Moin, Gemeinde!
Jetzt ist alles soweit realisiert, dass ich meine Überlegungen und deren Umsetzung zum Projekt SS228 (Frei nach Arthur Francis: "Das Manhattan Projekt") gerne teilen möchte:
Vorweg:
Alle verfügbaren Überlegungen, technische Details und Ergebnisse stehen hier zur Verfügung. Mit diesem erst einmal zu Ende gedachten Motor sollen aber natürlich nur Anregungen gegeben werden. Er basiert auf persönlichen Präferenzen und subjektiven Erfahrungen. Vielleicht wird ja mal ein kommerziell tragbares, dabei optisch unauffälliges, GS/SS p&p Kit entwickelt? (Immerhin lädt kein anderer seriengefertigter Block von Haus aus so zum (reversiblen) Stecktuning ein, wie dieser mit seinen Wandstärken, Bohrungen, Lagern und Dichtungen).
Wichtig: Es handelt sich bei diesem Projekt eher um eine Machbarkeitsstudie, mit auf Kosten/Nutzen-Analysen basiertem Kalkül hat das wenig zu tun. Es zählt das Resultat. Und auch, wenn man bedenkt, was andere (mit anderen Motorentypen und anderen Zielsetzungen) bei weniger Einsatz an relativer Mehreistung herausbekommen, ist m.M.n. dieser Prototyp im Rahmen der hier gegebenen Zielsetzung als voller Erfolg zu bezeichnen!
Philosophie:
Erster Grundgedanke war die natürliche Weiterführung der GS/SS-Philosophie in ihrer logischen Konsequenz (Werks-Racer -> GS150 -> GS160 -> SS180 / -> ? ). Die Ingenieure argumentierten bei der Ablösung des Direktansaugers damit, dass das scheinbar "alte" Konzept noch lange nicht ausgereizt wäre (die Zeit sollte ihnen Recht geben, Zweitakt-Motoren mit kolbengesteuertem Einlass wurden vor allem von den Japanern noch lange und sehr umfassend weiterentwickelt und sind deshalb vereinzelt bis heute in aktueller Produktion). Auch die erlebten subjektiven Qualitäten ("Kernigkeit", Sound, Ansprechverhalten etc.) waren bei Piaggio damals ein zentraler Streitpunkt! Leider brach nach dem guten Verkaufsstart der SS180 bald der Absatz ein, deswegen wurde in der Forschung fortan auf den Drehschieber gesetzt. Das war dann also das Ende der grossen Sport-Modelle. Aber was wäre gewesen, wenn...?
Kurzum: Dieser Motor sollte auf dem Stand von '67/'68 die technischen Möglichkeiten der Ingenieure und die Ideale der Tuner sinnvoll vereinen. Nicht für eine hypothetische Serienproduktion, sondern um zu beweisen, was die Ingenieure eigentlich meinten, als sie sagten, dass noch sehr viel Potential im SS-Motor steckte.
Daher die erste Frage: Welche Weiterentwicklungen des direkgesaugten SS-Motors hätte man damals bei Piaggio als sinnvoll angesehen? Die Rally zeigt es: Mehr Leistung bei geringerem Verbrauch (und sei es nur beim Motoröl). Damit also das erste Kriterium.
Es ging bei diesem Projekt schnell aber wie erwähnt ausserdem darum, neben den Piaggio-Ingenieuren auch die privaten und semi-/ kommerziellen Tuner (z.B. Arthur Francis mit seiner theoretisch ausgereiften, aber nie realisierten, SS250, 1967) zu bestätigen, die teilweise einfach an den damals verfügbaren, aber letztlich ungeeigneten, Materialien gescheitert sind (Tuning erfordert nunmal Tuning-Komponenten und nicht einfach nur Teile mit denrichtigen Abmessungen). Das erste vollwertige Kit für Vespa brachte Pinasco ja erst Jahre später mit dem DV-GS-Zylinder für die GTR, also schon Drehschieber, auf den Markt. Bis dahin wurde, mit viel Know-How und teils auch mit beachtlichem Erfolg, bestmöglich zusammengeschustert, was z.B. Montesa und Bultaco an leidlich brauchbaren Teilen hergaben.
Außerdem waren modernere theoretische Erkenntnisse um die Zeitquerschnitte (Yamaha, 1971) bei diesem Projekt ein willkommener Bonus, obwohl sie eigentlich etwas aus der Zeit fallen. Ich sehe sie trotzdem als zeitgerecht an, weil sie einfach in Formeln fassten, was Ingenieure und Tuner durch Versuche erreichen wollten und mussten. Der moderne Tourentopf lag dagegen schon damals in greifbarer Nähe, der (Lammy-) AF Clubman war ja bereits 15 Jahre vor der T5-Anlage frei erhältlich.
Zum Projekt:
Ausgangspunkt war ein passend zerstörter SS180 Motor, es kam nicht infrage, "einen guten" irreversibel umzubauen. Nach langer Suche fand sich ein Exemplar, bei dem "verschwundene" Kolbenringe scheinbar immer nur ersetzt worden sind, mit buchstäblich gravierenden Folgen für alle zu bearbeitenden Komponenten.
Zunächst wurde das alte Gekritzel aus der Schublade gekramt um einen erprobten Plan zu revitalisieren, den Klassiker "SS mit Pinasco DV 213". Ein entsprechender NOS-Pinasco lag bereit. (Edit 09/19: Der Pinasco 9-Port sowie die direkt gesaugten Alternativen für Rally und PX aus gleichem Hause waren noch nicht auf dem Markt und hätten bei der gegebenen Zielsetzung aus verschiedenen Gründen auch keine wesentlich bessere Alternative dargestellt).
Wie bei jedem Projekt galt es, die Rahmenbedingungen abzustecken um innerhalb dieser Begrenzungen das Maximum zu realisieren. Im Dialog mit @wladimir und @Dr. Arzt (Danke, Jungs!) über das technisch Mögliche haben sich dann folgende Bedingungen herauskristallisiert:
Realistische Zielsetzung:
ca. doppelte Leistung bei:
-Beibehaltung der SS180-Motorcharakteristik (betont elastischer Allrounder mit Sport-, City- und Tourenqualitäten, ausgesprochen drehmomentstark, zivile Nenndrehzahl, üppiges Ansprechverhalten und gewohnt ausreichende Reserven im Teil-/Vollast-Bereich). Alles gleichmäßig gesteigert. (Notgedrungen führte die Verwendung moderner Komponenten zu einer kultivierteren, also gefühlt etwas weniger sportlich-rauhen, Laufcharakteristik, zum einen durch den Membraneinlass, zum anderen durch die geänderten bewegten Massen, das effektivere Spülbild, etc.)
-originalem Erscheinungsbild (Streetsleeper, möglichst nah am Ori-Sound)
-vernünftigem Verbrauch (wirtschaftlicher Betrieb im Sport und Alltag wie auf Reisen)
-Robustheit (absolute Alltags- und Tourentauglichkeit für sehr lange Zeit).
Die Komponenten:
Moderner Allrounder-Zylinder: (Layout, Zeitquerschnitte; siehe Einleitung)
62er Langhubwelle (Für KoDi-/FuDi Spielereien, mit Hauptaugenmerk auf bärigem Drehmoment von unten heraus. Momentan mit 1,5mm FuDi und 2,0mm + 1,0mm KoDi (=kräftiges (!) Drehmoment aus dem Drehzahlkeller sowie für entspannte Landstraßen-Touren, gemäß der Original-Charakteristik. Anzumerken ist hierbei, dass sich mit dieser KoDi-lastigen Combo Steuerzeiten wie bei Malossi Alt mit FuDi ergeben, also ein schön ausdrehender Motor in dem das Gemisch ordentlich lange in den Brennraum strömen kann. Damit sollten die gewünschten Allrounder-Qualitäten bedient sein) Angedacht war ursprünglich eine 64er Welle, aber diese ließ sich aufgrund der Zylinderfussaufnahme nicht realisieren. Außerdem hätte dies noch weitreichendere Arbeiten mit sich gezogen, der Zylinder hätte am Kopfende noch aufgeschweißt und entsprechend nachgearbeitet werden müssen, damit die Ringe in der Laufbahn bleiben. Also die 62er.
Membraneinlass (für gutes Drehmoment im gesamten, insbesondere aber im unteren, Drehzahlbereich (Für Sport-/Gelände-Betrieb) durch asymmetrische Steuerzeiten: Einlass öffnet normal früh, aber schließt durch den Überdruck im Zylinder auch früh, dadurch geringere Leistungsverluste als bei der normalen Schlitzsteuerung)
Passender, moderner Allrounder-Auspuff: (Optisch relativ unauffälliger Reso-Topf um das Gesamtkonzept abzurunden)
Die Umsetzung der Theorie:
Weil neben dem Vollzeit-Job auch ein Vollzeit-Studium anlag, war letztes Jahr an die zeitnahe Umsetzung dieses Projektes nicht zu denken, also sind alle Ideen und Teile kurzerhand zum Fachbetrieb meines Vertrauens nach Koblenz gegangen. Andi hat sich dann nach gründlicher Vorabsprache an die Optimierung und Realisierung dieses Prototypen gemacht.
Zylinder-Kit:
Zuallererst wurden wir uns einig, den Pinasco DV aus dem Projekt zu streichen, da er diesen ja SI27/23-Ori-Vergaser-gerecht umschweissen sollte (Stichwort: originales Erscheinungsbild). Auch weitere Anpassungen (Zylinderfussaufnahme, Stehbolzen) wären bei moderneren PX-tauglichen Tuning-Kits die gleichen, also wurde durch entsprechende Steuerzeiten-Berechnungen schnell eine zum Projekt passende Alternative gefunden: der Malossi Sport, das moderne Layout würde zwar nicht voll ausgenutzt, aber der Aufwand wäre auch nicht viel anders und die Bandbreite würde durch die noch grösseren Querschnitte weiter profitieren.
Original - Pinasco DV - Malossi Sport:
Der damals erhältliche Malossi Sport 2013 hatte sich durch guten Absatz bereits einen guten Ruf als eierlegende Wollmilchsau unter den Tourenzylindern erarbeitet. Perfekt! Wenn man mal davon absieht, dass er keinen Kolbenkanteneinlass hat...
Also wurde geflext, geschweißt, gefräst, gebohrt, gehont und neu beschichtet (Bilder unten vor Beschichtung) bis alles für die Malossi VL10 Flachmembrane gepasst hat:
Beachtenswert ist hierbei die individuelle Strömungsoptimierung an den einzelnen Kanälen (1. Bild ^): Die Membran öffnet normal, die Plättchen werden also geschont und das Frischgas fliesst gleichmässig.
Ansonsten ist der Sport bis auf auf etwas Blueprinting soweit unbearbeitet, der Auslass hat z.B. noch seine originalen 54% an der Sehne. Am Einlass hätte man wegen des begrenzten Durchsatzes der Membrane allenfalls theoretisch auch noch etwas rumspielen können, weil es bei der Zylindermembran (im Gegensatz zur normalen Schlitzsteuerung) ja nicht mehr ins Gewicht fällt, ob er den Überströmern ins Gehege kommt. Aber das wäre also sinnlos gewesen, da der Durchsatz durch die Wahl dieser Membrane ja vorbestimmt und entsprechend limitiert ist. Dazu kommt, dass die Steuerzeiten (VA 26,5) auch schon jetzt nahezu perfekt zum SIP Road (von Haus aus optimiert für VA 25-30) passen.
Vergaser und Membran:
Der SI ist soweit Original, also nicht aufgebohrt. Ein Polyamid-Distanzstück (statt des Bakelit-Spacers) wurde nach thermischen Eigenschaften als Hitze-Barriere zum Zyli ausgesucht und spezialgefertigt. Die Bedüsung ist im Moment stimmig mit HLKD 160 (wie original), BE3 (original BE2) und HD130 (original 120). An der ND (original 50/100) wird für die SS-typische Bärigkeit von ganz unten noch gespielt. Auch die Weiterführung der gewohnt potenten und sonoren Beschleunigung aus der Kurve heraus ist hierbei natürlich ein Muss.
Grundlegende Gedanken zur VL10 Flachmembran in diesem Projekt : Vergleiche mit unterschiedlichen Serienproduktionen ergeben folgendes Resultat: die Gesamtfläche der Membrane beim für dieses Projekt gewählte Road Racer-Profil bis 10.000 1/min (z.B. TZR250) entspricht laut eigener Recherche immer in etwa 3,5 x der Vergaserfläche. Der serienmässige 27/23 gilt als 27er, weil im unteren Trakt die 27er- Gemischmenge nach der Emulsionszufuhr einfach viel geringer entschleunigt wird (Venturieffekt, eigentlich gedacht zur besseren Zerstäubung des Gemisches bei gleichzeitiger Verminderung des Blowbacks). Der Durchlass entspricht also 27/27. Nebenbei ist dieser Venturi-Effekt, zumindest in der Theorie, gerade auch optimal für den raschen Durchfluss beim brachialen Aufreissen der Membrane durch den vorher aufgebauten grossen Unterdruck im KuWe-Gehäuse. Die Abstimmung der Membrane auf den Vergaser sieht in diesem Fall wie folgt aus: Die im Ideal angestrebte Gesamtmembranfläche betrüge ca. 2000 mm/2 (= 20 cm/2) bei der Auslegung als Road Racer. Weil die Spülverluste bei diesem Tourer durch die angestrebte zivile Nenndrehzahl allerdings wesentlich geringer ausfallen, passt die hier ausgewählte Malossi V10-Flachmembran (eigentlich entwickelt für moderne 17,5er Race-Vergaser mit Sportluftfilter auf Minarelli Membranzylinder (z.B. verwendet bei modernen Peugeot-Rollern) mit ca. 1250 mm/2 insgesamt gut zum Konzept, auch wenn genau an diesem Punkt die leistungsbezogene Limitierung auf ca. 18,5 PS vorliegt. Tatsache bleibt: Die VL10 ist momentan die beste Flachmembran-Alternative auf dem Markt, also wurde das Konzept im Wesentlichen um diesen Punkt herum entwickelt. Dafür hält jetzt der Motor auch wie Bombe, getreu der alten Maxime: Je höher die Leistung desto größer der Verschleiss. Oder, im Umkehrschluss (und einem aktuellen Trend folgend): möglichst wenig Leistung aus möglichst viel Hubraum erhöht die Belastbarkeit und damit die Langlebigkeit...
Die Membran trägt zwar auch dazu bei, den ausdrücklich erwünschten "dreckigen" Originalsound abzumildern, dem könnte man aber begegnen, indem man einfach die Membran entfernt und das obere (Malossi-) Kolbenfenster schließt um so ganz einfach zur vollwertigen Kolbenkantensteuerung zurückzukehren. Ein Kompromiss im Projekt.
Das Gehäuse:
Das Gehäuse würde wie folgt aufbereitet (Kolbenringfragment-Riefen!), aufgeschweißt und abgespindelt um den Zyli-Fuß aufzunehmen. Eine Stehbolzen-Aufnahme wurde versetzt, alle 4 Sthebolzen erneuert. Das Gehäuse wurde außerdem an die Überströmer angepasst, Vorverdichtung leicht erhöht.
Kolben und Kurbelwelle:
Der Malossi-Kolben aus dem Kit wurde komplett bearbeitet, außerdem wurde die KuWe neu konstruiert. Ausgehend von der Tameni Repro-Welle hat die neue KuWe jetzt mit 1mm Exzenterhubzapfen (Sonderanfertigung, beidseitig gelasert und verschweißt) äusserst verdrehsichere 62mm Hub sowie Silberlager unten. Das Sonderpleuel (110mm lang, für 20mm Hubzapfen unten, 16mm KoBo, mit Schmierschlitzen unten statt Wellenschliff wie beim Repro) entspricht dem Original, wurde aber vom Härtegrad her so ausgewählt, dass es den gegebenen Ansprüchen vollstens gerecht wird und dabei, für die Passgenauigkeit am Zylinderfuss, unten noch etwas verjüngt werden konnte.
Kupplung und Getriebe:
Das Getriebe ist das unzerstörbare Originale, das Primärzahnrad (67z) wurde lediglich mit neuen Federn versehen. Das Kupplungsritzel der DRT GS/SS-Kupplung (Maximalversion mit Ø115mm, 14 von 28 möglichen Federn reichen hier aus) hat 23 Zähne statt der alten GS/SS eigenen 22, man will die neue Kraft ja recht gut verteilen... (mit Ori-Primär 3,05; jetzt ca. 5% länger: 2,91). Mit 65z wären es gegebenenfalls dann 2,82 (insgesamt etwa 7,5% länger) und mit der Endstufe 62z ergäbe sich eine Primärübersetzng von 2,69, also satten 12% mehr Auslauf... Wenn (!) die entsprechenden DRT (Oldie-) Primärzahnräder mit dem größeren Durchmesser (gemessen an der PX) auf das verbaute DRT-Kupplungszahnrad mit der PX-typischen Zahnzahl 23 passt... ansonsten gibt es 62z ja auch für die PX, ebenfalls von DRT. Auf dem platten Land käme die noch längere Übersetzung dann ja auch dem Landstrassen-Verbrauch etwas zugute. Die V-max sollte aber auch jetzt schon ausreichen, (obwohl Reserven nach oben raus bei gutem Anschluss beim Überholen natürlich immer schön sind...).Die Beschleunigung scheint jedenfalls ausreichend Spielraum zu geben, aber mit dem gegenwärtigen Set-Up folge ich der Zielsetzung des Projektes. Also erstmal sehen, was der Motor jetzt so alles kann, wie er sich in der Stadt und über Land (variierte Topographie) anfühlt, rumspielen kann man immer noch. Die Kurve weiter unten spricht allerdings erstmal gegen weitere Eingriffe: Das ist absolut wie bestellt; ein äußerst spritziger SportTourer. Die sehr robusten, originalen Gangzahnräder sollten dem Mehranspruch (Nm) auch dauerhaft auf längeren Touren gewachsen sein und passen auch rechnerisch sehr bündig in dieses Set-Up, auch der 4. schließt schön ohne Resoloch an.
Die Schaltfeder ist passend durch eine verstärkte ersetzt worden. Schaltrastendichtung ist 1,5mm (zum Ausgleich der Schaltkreuzstellung).
Zündung/Elektrik:
Verbaut ist momentan eine Vespatronic (geht bei hoher Drehzahl auf 17 Grad Vorzündung zurück), weil die bekanntlich ab ca. 12-14 PS tatsächlich langsam anfängt Sinn zu machen. Das Ori-LüRa ließ sich nicht weit genug abdrehen, wäre von innen durchgegangen (durch gründliches Vermessen im Voraus ist es intakt geblieben). Ich werde diese Zündanlage bei nächster Gelegenheit entsorgen, sie passt ÜBERHAUPT nicht ins Konzept: Das üble Aussehen ist ja die eine Sache, aber dazu kommt, dass der variable Zündzeitpunkt in Kombination mit dem viel zu leichten Lüfterrad (verglichen mit dem Original) ein butterweiches und viel zu schnelles Hochdrehen ergeben, das der originalen GS/SS-Charakteristik sowas von überhaupt nicht entspricht! Deshalb unbedingt nächster Schritt: Entweder Rückbau auf die Ori-Zündung mit 12v PX-Hauptspule oder ggf. Umbau auf wartungsfreie Vape-Zündung mit dem starken und dabei statischen (!) Zündfunken. Eine zeitgemäße (60'er/70er) Voll-Transistorisierung der Zündung wie damals von Ford entwickelt wäre vielleicht auch in Betracht zu ziehen, ist mir aber im Moment zu aufwändig...
Auspuff:
Der Sip Road wurde wie gesagt gewählt, weil er sehr gut zum Zylinder passt und im Gegensatz zu anderen passenden Tourentopf-Alternativen (BGM Big Box, etc) auch recht leise ist, also am ehesten dem Original entspricht. Der Road wurde entsprechend umgeschweisst um zwischen Malossi-Auslass und Aufhängung zu passen, danach in Original-Pott-Farbe lackiert.
Fazit:
Motor und Verkleidungen sind noch original verranzt weil der Motor erstmal in die ebenso verrranzte O-Lack Kiste soll:
Das Video lässt erahnen, wie hervorragend Projektvorgaben eingehalten wurden: Ein absolut robuster 65er GS/SS-Sportmotor mit 2013er Update:
Knapp 17 PS (mit montiertem Luffi eher noch etwas mehr), und statt der vorgegebenen Nenndrehzahl von 6250 1/min ergibt sich im 4. gleich ein ganzes stabiles Nenndrehzahl"band" zwischen 6200 1/min und 6600 1/min! 1,5mm FuDi, KoDi 2,0mm + 1,0mm. Die Kompression beträgt geometrische 10,5:1. Die Steuerzeiten sind ÜS 132, AS 185, damit VA 26,5. Damit absolut stimmig für den Road. Sie sollte damit also auch unten rum gewohnt ausreichend (!) Dampf haben, das Spektrum ist einfach etwas nach oben erweitert. Bei 1,9mm QS sollte dabei auch mit 95 Oktan alles klingelfrei bleiben. Die Vespatronic war eine Schnapsidee! Mischungstechnisch sieht bis jetzt bei 4% Teilsynthetik alles gut aus. Das weitere erschließt sich hier:
Leistungsbescheinigung (ausgefahrener 3. Gang, Nm/PS/rpm) mit Luffi und fertiger Abstimmung wird nachgereicht...