produziert wurden. Ab dem Baujahr 06 wurden weithin neue und leistungsfähigere Ölpumpen in die Harley eingebaut (ausser Dyna06, das war wohl die erste Serie die aufgerüstet wurde). Bei dieser Gelegenheit wurden übrigens auch gleich stabilere Nockenwellenlager verbaut, die bis dahin immer ein Sorgenkind waren. Eine spezielle High-Performance Racingpumpe hat wegen des extraordinären Ölmenge, die gepumpt wird, eher negative Auswirkungen auf einen normalen Motor, da sie alles unkontrolliert "unter Öl" setzt. Das macht den Dichtungen zu schaffen und kostet Leistung.
Ein höherer Öldruck hat aber nicht nur Vorteile. Die Primärkettenspanner der Nockenwellenkette sind mittlerweile auch hydraulisch betrieben (auch ab BJ ´06). Es kann sein, dass ein höherer Öldruck auch zu einem höheren Verschleiss dieser Spanner führt. Deshalb sollte man darauf verstärkt achten, diese bei der Wartung zu kontrollieren. Der höhere Verschleiss wird nicht umwerfend sein, aber vorsicht ist besser...
Auch Harley selber senkt die Drehzahl auf unter 1000 rpm, nämlich wenn dem Motor zu heiss wird. Das System heist EITMS. Das Heat Management von Harley reduziert das Standgas von 1000 auf 950 rpm bei normaler Aussentemperatur, und von 950 auf 900 (und tiefer) bei hoher Aussentemperatur. Sollte die Drehzahl für die Batteriespannung nicht ausreichen, wird sie automatisch wieder erhöht (laut Werksangabe). Also wird gerade dann, wenn das Öl am heissesten ist, die Drehzahl auf unter 900 rpm abgesenkt. Das hatte ich mal im Stop&Go Verkehr an einem heissen Augusttag in Italien. Das kann also schonmal nicht schaden.
Ich selber fahre hin und wieder mit 750 rpm. Zum Beispiel wenn ich unfreiwillig mit zu hohem Gang in eine zu enge Alpenkurve fahre (oder einen Traktorfahrer vor mir erschrecken will...). Bisher hat die Ölkontrolle nicht gemeckert, und es gab auch keinen Fehlercode in der EFI.
Achtung: Man sollte sicherstellen, dass das verwendete Motoröl eine Mindest-Viskosität von 18,5 hat. Mehr ist besser.
Näheres unter:
Harley Werksangaben
Harley sagt dazu im Service Handbuch (Seite 3-8) meiner FLHRSI ´08:
Der normale Öldruck (Seite 3-15), für den die Maschine konstruiert wurde, bewegt sich zwischen 5-50 PSI (0,35-3,5 bar).
Bei Leerlaufbetrieb ist der normale Druck 9-12 PSI (0,6-0,8 bar).
Die Ventile der Kolbenkühlung öffnen bei 12-15PSI (0.7-1,0 bar).
Bei 2000 rpm (Seite 3-14) soll der Öldruck 30-38 PSI (2,0-2,6 bar) betragen.
Auf meiner alten Roadking gab es einen Öldruckmesser. Ich hatte nie feststellen können, dass der Öldruck übermässig bei sehr niedrigen Drehzahlen abfällt. Mein freundlicher Händler hat für mich mal mit einem Werkstatt Öldruckmesser nachgemessen:
Öldruck kalt/warm:
800 rpm 41psi/ 18psi
2000rpm 51psi/ 36psi
18psi entspricht 1.2 bar Öldruck bei warmen Motor und 800 rpm. Das ist laut Werksangaben mehr als genug Öldruck.
Wenn ich selber also bei 800 rpm einen Druck von 1,2 bar habe, dann habe ich noch mindestens 0,9 bar bei 650rpm. Das ist mehr als ausreichend, um das warmes Öl auch noch die 30 cm von unten nach oben zu den Ventilen zu pumpen. Das würde sogar langen, um das Öl fünf Meter hoch zu fördern.
Benutzer 2Zyl.Schlumpf (wohl ein 2-Rad Mechaniker?) gab zu diesem Thema zum Besten:
" Ein Lehrling von mir hat mal einen Ventildeckel abgeschraubt und den Motor laufen lassen um zu hören woher das Klappern kommt. Schau dir mal unsere Werkstattdecke an, dann weißt du was Öldruck ist.
Der Öldruck ist wichtig für Steuerkettenspanner, Hydrostößel, zur Kühlung der Kolbenböden und natürlich wichtig um genügend Druck zu haben um durch die Gleitlager gedrückt zu werden. Aber ob dein Motor nun mit 1100 Umdrehungen läuft oder mit 900, entscheidend ist deine Öldrucklampe bei heißem Motor. Flackert sie nicht ist es in Ordnung. Denn bei kaltem Öl ist schon die Anlasserdrehzahl ausreichend um die Lampe erlischen zu lassen. Also... Unsere Werkstattdecke ist 2.70 Meter hoch". Besser hätte ich es nicht formulieren können.
Der von mir sehr geschätzte User uli.g hat es so auf den Punkt gebracht:
LEERLAUFDREHZAHL - Twincam-Forum, das Harley-Forum von Harley-Fans fr Harley-Fans
"Aus Q=Ev x D x N/1000 errechnet sich die Fördermenge einer Gerotorpumpe
wobei
Q = Liefermenge [l/min]
Ev = Volumetric Efficiency [/] (~0-1
D = verdrängtes Volumen pro Umdrehung [cm³/min]
N = Drehzahl [1/min]
Da wird sofort ersichtlich, daß die Pumpe auch bei 700/min noch ca. 2/3 ihrer Förderleistung bei 1000/min hat (Förderstrom und Drehzahl der Gerotorpumpe verhalten sich proportional). Die letzten, die wirklich Öldruck brauchen, sind die Rollenlager der Kurbelwelle. Rollenlager, wie praktisch alle Wälzlager, sind mit Spritzöl zufrieden, Öldruck brauchen die keinen (es sei denn, das ganze System leckt und Öl kommt deswg. erst gar nicht bei den Lagern an. Das dürfte hier kaum der Fall sein, die Ölpumpe sitzt quasi auf Augenhöhe mit den Kurbelwellenlagern, nämlich auf dem Kurbelzapfen.
Öldruck, zum Überwinden von Förderwiderständen u. Förderhöhe, brauchen die Spritzdüsen zur Kühlung der Kolbenböden, die Hydros (zum Überwinden der Einbauhöhe zwischen Kurbelzapfen u. Schmieröffnung der Hydros, sowie zum Überwinden der Strömungswiderstände der kleinen Bohrungen in den Hydros) und die Kipphebellagerungen (Überwinden des Höhenunterschiedes).
...
Damit dürfte der Motor die niedrige Drehzahl locker überleben (ich kenne einige, die gerade eine längere Tour durch Amiland hinter sich haben und trotz "potato-potato"-Sound und niedrigst möglicher Drehzahl (Vergaserbestückt!, damit geht?s geht noch niedriger) keinerlei Probleme aufweisen.
Der Knackpunkt ist ziemlich sicher die Bordnetzspannung (wichtig für korrektes, zeitgenaues arbeiten der ECU), die nur bei ausreichend hoher Drehzahl durch die Lima gewährleistet ist. Bei den Versagermaschinen gibt?s keine ECU, die Standardzündung kümmert sich wenig um die Bordspannung, solange ausreichend Saft zum Zünden da ist (da kann das Scheinwerferlicht bereits flackern wie ?ne Kerze im Sturm)."
Der Weg des Öls:
Zuerst geht das Öl durch eine Bohrung in der (hohlen) Kurbelwelle zu der Schwungradscheibe, wandert dort drin durch einen kleinen Ölkanal hoch zu dem Pleuelzapfen. Dieser ist auch hohl und bildet so ein kleines Ölreservoir. Auf der Achse befinden sich 3 kleine Ölaustrittslöcher. Durch die 3 darüberliegenden Rollenlager hindurch spritzt das Öl in den Motorraum. Dieser Ölneben schmiert die Pleuellager, die Nockenwellenlager und die Kurbelwellenlager. Und es benetzt auch die Zylinderwände und sorgt damit für Schmierung der Kolben. Da braucht es nicht sehr viel Öldruck, insbesonderen weil die Rotation des Pleuellagers alleine schon wie eine kleine Zentrifuge für das Öl wirkt.
Das folgende Bild eines Pleuezapfens ist von einer EVO und dient nur zur Veranschaulichung. Der Originalzapfen der TwinCam ist zylindrisch und wird fest eingepresst. Da der TC Pleuelzapfen nicht als Ersatzteil lieferbar ist, habe ich leider auch kein Photo davon gefunden:
Die Kolbenkühlung:
Ein weiteres Argument ist, dass ein zu niedriger Öldruck im Standgas nicht ausreichen könnte, die Ventile zu öffnen, welche den Kolbenboden und den Kolbenrand von unten mit Öl bespritzen. Eine Kolbenkühlung wird normalerweise in Hochleistungsmotoren und aufgeladenen Motoren eingesetzt, um (wie der Name schon sagt) den Kolben zu kühlen. Schiffsdiesel haben den auch sehr oft ;-))
Porsche setzt diese Technik gerne in Fahrzeugen ein. Da der TwinCam (und der Evo) Motor von Porsche konstruiert wurde, wundert es nicht, dass wir auch eine Kolbenkühlung haben. Deshalb könnten wir wahrscheinlich sogar einen Bi-Turbo oder einen G60 Kompressor dranbauen: Die Kolbentemperatur hält wie 3-Wetter-Taft im Wirbelsturm. Aber das ist ja jetzt nicht da Thema.
Es spricht nichts dafür, dass eine fehlende Kolbenkühlung im Standgas irgendwelche negativen Einflüsse hat. Eher das Gegenteil ist der Fall. Die Kolbenkühlung wurde im zweiten Weltkrieg bei den Junkers Flugmotorenwerken erfunden, um bei hochbelasteten Motoren ab 5000 rpm die Kühlung zu gewährleisten. Sonst wären bei den Jagdflugzeug-Sternmotoren die Kolben weggeschmolzen.
Für Leerlaufgeschwindigkeit ist das "overpowered", wenn nicht gar schädlich. Es sind deshalb extra Ventile in die TwinCam Motoren eingebaut worden um zu verhindern, dass bei Standgas der Kolben gekühlt und damit zuviel Energie aus dem Brennraum entzogen wird.
Der Sensor für den Öldruck löst schon bei einem relativ geringen Öldruck aus (5PSI, 0,4 bar). Wenn also bei niedriger Drehzahl die Öldrucklampe nicht angeht, dann hat der Motor noch mindestens 0,5bar Öldruck. Das reicht dicke aus, um die Lager zu schmieren.
Fazit: Solange die Öldrucklampe nicht aufleuchtet, hat man genügend Öldruck, um den Motor im Standgas zu versorgen.
Zu Punkt 2 (Ladespannung):
Die Ladespannung soll nicht ausreichend sein. Da gibt es widersprüchliche Angaben. Ich tendiere, dieser Aussage von Benutzer BigX zu glauben:
"Bis zu einer Drehzahl von 830U/min. liegt bei meiner Bob eine Spannung von 14-14,2V an.
Bei niedrigeren Drehzahlen fängt auch die Spannung an zu sinken.
z.B. Bei 800U/min. sind´s nur noch 13,8-14V"
Diese Angaben konnte ich durch eigene Messungen bestätigen.
Bei einer Betriebsspannung über 13,2 Volt funktioniert die EFI nach Harley Angaben im Dauerbetrieb. Bei 12,7 V ist die Batterie voll geladen, alles darüber lädt auf jeden Fall auch den Akku. Was mir in den Sinn kommt: Wenn ich die Maschine Anlasse, dann zieht der Anlasser mächtig an der Batterie. Und die Bordspannung ist garantiert unter 12,7V. Und trotzdem startet noch alles. Und die EFI funktioniert offensichtlich einwandfrei. Sogar nach mehreren Startversuchen bei einer fast leeren Batterie. SOO bedeutsam können die 13,2V Mindestspannung also doch nicht sein...
Und auch wenn die Maschine überhaupt gar nicht im Leerlauf geladen würde (da kommt auch keine Fehlermeldung), kann man relativ lange auf der Batteriespannung rumdödeln, bevor man wieder etwas Gas geben muss. Die EFI soll rund 3A verbrauchen, das Fahrlicht vielleicht 5A. Eine halbvolle Harley Batterie hat immer noch 15AH Kapazität. Das reicht also für rund 3 Stunden prötteln mit Abblendlicht im Leerlauf. Und wer macht das schon?
Harley selber sagt, dass für den kontinuierlichen sicheren Betrieb der Bordelektronik eine Spannung von 12,8V notwendig ist.
Die EFI hat eine Schaltung eingebaut, welche die aktuelle Bordspannung präzise misst, und die Zeiten der Einspritzdüsen entsprechend anpasst. Diese Schaltung liefert unter 8V einen Fehlercode, der die EFI zum Abschalten bringt. Also über 8V sollte die Bordspannung auf jeden Fall sein.
Fazit: Die verfügbare Bordspannung reicht aus, sofern Lima, Regler und Batterie in Ordnung sind.
Zu Punkt 3 (Gleitlager):
Die Belastung der Gleitlager der Kurbelwelle soll bei niedrigen Drehzahlen zu hoch sein. Sie soll sozusagen "Einhämmern". Das ist eine Urban Legend (neudeutsch für Märchen).
Der G-Wert (Das Vielfache der Erdbeschleunigung) des Kolbens, den er am oberen bzw untreren Totpunkt hat, ist eine Funktion, die quadratisch mit der Drehzahl des Motors zunimmt. Und genau diese Kräfte des Kolbens am oberen und unteren Totpunkt sind es, welche die Lager belasten (bzw auf das Lager "einhämmern").
Fazit: Wenn man also die Leerlaufdrehzahl von 1100rpm auf 800rpm verringert, dann halbiert sich die Belastung der Lager.
Bauart der Gleitlager
Zunächst einmal hat die Kurbelwelle kein Gleitlager, sondern ein Rollenlager (wie ein Kugellager, nur mit Walzen). So ein Rollenlager ist an beiden Seiten offen wie ein Scheunentor und braucht nur minimalen Öldruck, um ausreichend geschmiert zu werden. Es "schwimmt" quasi immer in Öl. Und die Kurbelwellenlager wären genau das Bauteil, dass betroffen wäre.
Die unteren drei Pleuellager sind auch Rollenlager (Es sind die an der Schwungscheibe). Sie werden durch die 3 Bohrungen des Pleuelzapfens mit Öl versorgt. Nur die oberen Pleuellager (die am Kolben) sind Gleitlager, die aber gut durch das "heruntersabbernde" Öl der Kolbenböden geschmiert werden. Dafür gibt es extra Bohrungen in den Pleuel-Aufnahmen der Kolben.
Die Rollenlager sind deutlich überdimensioniert. Sie sind wesentlich stabiler als die der EVO Motoren. Sie haben keinerlei Probleme, die anfallende Belastung aufzunehmen. Bleiben als mögliches Sorgenkind nur die Gleitlager am Kolben. Die aber haben ihr Belastungsmaximum nicht im Standgas.
Die gesamte Kurbelwelle incl. Pleuel wird von Harley immer nur als ein Bauteil komplett verkauft, und nicht in Einzelteilen. Deshalb wissen viele auch nicht, dass das untere Pleuellager ein Rollenlager ist. Weil dieses Bauteil immer nach Werksspezifikationen gefertigt ist, haben die Pleuelager auch immer den idealen Sitz und minimale Toleranzen. Das sorgt dafür, dass die Kraftübertragung immer optimal und der Verschleiss minimal ist.
Vergleichen wir mal die beiden Fälle: 750rpm Standgas und 750rpm mit Belastung.
Zunächst der Standgasfall. Man muss sich vor Augen führen, dass wir einen 2-Zylinder V-Twin fahren. Dann wird folgendes deutlich: wenn der Bumpf kommt, der dafür sorgen soll dass das Lager sich "einhämmern" soll, dann ist das untere Pleuelager ganz unten. Aber genau dann sind es die Kolben gerade nicht. Sondern der eine zieht, und der andere drückt bereits wieder. Während also die Gesamtkraft, die den Bumpf erzeugt, genau nach unten zeigt und die Maschine schütteln lässt, weisen die Kräfte des Pleuellagers nicht nach unten, sondern schon zur Seite. Die Kraft, die auf die Pleuellager weist, ist also nicht senkrecht, und somit damit kleiner als die "Bumpfkraft".
Wenn es zu einem "einhämmern" kommen würde/müsste, dann hämmert unser Motor also genau da, wo die Pleuellager schon wieder am wegdrehen sind. Vergleichbar damit, dass wenn man eine Ball/Flummi nicht genau senkrecht auf den Boden donnert, er nicht die maximale Höhe beim Zurückspringen erreicht. Die "Hammerkraft" wird seitlich abgeleitet. Siehe auch folgende kleine Animation:
AnimatedPiston Animated Piston Twin Cam Engine Screensaver - Animated Motorcycle Engines
Jetzt die Fahrt in den Alpen unter Belastung bei 750 rpm.Die Gesamtkraft ist natürlich um ein vielfaches grösser. Ich gebe ja schliesslich Gas. Da drücken 100NM gegen eine Steigung und 600kg Maschinengewicht. Wenn der Kolben zündet, dann wirkt die (hohe) Kraft tangential auf die Kurbelwelle. Die Kurbelwelle leistet in diesem Fall natürlich massiven Widerstand, im Gegensatz zum Leerlauffall. Kurz danach ist Richtung des Pleuels und die Richtung des Kolbens in einer Linie. Die Belastung für die Lager ist maximal. Wenn überhaupt etwas "einhämmert", dann da. Das sollte man lieber nicht tun. Um die negativen Auswirkungen dieser Fahrweise abzumildern (die bei den neuen 6-Gang Getrieben immer häufiger auftritt), wurden Ruckdämpfer eingebaut.
Wieder zurück zum Leerlauf. Meine alte Fatboy Evo hatte sicher nicht die moderne Materialqualität. Von einer Shovel mal ganz zu schweigen. Allein schon die Legierung des TwinCam Motorblocks ist erheblich besser und haltbarer als die des EVO Motors. Und auch das Kurbelwellenlager selber ist von besserer Qualität. Es hat praktisch nie eine Beschwerde darüber gegeben, dass das Lager unterdimensioniert gewesen wäre. In der Industrie werden diese Lager auch eingesetzt, um Rüttlermotoren zu lagern. Manche Hersteller verkaufen sogenannte Timken-Wälzager für die Kurbelwelle (aber da auch nur für die linke Seite), wenn sie ein extremes Stroker-Monster bauen.
Der alte EVO Motor war weder ausbalanciert, noch in Gummi gelagert. Und nach 200 km Fahrt haben meine Hände nach dem Absteigen 10min lang gezittert, weil alle Vibrationen stahlhart in den Rahmen gehämmert wurden. Nix mit Gummilagerung und dem ganzen neumodischen Zeug. Gute alte Zeit eben. Trotzdem waren niedrige Leerlaufdrehzahlen kurz vor dem Exitus nie ein Thema für die Lager. Obwohl die Kolbenschläge ungedämpft in die Kurbelwellenlager abgeleitet wurden.
Im Leerlauf fliegen die Kolben ohne Belastung oder besonderen Druck "gemütlich" rauf und runter. Was anderes ist es halt, wenn man nur 750 rpm drauf hat und mit 600kg Gewicht dringend mit hohem Gang in einer Alpenkurve bergauf Vollgas geben muss. DAS belastet den Motor (und das Getriebe). Das sollte man also nicht so häufig machen. Klingt auch grauslich.
Wenn unser Motor Schwierigkeiten hätte, mit geringer Leerlaufdrehzahl ohne Belastung fertigzuwerden, dann würde er unter Vollgas, niedriger Drehzahl und 110Nm am Hinterrad einfach auseinanderfliegen. Ich denke, der TwinCam Motor läuft bei ausreichend Schmierung, Sprit und Kühlung auch im langsamen Leerlauf bis zum Sankt Nimmerleinstag.
Für die Qualität des Motors und der Bauteile spricht auch, dass die Roadking zum Dauertest-Sieger der Zeitschrift Motorrad gekürt wurde. Praktisch kein Verschleiss bei den Antriebslagern nach 50.000 km. So der Befund:
Dauertest-Abschlussbilanz Harley-Davidson Road King - Motorrad-Dauertests - MOTORRAD online
Fazit: Im Leerlauf hämmert sich kein Lager ein. Die Lagerschäden entstehen durch fahren bei sehr niedrigen Drehzahlen und unter hoher Last.
Zu Punkt 4 (Steuerkette):
Ein etwas exotisches Argument ist, dass bei Drehzahlen unter 750rpm die Steuerkette der Nockenwelle stark zu schwingen anfängt, und die Spanner "zerpeitscht" werden sollen.
Bei den neueren hydraulischen Spannern (ab 06) ist das sicher kein Thema mehr. Ob das für die Federbelasteten Spanner ein Problem ist, kann ich nicht abschliessend sagen. Ich glaube eher nicht, da der freie Weg der Kettenschwingung gering ist. Es findet keine "Peitschbewegung" statt. Das sollten die Spanner (auch wenn die Kette schwingen sollte) also locker abkönnen.
Ob die Kette wirklich schwingt, hängt von der Eigenfrequenz und den Frequenzen der Lastwechsel ab. Auch da sehe ich eher kein Problem. Mittlerweile habe ich einen durchsichtigen Nockenwellendeckel von Roland Sands montiert. Im Standgas kann ich gar kein Kettenschlackern sehen. Ist also auch nur eien Urban Legend.
Es bleibt aber der gute Rat, bei jeder Inspektion die beiden Kettenspanner prüfen zu lassen.
Fazit: Die Steuerkette schlackert nicht im Standgas.
Warum ist also der Leerlauf in der Werkseinstellung so "hoch"?
Und warum sagen fast alle "Fachleute" und Händler, dass der Leerlauf nie unter 950/900/800/750 RPM sein darf (je nachdem, wen man fragt)?
Aus der Pigster Anleitung entnehme ich folgende Aussagen, die vielleicht die objektivsten sind, aber auch nicht viel hergeben:
1. Bei kalter Maschine muss die Drehzahl erhöht sein, sonst säuft sie beim Anfahren ab.
2. Die Leerlaufdrehzahl sollte nicht auf Dauer unter 750rpm sein. Das entspricht auch der Empfehlung der Factory für TC88 Vergasermodelle.
3. Die Warnanzeige der Motorkontrolle kann während des Fahrens aufleuchten, wenn die Leerlaufdrehzahl unter 750rpm liegt (und man deshalb auch damit "fahren" kann).
Motorbetriebsmodus
In der ECU gibt es eine Motorvariable namens Motorbetriebsmodus (Engine Mode). Wenn der Motor schneller als 750rpm dreht, dann ist ist dieses Flag AN, darunter AUS.
Falls die Drehzahl unter 750rpm liegt (Motorbetriebsmodus AUS), geht die ECU davon aus, dass nicht der Motor dreht, sondern nur durch der Anlasser den Motor leer durchdreht. Dann wird bei der Zündungseinstellung der normale Anlass-Einstellvorgang durchgeführt.
Sollte dieses Signal auf Dauer AUS sein, dann ist die ECU verwirrt und gibt eine Warnmeldung aus.
Produkthaftung und Umweltauflagen
Was bleibt ist vielleicht nur die Produkthaftung, verbunden mit den strengen Umweltschutzauflagen in den USA. Bei niedrigen Drehzahlen kann es schon mal dazu kommen, dass sich die Maschine beim Anfahren verschluckt und stehenbleibt. Zumindest bei warmen Motor und nicht angepasster (magerer) Einstellung. Um das zu vermeiden, müsste man das Gemisch im Leerlauf arg anfetten und den Zündzeitpunkt zurückstellen, was konträr zu allen Abgasvorschriften ist.
Deshalb liegt wahrscheinlich die Leerlaufdrehzahl im sicheren (1000RPM) Bereich. Mit ausreichend Drehzahl fährt die Maschine immer sauber an, ohne zu ruckeln und ohne auszugehen. Das ist "kundenfreundlich", und wird auch von den Meinungsmachern (Zeitschriften) goutiert. Die sind ja eh meistens Reisbrenner mit hoher Drehzahl gewohnt, da fällt das nicht negativ auf.
Die Haftungsfrage spielt deshalb sicher die zentrale Rolle. Man wird als Hersteller in den USA schnell mal kräftig verklagt, wenn die Maschine an der Kreuzung einfach ausgeht und einen Unfall provoziert, nur weil die Leerlaufdrehzahl zu niedrig und das Gemisch zu dünn ist. Und wegen der Umweltauflagen kann die Factory die Einspritzmenge, die man bei niedrigen Drehzahlen benötigen würde, nicht liefern. Die "Pigster" Videos und das Video von ebi zeigen, dass auch eine extrem niedrige Leerlaufeinstellung bei genügend angepasstem Gemisch kein Problem ist.
Die Lamda Sonde ist da auch keine Hilfe. Bei ganz niedrigen Drehzahlen werden die Strömungsverhältnisse im Manifold katastrophal. Es ist dann nicht mehr klar, welcher Zylinder wirklich welche Spritmenge bekommt, da ständig schlagweise hin- und hergepumpt wird. Jede Messung der Lamda Sonde wird damit zum Glücksspiel. Die Lambda Sonde kann die notwendige Einspritzmenge in diesem Fall nicht feststellen. Lösen kann man das Problem nur im OpenLoop Betrieb, durch Angabe einer schön fetten AFR von13,8 abwärts.
Ein weiteres Indiz für die Produkthaftungs-Version ist, dass sogar die Tuning Module von HD, der SERT eine Sicherung haben, die das Absenken unter 800 rpm verhindert. Damit wird verhindert, dass ein "naiver Benutzer" "unwillentlich" und "ohne zu wissen, was er da tut" und sicher "nicht absichtlich" und nur durch einen "versehentlichen Knopfdruck" die Maschine zu einem "generell unsicheren Vehikel " gemacht hat, wodurch ihm ein massiver (finanzieller) Schaden entstanden ist, für den er "sicher gar nichts kann". Insbesonderen wenn es der Hersteller versäumt hat, dieses "Versehen" durch "bauliche Massnahmen" zu verhindern .
Da haben andere schon für einen fehlenden Warnhinweis auf Kaffeetassen, das der Kaffee heiss ist, Millionen abkassiert...
Mein Fazit:
Ich habe keinen objektiven Grund gefunden, warum ein TwinCam Motor nicht auch mit deutlich unter 800 RPM Leerlaufdrehzahl zuverlässig laufen kann.
Deshalb halte ich auf jeden Fall die von HD ermöglichten 800 RPM für absolut vertretbar. Und wenn der Abfall der Bordspannung nicht die Elektronik beeinflussen würde, dann könnte man auch noch wesentlich tiefer mit der Drehzahl. Das sagt auch die Factory, wenn auch indirekt.
Harley warnt in ihrem Service Manual nur aus einem Grund davor, unter 950rpm zugehen. Man befürchtet, dass die Spannung des Bordnetzes nicht mehr ausreichen könnte, die ECM, die Zündung und die Benzinpumpe zu betreiben:
"Insufficient idle speed may drain the battery in excessive idle situations,
resulting in insufficient voltage to the ECM, ignition coil
and fuel pump (which can result in a variety of operating
problems)."
Q.E.D.
Ansonsten schaltet der Harley Motor manchmal sogar selber auf 800rpm, und zwar wenn das Hitzeschutzprogram anspringt. Das passiert bei US-Bike bei einer Zylinderkopftemperatur von über 144°C, bei Internationalen Bikes bei über 168°C.
Technische Voraussetzungen
Bevor man die Drehzahl runter setzt sollte man sich klarmachen, dass in diesem Fall das Bike beim Anfahren einfach mal öfter ausgehen wird als sonst. Das liegt in der Natur der Sache. Drehzahlen unter 700rpm können bei manchen Bikes dazu führen, dass die Batterie nicht mehr geladen wird.
Niedrige Drehzahlen machen das Bike auch empfindlich für die Zündkerzen. Empfehlenswert ist also, einen neuen Satz Zündkerzen einzuschrauben (Champion 6R12) und dabei unbedingt den Elektrodenabstand zu kontrollieren. Er muss genau 1mm sein.
Obwohl der Öldruck auch bei niedrigen Drehzahlen noch durchaus genügt, empfehle ich den Einsatz von dickerem Öl. Ich nehme das gute und günstige Megol VS 10W-60: http://g-homeserver.com/harley-david...nklappern.html
Das dickere Öl erhöht den Öldruck bei niedrigen Drehzahlen und sorgt dafür, dass die Hydros schneller aufgepumpt werden. Wer noch seine Hydros rasseln hört wird feststellen, dass dieses Geräusch mit dem dickerem Öl verschwindet.
Die meisten Bikes vor BJ 2006 haben noch die 8° Einspritzdüsen (PN 27625-06). Diese sind bekannt für relativ schlechten Leerlauf. Wer eine 25° Düse drin hat (PN 27709-06A), ist auf der sicheren Seite. Zudem haben diese Bikes auch oft noch die alte Ölpumpe verbaut, die nicht so viel Druck aufbaut. Deshalb sollten diese Maschinen besser nicht unter 800rpm laufen: http://g-homeserver.com/harley-david...opfsensor.html
© 2010, Peter Viczena
Wie weit man es treiben kann zeigen folgende Video:
Eine 09 Nighttrain mit 560 rpm idle:
YouTube - 09night train Thunder MAX560rpm
Eine 08 Fatboy mit 650rpm:
YouTube - 08'FLSTF with ThunderMax 650rpm
Eine LEISE 08 FXDL mit 650rpm:
YouTube - 2008 FXDL thunderMAX idling sound
In Brasilien gibt es wohl ein Produkt namens Pigster Idle Control, dass den Leerlauf nach belieben manuell runtersetzten kann:
Rechtlicher Hinweis:
Interessanterweise konnte ich zu dem Thema, also ob die Leerlaufreduzierung schädlich für den Motor ist oder nicht, keine definitive Aussage bekommen. Jeder Händler, Kfz-Meister, Importeur (bzw. jeder, den man irgendwie haftbar machen könnte) weigert sich, dazu etwas definitives zu sagen, was über "ja nicht unter 950 RPM " hinausgeht.
Deshalb: Für alles, was in diesem Thread steht, übernehme ich keinerlei Verantwortung. Wenn jemand etwas ausprobiert, dann auf eigene Gefahr und Risiko. Ich übernehme keinerlei Haftung für die Richtigkeit der Information. Alle Informationen dienen nur zu akademischen Gründen und Studienzwecken.
Weitere Links:
Ein schöner und umfangreicher Thread zu diesem Thema findet sich unter:
Street Bob Forum • Thema anzeigen - POTATO-SOUND an der Bob
und auch
'Twin Cam 95" EFI Idle Speed : V-Twin Forum: Harley Davidson Forums
Manches, was ich hier schreibe, habe ich von dort "abgeschaut". Danke an die engagierten Autoren.
Die Verringerung der Drehzahl ist zum Beispiel mit Hilfe des TTS Mastertune kein grösseres Problem, es muss nur die entsprechende Tafel umgeschrieben werden. Die eventuell nötigen Anpassungen in der AFR Map bespreche ich später. Eines der Dokumente, die der deutsche TTS Mastertune Importeur Tom Reich erstellt hat, beschäftigt sich speziell mit dem Verringern der Leerlaufdrehzahl von EFI Harleys auf bis zu 800 rpm:
Meinungen:
Es werden in den geläufigen Harley Foren und auch bei Händlern regelmässig drei Gründe angeführt, warum man an den voreingestellten 1000 rpm für die Leerlaufdrehzahl nicht drehen soll:
1. Der Öldruck reicht nicht mehr aus, um die Köpfe zu schmieren
2. Die Ladespannung reicht nicht mehr aus, um die EFI und die Zündung ausreichend zu versorgen
3. Die niedrigen Drehzahlen zerstören durch ihr Hämmern die Gleitlager der Kurbelwellenlager.
4. Die Steuerkettenspanner werden bei niedriger Drehzahlen "zerpeitscht"
Zu Punkt 1 (Öldruck):
Die erste Massnahme, bevor man irgendwas an der EFI programmiert ist, den Motor und das Öl kühl zu halten. Denn ein Problem mit dem Öldruck gibt es nur, wenn man eine niedrige Drehzahl UND heisses Öl hat:
Eine beliebte Massnahme, die immer beschrieben wird und den Öldruck bei niedrigen Drehzahlen erhöhen soll, ist eine stärkere Öldruckfeder (Oil Pressure Spring). Es handelt sich dabei um:
Baisley Hi-Performance Oil Spring Product
Ich selber habe die Baisley LMR-2 Feder auch eingebaut, kostet ja nicht die Welt ($13). Diese Feder ist etwa 15% stärker als das Original (und präziser gefertigt). Damit wird das Öl-Überdruckventil später geöffnet, was den Öldruck erhöht. Das funktioniert aber nur, solange der Mindestdruck überhaupt erreicht wird, also nicht bei niedrigen Drehzahlen und heissem Öl. Vielmehr hilft diese Öldruckerhöhung bei ausreichender Drehzahl, das Aufpumpen der Hydrostössel zu beschleunigen. Das eliminiert das "Nähmaschinenrasseln" des Twincam. Für den Leerlauf spielt diese Feder also keine Rolle.
Eine ganz neue Ölpumpe, wie sie beispielsweise von den Firmen S&S oder Feuling vertrieben wird, lohnt sich nur bei Fahrzeugen, die bis Baujahr 06 produziert wurden. Ab dem Baujahr 06 wurden weithin neue und leistungsfähigere Ölpumpen in die Harley eingebaut (ausser Dyna06, das war wohl die erste Serie die aufgerüstet wurde). Bei dieser Gelegenheit wurden übrigens auch gleich stabilere Nockenwellenlager verbaut, die bis dahin immer ein Sorgenkind waren. Eine spezielle High-Performance Racingpumpe hat wegen des extraordinären Ölmenge, die gepumpt wird, eher negative Auswirkungen auf einen normalen Motor, da sie alles unkontrolliert "unter Öl" setzt. Das macht den Dichtungen zu schaffen und kostet Leistung.
Ein höherer Öldruck hat aber nicht nur Vorteile. Die Primärkettenspanner der Nockenwellenkette sind mittlerweile auch hydraulisch betrieben (auch ab BJ ´06). Es kann sein, dass ein höherer Öldruck auch zu einem höheren Verschleiss dieser Spanner führt. Deshalb sollte man darauf verstärkt achten, diese bei der Wartung zu kontrollieren. Der höhere Verschleiss wird nicht umwerfend sein, aber vorsicht ist besser...
Auch Harley selber senkt die Drehzahl auf unter 1000 rpm, nämlich wenn dem Motor zu heiss wird. Das System heist EITMS. Das Heat Management von Harley reduziert das Standgas von 1000 auf 950 rpm bei normaler Aussentemperatur, und von 950 auf 900 (und tiefer) bei hoher Aussentemperatur. Sollte die Drehzahl für die Batteriespannung nicht ausreichen, wird sie automatisch wieder erhöht (laut Werksangabe). Also wird gerade dann, wenn das Öl am heissesten ist, die Drehzahl auf unter 900 rpm abgesenkt. Das hatte ich mal im Stop&Go Verkehr an einem heissen Augusttag in Italien. Das kann also schonmal nicht schaden.
Ich selber fahre hin und wieder mit 750 rpm. Zum Beispiel wenn ich unfreiwillig mit zu hohem Gang in eine zu enge Alpenkurve fahre (oder einen Traktorfahrer vor mir erschrecken will...). Bisher hat die Ölkontrolle nicht gemeckert, und es gab auch keinen Fehlercode in der EFI.
Achtung: Man sollte sicherstellen, dass das verwendete Motoröl eine Mindest-Viskosität von 18,5 hat. Mehr ist besser.
Näheres unter:
Harley Werksangaben
Harley sagt dazu im Service Handbuch (Seite 3-8) meiner FLHRSI ´08:
Der normale Öldruck (Seite 3-15), für den die Maschine konstruiert wurde, bewegt sich zwischen 5-50 PSI (0,35-3,5 bar).
Bei Leerlaufbetrieb ist der normale Druck 9-12 PSI (0,6-0,8 bar).
Die Ventile der Kolbenkühlung öffnen bei 12-15PSI (0.7-1,0 bar).
Bei 2000 rpm (Seite 3-14) soll der Öldruck 30-38 PSI (2,0-2,6 bar) betragen.
Auf meiner alten Roadking gab es einen Öldruckmesser. Ich hatte nie feststellen können, dass der Öldruck übermässig bei sehr niedrigen Drehzahlen abfällt. Mein freundlicher Händler hat für mich mal mit einem Werkstatt Öldruckmesser nachgemessen:
Öldruck kalt/warm:
800 rpm 41psi/ 18psi
2000rpm 51psi/ 36psi
18psi entspricht 1.2 bar Öldruck bei warmen Motor und 800 rpm. Das ist laut Werksangaben mehr als genug Öldruck.
Wenn ich selber also bei 800 rpm einen Druck von 1,2 bar habe, dann habe ich noch mindestens 0,9 bar bei 650rpm. Das ist mehr als ausreichend, um das warmes Öl auch noch die 30 cm von unten nach oben zu den Ventilen zu pumpen. Das würde sogar langen, um das Öl fünf Meter hoch zu fördern.
Benutzer 2Zyl.Schlumpf (wohl ein 2-Rad Mechaniker?) gab zu diesem Thema zum Besten:
" Ein Lehrling von mir hat mal einen Ventildeckel abgeschraubt und den Motor laufen lassen um zu hören woher das Klappern kommt. Schau dir mal unsere Werkstattdecke an, dann weißt du was Öldruck ist.
Der Öldruck ist wichtig für Steuerkettenspanner, Hydrostößel, zur Kühlung der Kolbenböden und natürlich wichtig um genügend Druck zu haben um durch die Gleitlager gedrückt zu werden. Aber ob dein Motor nun mit 1100 Umdrehungen läuft oder mit 900, entscheidend ist deine Öldrucklampe bei heißem Motor. Flackert sie nicht ist es in Ordnung. Denn bei kaltem Öl ist schon die Anlasserdrehzahl ausreichend um die Lampe erlischen zu lassen. Also... Unsere Werkstattdecke ist 2.70 Meter hoch". Besser hätte ich es nicht formulieren können.
Der von mir sehr geschätzte User uli.g hat es so auf den Punkt gebracht:
LEERLAUFDREHZAHL - Twincam-Forum, das Harley-Forum von Harley-Fans fr Harley-Fans
"Aus Q=Ev x D x N/1000 errechnet sich die Fördermenge einer Gerotorpumpe
wobei
Q = Liefermenge [l/min]
Ev = Volumetric Efficiency [/] (~0-1
D = verdrängtes Volumen pro Umdrehung [cm³/min]
N = Drehzahl [1/min]
Da wird sofort ersichtlich, daß die Pumpe auch bei 700/min noch ca. 2/3 ihrer Förderleistung bei 1000/min hat (Förderstrom und Drehzahl der Gerotorpumpe verhalten sich proportional). Die letzten, die wirklich Öldruck brauchen, sind die Rollenlager der Kurbelwelle. Rollenlager, wie praktisch alle Wälzlager, sind mit Spritzöl zufrieden, Öldruck brauchen die keinen (es sei denn, das ganze System leckt und Öl kommt deswg. erst gar nicht bei den Lagern an. Das dürfte hier kaum der Fall sein, die Ölpumpe sitzt quasi auf Augenhöhe mit den Kurbelwellenlagern, nämlich auf dem Kurbelzapfen.
Öldruck, zum Überwinden von Förderwiderständen u. Förderhöhe, brauchen die Spritzdüsen zur Kühlung der Kolbenböden, die Hydros (zum Überwinden der Einbauhöhe zwischen Kurbelzapfen u. Schmieröffnung der Hydros, sowie zum Überwinden der Strömungswiderstände der kleinen Bohrungen in den Hydros) und die Kipphebellagerungen (Überwinden des Höhenunterschiedes).
...
Damit dürfte der Motor die niedrige Drehzahl locker überleben (ich kenne einige, die gerade eine längere Tour durch Amiland hinter sich haben und trotz "potato-potato"-Sound und niedrigst möglicher Drehzahl (Vergaserbestückt!, damit geht?s geht noch niedriger) keinerlei Probleme aufweisen.
Der Knackpunkt ist ziemlich sicher die Bordnetzspannung (wichtig für korrektes, zeitgenaues arbeiten der ECU), die nur bei ausreichend hoher Drehzahl durch die Lima gewährleistet ist. Bei den Versagermaschinen gibt?s keine ECU, die Standardzündung kümmert sich wenig um die Bordspannung, solange ausreichend Saft zum Zünden da ist (da kann das Scheinwerferlicht bereits flackern wie ?ne Kerze im Sturm)."
Der Weg des Öls:
Zuerst geht das Öl durch eine Bohrung in der (hohlen) Kurbelwelle zu der Schwungradscheibe, wandert dort drin durch einen kleinen Ölkanal hoch zu dem Pleuelzapfen. Dieser ist auch hohl und bildet so ein kleines Ölreservoir. Auf der Achse befinden sich 3 kleine Ölaustrittslöcher. Durch die 3 darüberliegenden Rollenlager hindurch spritzt das Öl in den Motorraum. Dieser Ölneben schmiert die Pleuellager, die Nockenwellenlager und die Kurbelwellenlager. Und es benetzt auch die Zylinderwände und sorgt damit für Schmierung der Kolben. Da braucht es nicht sehr viel Öldruck, insbesonderen weil die Rotation des Pleuellagers alleine schon wie eine kleine Zentrifuge für das Öl wirkt.
Das folgende Bild eines Pleuezapfens ist von einer EVO und dient nur zur Veranschaulichung. Der Originalzapfen der TwinCam ist zylindrisch und wird fest eingepresst. Da der TC Pleuelzapfen nicht als Ersatzteil lieferbar ist, habe ich leider auch kein Photo davon gefunden:
Die Kolbenkühlung:
Ein weiteres Argument ist, dass ein zu niedriger Öldruck im Standgas nicht ausreichen könnte, die Ventile zu öffnen, welche den Kolbenboden und den Kolbenrand von unten mit Öl bespritzen. Eine Kolbenkühlung wird normalerweise in Hochleistungsmotoren und aufgeladenen Motoren eingesetzt, um (wie der Name schon sagt) den Kolben zu kühlen. Schiffsdiesel haben den auch sehr oft ;-))
Porsche setzt diese Technik gerne in Fahrzeugen ein. Da der TwinCam (und der Evo) Motor von Porsche konstruiert wurde, wundert es nicht, dass wir auch eine Kolbenkühlung haben. Deshalb könnten wir wahrscheinlich sogar einen Bi-Turbo oder einen G60 Kompressor dranbauen: Die Kolbentemperatur hält wie 3-Wetter-Taft im Wirbelsturm. Aber das ist ja jetzt nicht da Thema.
Es spricht nichts dafür, dass eine fehlende Kolbenkühlung im Standgas irgendwelche negativen Einflüsse hat. Eher das Gegenteil ist der Fall. Die Kolbenkühlung wurde im zweiten Weltkrieg bei den Junkers Flugmotorenwerken erfunden, um bei hochbelasteten Motoren ab 5000 rpm die Kühlung zu gewährleisten. Sonst wären bei den Jagdflugzeug-Sternmotoren die Kolben weggeschmolzen.
Für Leerlaufgeschwindigkeit ist das "overpowered", wenn nicht gar schädlich. Es sind deshalb extra Ventile in die TwinCam Motoren eingebaut worden um zu verhindern, dass bei Standgas der Kolben gekühlt und damit zuviel Energie aus dem Brennraum entzogen wird.
Der Sensor für den Öldruck löst schon bei einem relativ geringen Öldruck aus (5PSI, 0,4 bar). Wenn also bei niedriger Drehzahl die Öldrucklampe nicht angeht, dann hat der Motor noch mindestens 0,5bar Öldruck. Das reicht dicke aus, um die Lager zu schmieren.
Fazit: Solange die Öldrucklampe nicht aufleuchtet, hat man genügend Öldruck, um den Motor im Standgas zu versorgen.
Zu Punkt 2 (Ladespannung):
Die Ladespannung soll nicht ausreichend sein. Da gibt es widersprüchliche Angaben. Ich tendiere, dieser Aussage von Benutzer BigX zu glauben:
"Bis zu einer Drehzahl von 830U/min. liegt bei meiner Bob eine Spannung von 14-14,2V an.
Bei niedrigeren Drehzahlen fängt auch die Spannung an zu sinken.
z.B. Bei 800U/min. sind´s nur noch 13,8-14V"
Diese Angaben konnte ich durch eigene Messungen bestätigen.
Bei einer Betriebsspannung über 13,2 Volt funktioniert die EFI nach Harley Angaben im Dauerbetrieb. Bei 12,7 V ist die Batterie voll geladen, alles darüber lädt auf jeden Fall auch den Akku. Was mir in den Sinn kommt: Wenn ich die Maschine Anlasse, dann zieht der Anlasser mächtig an der Batterie. Und die Bordspannung ist garantiert unter 12,7V. Und trotzdem startet noch alles. Und die EFI funktioniert offensichtlich einwandfrei. Sogar nach mehreren Startversuchen bei einer fast leeren Batterie. SOO bedeutsam können die 13,2V Mindestspannung also doch nicht sein...
Und auch wenn die Maschine überhaupt gar nicht im Leerlauf geladen würde (da kommt auch keine Fehlermeldung), kann man relativ lange auf der Batteriespannung rumdödeln, bevor man wieder etwas Gas geben muss. Die EFI soll rund 3A verbrauchen, das Fahrlicht vielleicht 5A. Eine halbvolle Harley Batterie hat immer noch 15AH Kapazität. Das reicht also für rund 3 Stunden prötteln mit Abblendlicht im Leerlauf. Und wer macht das schon?
Harley selber sagt, dass für den kontinuierlichen sicheren Betrieb der Bordelektronik eine Spannung von 12,8V notwendig ist.
Die EFI hat eine Schaltung eingebaut, welche die aktuelle Bordspannung präzise misst, und die Zeiten der Einspritzdüsen entsprechend anpasst. Diese Schaltung liefert unter 8V einen Fehlercode, der die EFI zum Abschalten bringt. Also über 8V sollte die Bordspannung auf jeden Fall sein.
Fazit: Die verfügbare Bordspannung reicht aus, sofern Lima, Regler und Batterie in Ordnung sind.
Zu Punkt 3 (Gleitlager):
Die Belastung der Gleitlager der Kurbelwelle soll bei niedrigen Drehzahlen zu hoch sein. Sie soll sozusagen "Einhämmern". Das ist eine Urban Legend (neudeutsch für Märchen).
Der G-Wert (Das Vielfache der Erdbeschleunigung) des Kolbens, den er am oberen bzw untreren Totpunkt hat, ist eine Funktion, die quadratisch mit der Drehzahl des Motors zunimmt. Und genau diese Kräfte des Kolbens am oberen und unteren Totpunkt sind es, welche die Lager belasten (bzw auf das Lager "einhämmern").
Fazit: Wenn man also die Leerlaufdrehzahl von 1100rpm auf 800rpm verringert, dann halbiert sich die Belastung der Lager.
Bauart der Gleitlager
Zunächst einmal hat die Kurbelwelle kein Gleitlager, sondern ein Rollenlager (wie ein Kugellager, nur mit Walzen). So ein Rollenlager ist an beiden Seiten offen wie ein Scheunentor und braucht nur minimalen Öldruck, um ausreichend geschmiert zu werden. Es "schwimmt" quasi immer in Öl. Und die Kurbelwellenlager wären genau das Bauteil, dass betroffen wäre.
Die unteren drei Pleuellager sind auch Rollenlager (Es sind die an der Schwungscheibe). Sie werden durch die 3 Bohrungen des Pleuelzapfens mit Öl versorgt. Nur die oberen Pleuellager (die am Kolben) sind Gleitlager, die aber gut durch das "heruntersabbernde" Öl der Kolbenböden geschmiert werden. Dafür gibt es extra Bohrungen in den Pleuel-Aufnahmen der Kolben.
Die Rollenlager sind deutlich überdimensioniert. Sie sind wesentlich stabiler als die der EVO Motoren. Sie haben keinerlei Probleme, die anfallende Belastung aufzunehmen. Bleiben als mögliches Sorgenkind nur die Gleitlager am Kolben. Die aber haben ihr Belastungsmaximum nicht im Standgas.
Die gesamte Kurbelwelle incl. Pleuel wird von Harley immer nur als ein Bauteil komplett verkauft, und nicht in Einzelteilen. Deshalb wissen viele auch nicht, dass das untere Pleuellager ein Rollenlager ist. Weil dieses Bauteil immer nach Werksspezifikationen gefertigt ist, haben die Pleuelager auch immer den idealen Sitz und minimale Toleranzen. Das sorgt dafür, dass die Kraftübertragung immer optimal und der Verschleiss minimal ist.
Vergleichen wir mal die beiden Fälle: 750rpm Standgas und 750rpm mit Belastung.
Zunächst der Standgasfall. Man muss sich vor Augen führen, dass wir einen 2-Zylinder V-Twin fahren. Dann wird folgendes deutlich: wenn der Bumpf kommt, der dafür sorgen soll dass das Lager sich "einhämmern" soll, dann ist das untere Pleuelager ganz unten. Aber genau dann sind es die Kolben gerade nicht. Sondern der eine zieht, und der andere drückt bereits wieder. Während also die Gesamtkraft, die den Bumpf erzeugt, genau nach unten zeigt und die Maschine schütteln lässt, weisen die Kräfte des Pleuellagers nicht nach unten, sondern schon zur Seite. Die Kraft, die auf die Pleuellager weist, ist also nicht senkrecht, und somit damit kleiner als die "Bumpfkraft".
Wenn es zu einem "einhämmern" kommen würde/müsste, dann hämmert unser Motor also genau da, wo die Pleuellager schon wieder am wegdrehen sind. Vergleichbar damit, dass wenn man eine Ball/Flummi nicht genau senkrecht auf den Boden donnert, er nicht die maximale Höhe beim Zurückspringen erreicht. Die "Hammerkraft" wird seitlich abgeleitet. Siehe auch folgende kleine Animation:
AnimatedPiston Animated Piston Twin Cam Engine Screensaver - Animated Motorcycle Engines
Jetzt die Fahrt in den Alpen unter Belastung bei 750 rpm.Die Gesamtkraft ist natürlich um ein vielfaches grösser. Ich gebe ja schliesslich Gas. Da drücken 100NM gegen eine Steigung und 600kg Maschinengewicht. Wenn der Kolben zündet, dann wirkt die (hohe) Kraft tangential auf die Kurbelwelle. Die Kurbelwelle leistet in diesem Fall natürlich massiven Widerstand, im Gegensatz zum Leerlauffall. Kurz danach ist Richtung des Pleuels und die Richtung des Kolbens in einer Linie. Die Belastung für die Lager ist maximal. Wenn überhaupt etwas "einhämmert", dann da. Das sollte man lieber nicht tun. Um die negativen Auswirkungen dieser Fahrweise abzumildern (die bei den neuen 6-Gang Getrieben immer häufiger auftritt), wurden Ruckdämpfer eingebaut.
Wieder zurück zum Leerlauf. Meine alte Fatboy Evo hatte sicher nicht die moderne Materialqualität. Von einer Shovel mal ganz zu schweigen. Allein schon die Legierung des TwinCam Motorblocks ist erheblich besser und haltbarer als die des EVO Motors. Und auch das Kurbelwellenlager selber ist von besserer Qualität. Es hat praktisch nie eine Beschwerde darüber gegeben, dass das Lager unterdimensioniert gewesen wäre. In der Industrie werden diese Lager auch eingesetzt, um Rüttlermotoren zu lagern. Manche Hersteller verkaufen sogenannte Timken-Wälzager für die Kurbelwelle (aber da auch nur für die linke Seite), wenn sie ein extremes Stroker-Monster bauen.
Der alte EVO Motor war weder ausbalanciert, noch in Gummi gelagert. Und nach 200 km Fahrt haben meine Hände nach dem Absteigen 10min lang gezittert, weil alle Vibrationen stahlhart in den Rahmen gehämmert wurden. Nix mit Gummilagerung und dem ganzen neumodischen Zeug. Gute alte Zeit eben. Trotzdem waren niedrige Leerlaufdrehzahlen kurz vor dem Exitus nie ein Thema für die Lager. Obwohl die Kolbenschläge ungedämpft in die Kurbelwellenlager abgeleitet wurden.
Im Leerlauf fliegen die Kolben ohne Belastung oder besonderen Druck "gemütlich" rauf und runter. Was anderes ist es halt, wenn man nur 750 rpm drauf hat und mit 600kg Gewicht dringend mit hohem Gang in einer Alpenkurve bergauf Vollgas geben muss. DAS belastet den Motor (und das Getriebe). Das sollte man also nicht so häufig machen. Klingt auch grauslich.
Wenn unser Motor Schwierigkeiten hätte, mit geringer Leerlaufdrehzahl ohne Belastung fertigzuwerden, dann würde er unter Vollgas, niedriger Drehzahl und 110Nm am Hinterrad einfach auseinanderfliegen. Ich denke, der TwinCam Motor läuft bei ausreichend Schmierung, Sprit und Kühlung auch im langsamen Leerlauf bis zum Sankt Nimmerleinstag.
Für die Qualität des Motors und der Bauteile spricht auch, dass die Roadking zum Dauertest-Sieger der Zeitschrift Motorrad gekürt wurde. Praktisch kein Verschleiss bei den Antriebslagern nach 50.000 km. So der Befund:
Dauertest-Abschlussbilanz Harley-Davidson Road King - Motorrad-Dauertests - MOTORRAD online
Fazit: Im Leerlauf hämmert sich kein Lager ein. Die Lagerschäden entstehen durch fahren bei sehr niedrigen Drehzahlen und unter hoher Last.
Zu Punkt 4 (Steuerkette):
Ein etwas exotisches Argument ist, dass bei Drehzahlen unter 750rpm die Steuerkette der Nockenwelle stark zu schwingen anfängt, und die Spanner "zerpeitscht" werden sollen.
Bei den neueren hydraulischen Spannern (ab 06) ist das sicher kein Thema mehr. Ob das für die Federbelasteten Spanner ein Problem ist, kann ich nicht abschliessend sagen. Ich glaube eher nicht, da der freie Weg der Kettenschwingung gering ist. Es findet keine "Peitschbewegung" statt. Das sollten die Spanner (auch wenn die Kette schwingen sollte) also locker abkönnen.
Ob die Kette wirklich schwingt, hängt von der Eigenfrequenz und den Frequenzen der Lastwechsel ab. Auch da sehe ich eher kein Problem. Mittlerweile habe ich einen durchsichtigen Nockenwellendeckel von Roland Sands montiert. Im Standgas kann ich gar kein Kettenschlackern sehen. Ist also auch nur eien Urban Legend.
Es bleibt aber der gute Rat, bei jeder Inspektion die beiden Kettenspanner prüfen zu lassen.
Fazit: Die Steuerkette schlackert nicht im Standgas.
Warum ist also der Leerlauf in der Werkseinstellung so "hoch"?
Und warum sagen fast alle "Fachleute" und Händler, dass der Leerlauf nie unter 950/900/800/750 RPM sein darf (je nachdem, wen man fragt)?
Aus der Pigster Anleitung entnehme ich folgende Aussagen, die vielleicht die objektivsten sind, aber auch nicht viel hergeben:
1. Bei kalter Maschine muss die Drehzahl erhöht sein, sonst säuft sie beim Anfahren ab.
2. Die Leerlaufdrehzahl sollte nicht auf Dauer unter 750rpm sein. Das entspricht auch der Empfehlung der Factory für TC88 Vergasermodelle.
3. Die Warnanzeige der Motorkontrolle kann während des Fahrens aufleuchten, wenn die Leerlaufdrehzahl unter 750rpm liegt (und man deshalb auch damit "fahren" kann).
Motorbetriebsmodus
In der ECU gibt es eine Motorvariable namens Motorbetriebsmodus (Engine Mode). Wenn der Motor schneller als 750rpm dreht, dann ist ist dieses Flag AN, darunter AUS.
Falls die Drehzahl unter 750rpm liegt (Motorbetriebsmodus AUS), geht die ECU davon aus, dass nicht der Motor dreht, sondern nur durch der Anlasser den Motor leer durchdreht. Dann wird bei der Zündungseinstellung der normale Anlass-Einstellvorgang durchgeführt.
Sollte dieses Signal auf Dauer AUS sein, dann ist die ECU verwirrt und gibt eine Warnmeldung aus.
Produkthaftung und Umweltauflagen
Was bleibt ist vielleicht nur die Produkthaftung, verbunden mit den strengen Umweltschutzauflagen in den USA. Bei niedrigen Drehzahlen kann es schon mal dazu kommen, dass sich die Maschine beim Anfahren verschluckt und stehenbleibt. Zumindest bei warmen Motor und nicht angepasster (magerer) Einstellung. Um das zu vermeiden, müsste man das Gemisch im Leerlauf arg anfetten und den Zündzeitpunkt zurückstellen, was konträr zu allen Abgasvorschriften ist.
Deshalb liegt wahrscheinlich die Leerlaufdrehzahl im sicheren (1000RPM) Bereich. Mit ausreichend Drehzahl fährt die Maschine immer sauber an, ohne zu ruckeln und ohne auszugehen. Das ist "kundenfreundlich", und wird auch von den Meinungsmachern (Zeitschriften) goutiert. Die sind ja eh meistens Reisbrenner mit hoher Drehzahl gewohnt, da fällt das nicht negativ auf.
Die Haftungsfrage spielt deshalb sicher die zentrale Rolle. Man wird als Hersteller in den USA schnell mal kräftig verklagt, wenn die Maschine an der Kreuzung einfach ausgeht und einen Unfall provoziert, nur weil die Leerlaufdrehzahl zu niedrig und das Gemisch zu dünn ist. Und wegen der Umweltauflagen kann die Factory die Einspritzmenge, die man bei niedrigen Drehzahlen benötigen würde, nicht liefern. Die "Pigster" Videos und das Video von ebi zeigen, dass auch eine extrem niedrige Leerlaufeinstellung bei genügend angepasstem Gemisch kein Problem ist.
Die Lamda Sonde ist da auch keine Hilfe. Bei ganz niedrigen Drehzahlen werden die Strömungsverhältnisse im Manifold katastrophal. Es ist dann nicht mehr klar, welcher Zylinder wirklich welche Spritmenge bekommt, da ständig schlagweise hin- und hergepumpt wird. Jede Messung der Lamda Sonde wird damit zum Glücksspiel. Die Lambda Sonde kann die notwendige Einspritzmenge in diesem Fall nicht feststellen. Lösen kann man das Problem nur im OpenLoop Betrieb, durch Angabe einer schön fetten AFR von13,8 abwärts.
Ein weiteres Indiz für die Produkthaftungs-Version ist, dass sogar die Tuning Module von HD, der SERT eine Sicherung haben, die das Absenken unter 800 rpm verhindert. Damit wird verhindert, dass ein "naiver Benutzer" "unwillentlich" und "ohne zu wissen, was er da tut" und sicher "nicht absichtlich" und nur durch einen "versehentlichen Knopfdruck" die Maschine zu einem "generell unsicheren Vehikel " gemacht hat, wodurch ihm ein massiver (finanzieller) Schaden entstanden ist, für den er "sicher gar nichts kann". Insbesonderen wenn es der Hersteller versäumt hat, dieses "Versehen" durch "bauliche Massnahmen" zu verhindern .
Da haben andere schon für einen fehlenden Warnhinweis auf Kaffeetassen, das der Kaffee heiss ist, Millionen abkassiert...
Mein Fazit:
Ich habe keinen objektiven Grund gefunden, warum ein TwinCam Motor nicht auch mit deutlich unter 800 RPM Leerlaufdrehzahl zuverlässig laufen kann.
Deshalb halte ich auf jeden Fall die von HD ermöglichten 800 RPM für absolut vertretbar. Und wenn der Abfall der Bordspannung nicht die Elektronik beeinflussen würde, dann könnte man auch noch wesentlich tiefer mit der Drehzahl. Das sagt auch die Factory, wenn auch indirekt.
Harley warnt in ihrem Service Manual nur aus einem Grund davor, unter 950rpm zugehen. Man befürchtet, dass die Spannung des Bordnetzes nicht mehr ausreichen könnte, die ECM, die Zündung und die Benzinpumpe zu betreiben:
"Insufficient idle speed may drain the battery in excessive idle situations,
resulting in insufficient voltage to the ECM, ignition coil
and fuel pump (which can result in a variety of operating
problems)."
Q.E.D.
Ansonsten schaltet der Harley Motor manchmal sogar selber auf 800rpm, und zwar wenn das Hitzeschutzprogram anspringt. Das passiert bei US-Bike bei einer Zylinderkopftemperatur von über 144°C, bei Internationalen Bikes bei über 168°C.
Technische Voraussetzungen
Bevor man die Drehzahl runter setzt sollte man sich klarmachen, dass in diesem Fall das Bike beim Anfahren einfach mal öfter ausgehen wird als sonst. Das liegt in der Natur der Sache. Drehzahlen unter 700rpm können bei manchen Bikes dazu führen, dass die Batterie nicht mehr geladen wird.
Niedrige Drehzahlen machen das Bike auch empfindlich für die Zündkerzen. Empfehlenswert ist also, einen neuen Satz Zündkerzen einzuschrauben (Champion 6R12) und dabei unbedingt den Elektrodenabstand zu kontrollieren. Er muss genau 1mm sein.
Obwohl der Öldruck auch bei niedrigen Drehzahlen noch durchaus genügt, empfehle ich den Einsatz von dickerem Öl. Ich nehme das gute und günstige Megol VS 10W-60: http://g-homeserver.com/harley-david...nklappern.html
Das dickere Öl erhöht den Öldruck bei niedrigen Drehzahlen und sorgt dafür, dass die Hydros schneller aufgepumpt werden. Wer noch seine Hydros rasseln hört wird feststellen, dass dieses Geräusch mit dem dickerem Öl verschwindet.
Die meisten Bikes vor BJ 2006 haben noch die 8° Einspritzdüsen (PN 27625-06). Diese sind bekannt für relativ schlechten Leerlauf. Wer eine 25° Düse drin hat (PN 27709-06A), ist auf der sicheren Seite. Zudem haben diese Bikes auch oft noch die alte Ölpumpe verbaut, die nicht so viel Druck aufbaut. Deshalb sollten diese Maschinen besser nicht unter 800rpm laufen: http://g-homeserver.com/harley-david...opfsensor.html
© 2010, Peter Viczena
Angehängte Dateien
hatte in den frühen neunziger Jahren eine gute alte Shovel, die ich dann allerdings wegen $$€€-Mangel (eigentlich D-Mark-Mangel) verkaufen musste. Lange kein Moped gefahren, jetzt in diesem Jahr hab ich mir eine Fatty zugelegt und bin echt begeistert, das einzige und zwar wirklich das einzige was mich stört ist die hohe idle-Drehzahl....das war bei einer Shovel anders 
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