Trabant-Vergaser: Der Neue

Vergaser 28 H 1 - 1 als Schnittmodell, das die Lage der Leerlaufdüse (15), der plombierten Leerlaufgemischschraube (23) und der Umgemischschraube (22) erkennen lässt.

Die Nummerierung der Einzeheile gilt für alle Bilder.

Schwimmersystem

1 Schlauchnippel
2 Schwimmernadelventil (SNV)
3 Schwimmer (S)
4 Kraftstoffhöhe (KH)
5 Schwimmergehäusebelüftung

Hauptvergasersystem

6 Hauptdüse (HD)
7 Mischrohr (MR)
7a Mischrohrschacht
8 Ausgleichluftdüse (ALD)
9 Zerstäuber (ZS)
10 Lufttrichter (LT)

Anreicherungssystem

11 Nocken
12 Stößel
13 Anreicherungsventil
14 Zusatzdüse

Leerlaufvergaser- und Übergangssystem

15 Leerlaufdüse (LD)
16 Leerlaufluftdüse (LLD)
17 Leerlaufgemischdüse (LGD)
17a Zentraler Leerlaufgemischkanal
18 Leerlaufbohrung (LB)
19 Übergangsbohrung (ÜB)
20 Drosselklappe (DK) mit Bohrung
20a Drosselklappenwelle
21 Umgemischkanal
22 Umgemischschraube
23 Leerlaufgemischschraube (LGS), plombiert

Startvergasersystem

24 Starterklappe (SK)
25 Gestänge
26 Anschlagschraube für die Startstellung der Drosselklappe (siehe Bild F)

Im Heft 12/84 veröffentlichten wir den Testbericht über den Trabant 601 de luxe, den wir anfangs mit dem Vergaser 28 HB 4-1 mit Luftsteuerventil, dem letzten der Baureihe 28 HB, und später mit dem neu entwickelten Typ 28 H 1-1 fuhren. Damit brauchte der Testwagen im Gesamtdurchschnitt rund einen Liter pro 100 km weniger als zuvor. Inzwischen erprobten wir einen weiteren Vergaser des neuen Typs in einem Trabant 601 des Baujahres 1982, der zuvor im Berliner Stadtverkehr im Durchschnitt 7,7 l/100 km gebraucht hatte (mit Vergaser 28 HB 4-1). Sein Verbrauch sank unter gleichen Bedingungen auf 6,6 l/100 km (Mittelwert aus drei Tankfüllungen). Bei Dauergeschwindigkeiten um 100 km/h verbraucht der Trabant auch mit dem neuen Vergaser nicht viel weniger als zuvor. Aber er läuft bei mittleren und niedrigen sowie bei häufig wechselnden Geschwindigkeiten im Stadtverkehr wesentlich sparsamer, und gerade das konnten die älteren Vergaser nicht bieten. Ob man den Trabant auf der Autobahn jagte oder auf Stadt- und Landstraßen relativ geruhsam bewegte, er verbrauchte in der Regel fast genau so viel. Das hat sich nun geändert. Sparsame Fahrweise in verbrauchsgünstigen Bereichen wird jetzt mit Verbrauchswerten quittiert (wir brachten es schon auf 6.3 1/100 km), die man bisher vom Trabant nicht kannte. Da die meisten Trabant dem größten Teil ihrer Kilometer nicht auf der Autobahn, sondern im Kurzstreckenverkehr zurücklegen, reduziert der neue Vergaser den jährlichen Gesamtverbrauch. Das ist sein Vorteil, der dem einzelnen Fahrer Kosten und der Volkswirtschaft Energie einspart.

Typ 28 H 1-1 im Detail

Der neue Vergaser 28 H 1-1 ist wie die bisherigen Typen ein Horizontalvergaser mit einem Innendurchmesser des Ansaugrohres von 28 mm und passt im Austausch gegen die Typen der Vergaserbaureihe 28 HB auch an die Motoren früherer Baujahre des Trabant 601. Er unterscheidet sich jedoch im Aufbau und in der Funktion erheblich von all seinen Vorgängern. Um das wesentlichste Entwicklungsziel, nämlich eine im praktischen Fahrbetrieb spürbare Senkung des Kraftstoffverbrauchs zu erreichen, war es notwendig, einzelne Systeme des Vergasers völlig neu zu gestalten. Dabei wurden die einzelnen Funktionsbereiche eindeutig voneinander getrennt, um gegenseitige Beeinflussungen zu vermeiden, die bisher die Anpassung an die verschiedenen Betriebszustände des Motors erschwerten und zu Kompromissen zwangen, die wiederum zu Lasten des Kraftstoffverbrauchs gingen. Die älteren Vergaser der Baureihe 28 HB hatten zum Beispiel nur eine Hauptdüse, die in Verbindung mit der zugehörigen Ausgleichluftdüse und den Korrekturbohrungen im Mischrohr das Kraftstoff-Luftgemisch für den Motor im gesamten Betriebsbereich oberhalb des Leerlaufs bis zur Volllast lieferte. Bei der Auswahl der Düsengrößen musste daher stets auf den im praktischen Fahrbetrieb verhältnismäßig selten vorkommenden Betriebszustand Volllast Rücksicht genommen werden. Dadurch erhielt aber der Motor im Teillastbereich, der im Verkehrsgeschehen vorherrscht, mehr Kraftstoff als unbedingt notwendig. Ähnliche Beeinflussungen, die unter ungünstigen Bedingungen .einen unnötigen Mehrverbrauch zur Folge hatten, gab es beim Leerlauf- und Übergangssystem, beim Nebenschluss-Startvergaser und sogar bei der Anordnung der Hauptdüse in einer von außen zugänglichen Halteschraube. Bei ungünstigem Zusammentreffen im Rahmen der Fertigungstoleranzen (Halteschraubengewinde an der unteren, Gehäusegewinde an der oberen zulässigen Grenze) konnte hier Kraftstoff an der Hauptdüse vorbei zum Motor gelangen.

Wie beim neuen Vergaser solche nachteiligen Einflüsse bereits konstruktiv vermieden wurden und wie die einzelnen Systeme funktionieren, wird in den folgenden Abschnitten. detailliert besprochen. Damit sollen Kenntnisse und Einblick in die Zusammenhänge vermittelt werden, um kleinere Wartungsarbeiten zu ermöglichen und eventuell bei Pannen unterwegs notwendige Eingriffe zu er leichtern. Es sei aber darauf hingewiesen, dass der neue Vergaser nicht nur im Aufbau komplizierter ist als seine Vorgänger, sondern auch qualitativ höhere Anforderungen stellt. Reparaturen und Grundeinstellungen der einzelnen Systeme sollten deshalb der Vertragswerkstatt vorbehalten bleiben.

Schwimmersystem

Das Schwimmergehäuse ist wie bisher wegen der beengten Einbauverhältnisse des Vergasers im Fahrzeug seitlich angeordnet. Der Schwimmer ist in Fahrtrichtung aufgehängt und das Schwimmernadelventil hat einen gefederten Stößel. Wie bisher wird die Schwimmerkammer innenbelüftet. Bei den früheren Vergasern diente dazu ein in das Gehäuse eingearbeiteter Kanal, beim neuen Typ der Plastschlauch, dessen Länge von 125 ± 1 mm genau eingehalten werden muss, da sie die Gemischbildung (Lambda-Kurve) beeinflusst. Im Gegensatz zu den Vergasern 28 HB früherer Baujahre, bei denen ein tonnenförmiger Schwimmer stehend (Schwimmerachse senkrecht) angelenkt war, ist der Trommelschwimmer jetzt liegend (Schwimmerachse horizontal) angeordnet Damit werden das Einsetzen des Schwimmers bzw. Aufsetzen des Gehäusedeckels erleichtert und Beschädigungen (durch Verklemmen oder Verkanten des Schwimmers) vermieden. Außerdem ist das Schwimmergelenk nicht mehr an einer Stirnfläche, die leicht verbogen wurde, sondern an der wegen der umlaufenden Lötnaht wesentlich stabileren Mantelfläche angebracht. Damit werden Korrekturen des Schwimmerstandes (durch Biegen der Anschlagzunge) erleichtert.. Der Abstand vom Schwimmermantel (nicht von der Lötnaht) zur Dichtfläche des Gehäusedeckels ohne Dichtung wird beim Vergaser 28 H 1-1 auf 17,6 mm eingestellt. Dabei soll das Schwimmernadelventil geschlossen, aber dessen gefederter Stößel nicht eingedrückt sein. Der Schwimmerstand von 17,6 mm ist aber nur ein Richtwert zur Vorjustierung. Verbindlich und funktionsbestimmend ist das Kraftstoffniveau, das im Abstand von 26 ± 1,5 mm unter der Oberkante des Schwimmergehäuses liegen muss. Im Vergleich zu den bisherigen Vergasern wurde das Schwimmergehäuse des neuen 28 H 1-1 erheblich vergrößert. Mit der Funktion des Schwimmersystems hat das nichts zu tun. Der Platz im größeren Gehäuse wird von den Bauteilen des Anreicherungssystems beansprucht die hier einschließlich aller zugehörigen Hebel und Stößel schmutzgeschützt untergebracht sind.

Hauptvergasersystem

Die Hauptdüse ist in Bodennähe direkt in das Schwimmergehäuse eingeschraubt. Damit ist sie zwar nicht mehr von außen zugänglich wie bei den bisherigen Vergasern, aber ihre Dichtfläche sorgt unabhängig von den Gewindetoleranzen für eine einwandfreie Abdichtung, so dass der Kraftstoff nur noch durch die kalibrierte Düsenbohrung und nicht auf Umwegen zum Mischrohrschacht gelangen kann. Hier befindet sich das Mischrohr mit der Ausgleichluftdüse und den gestaffelten Bremsluft-Querbohrungen, die für die primäre Vermischung des Kraftstoffs mit der angesaugten Luft sorgen und die Kraftstoffzufuhr den verschiedenen Betriebsbedingungen des Motors anpassen. Neu ist ein parallel zum Mischrohrschacht senkrecht angeordneter, oben geschlossener Kanal, der wie ein Windkessel oder eine Luftfeder wirkt und unerwünschte Einflüsse auf die Gemischbildung des Vergasers abschwächt die von Druckschwingungen im Ansaugtrakt ausgehen. Das im Mischrohrschacht gebildete Kraftstoff-Luftgemisch gelangt durch einen Kanal zum Zerstäuber, der mit seinem Austritt im engsten Teil des Lufttrichters mündet. Hier findet die endgültige Vermischung mit der vom Motor angesaugten, den Lufttrichter passierenden Verbrennungsluft statt. Der neu entwickelte Zerstäuber ist im Vergleich zu den bisherigen Vergasern (28 HB) in der Form komplizierter und im Außendurchmesser bedeutend größer, wodurch der Ringspalt zwischen der "Abrisskante" des Zerstäubers und der Engstelle im Lufttrichter kleiner wurde. Daraus resultieren größere Strömungsgeschwindigkeiten, die die Aufbereitung so magerer Gemische (Luftverhältnis Lambda größer als 1) und den im Vergleich zum bisherigen Vergaser wesentlich sparsameren Motorbetrieb erst ermöglichten. Zur Regelung des Kraftstoff-Luftgemisch-Mengenstroms dient wie bisher die Drosselklappe.

Anreicherungssystem

Mit sehr mageren Kraftstoff-Luftgemischen läuft der Motor nur im Teillastgebiet einwandfrei und sehr sparsam. Seine Nennleistung könnte er damit nicht erreichen, weil er für den Volllastbereich erheblich fettere Gemische (Luftverhältnis Lambda kleiner als 1) braucht. (Das ist keine Eigenschaft des Trabantmotors, sondern gilt für alte Zweitakt- und Viertaktmotoren, die mit Benzin betrieben werden.) Da ein Hauptvergasersystem allein die unterschiedlichen Gemische (mager bei Teillast, fetter bei Volllast) nicht liefern kann, wurde der Trabantmotor bisher mit einem Gemisch versorgt das für den Volllastbereich gerade noch fett genug, für den Teillastbereich aber fetter als notwendig und damit verbrauchsungünstig war. Der neue Vergaser hat nun ein Ventil, das etwa ab halb geöffneter Drosselklappe mechanisch geöffnet wird und Kraftstoff aus dem Schwimmergehäuse durch eine Zusatzdüse zum Mischrohrschacht fließen lässt. Im Volllastbereich gelangt der Kraftstoff damit auf zwei Wegen zum Mischrohrschacht durch die Hauptdüse (113) und durch die Zusatzdüse (45), wodurch das hier gebildete Gemisch mit Kraftstoff angereichert, also fetter wird. Im Teillastgebiet, bei kleinen Drosselklappenöffnungen, ist dagegen nur der Weg durch die Hauptdüse (113) offen.

Das Ventil des Anreicherungssystems ist im Boden des Schwimmergehäuses eingeschraubt. Es wird über einen Stößel von einem Nocken an der Drosselklappenwelle geöffnet. Ein federbelasteter Freilauf am Stößel sorgt dafür, dass die weitere Bewegung des Nockens (bis Vollgas) nicht behindert wird. Am Stößel kann auch die Öffnung des Anreicherungsventils bei dem vorgeschriebenen Drosselklappen-Öffnungswinkel von 38 bis 41° eingestellt werden. Die Zusatzdüse ist von außen nach Herausschrauben einer Verschlussschraube zugänglich. Wie das Anreicherungssystem wirkt, zeigt Bild D. Etwa bis 90 km/h im 4. Gang reicht normalerweise (keine Steigung, kein Gegenwind) der verbrauchsgünstige Teillastbereich. Oberhalb 90 km/h ist die Zusatzdüse eingeschaltet womit das Kraftstoff-Luftgemisch bis zum Volllastpunkt zunehmend fetter wird, wie die obere Kurve des Luftverhältnisses Lambda zeigt. Dementsprechend steigt der Kraftstoffverbrauch oberhalb 90 km/h zunehmend an. Ab etwa 100 km/h ist der Verbrauchsanstieg extrem steil, weil hier die Lambdawerte unter 1 abfallen, damit der Motor seine volle Leistung ohne Gefährdung erreichen kann. (Lambda = 1 kennzeichnet das theoretisch günstigste Masseverhältnis von Kraftstoff zu Luft [etwa 1:14,5], mit dem im Motor eine vollständige Verbrennung stattfindet. Praktisch erreichen die Motoren aber ihre höchste Leistung erst bei Luftmangel, Lambda kleiner als 1, während sie im Teillastgebiet noch mit Luftüberschuss, Lambda größer als 1, bei sparsamem Verbrauch gut laufen.)

Leerlauf und Übergang

Die bisherigen Vergaser 28 HB hatten eine Leerlaufdüse und eine Leerlaufluftdüse, die das Gemisch bildeten, dessen Qualität mit einer Gemischregulierschraube bzw. später mit regulierbarer Zusatzluft (ab Vergaser 28 HB 3-1) eingestellt wurde. Die Verbrennungsluft strömte an der spaltweit geöffneten Drosselklappe ein, die zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl mit einer Anschlagschraube verstellt werden konnte. Je nach Öffnungswinkel der Drosselklappe näherte sich deren Kante jedoch der Übergangsbohrung, wodurch bereits im Leerlauf das Übergangssystem wirksam werden und der Motor zusätzlichen Kraftstoff erhalten konnte. Daraus resultierten starke Streuungen des Kraftstoffverbrauchs im Leerlauf und unteren Teillastgebiet das im vierten Gang etwa bis 50 km/h reicht. Der Vergaser 28 H 1-1 hat ein neu entwickeltes Umgemisch-Leerlaufsystem, das den Leerlaufbereich praktisch vom unteren Teillastgebiet trennt. Bei ihm ist die Drosselklappe im Leerlauf geschlossen. Ihre fest eingestellte, mit einer Mutter gekonterte und mit Farbe plombierte Anschlagschraube sorgt für einen winzigen Spalt, der das Klemmen der Drosselklappe im Ansaugrohr verhindert. Sie dient nicht zur Drehzahleinstellung! Bei geschlossener Drosselklappe ist das Übergangssystem jedoch mit Sicherheit ausgeschaltet. Durch seine Bohrung kann wie gewünscht Luft in das Leerlaufsystem gelangen, aber im Leerlauf nicht unerwünscht Kraftstoff angesaugt werden. Erst wenn die Drosselklappe ein wenig geöffnet wird und ihre Kante in die Nähe der Übergangsbohrung gelangt, treten hier die Kraftstoff-Luftgemischmengen aus, die der Motor beim Anfahren und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten benötigt. Im Leerlauf (Funktionsprinzip Bild C) gelangt das von der Leerlaufdüse und Leerlaufluftdüse aufbereitete Kraftstoff-Luftgemisch zunächst in den zentralen Leerlaufgemischkanal, von dort durch die Leerlaufgemischdüse und die sich anschließende Leerlaufbohrung in den Umgemischkanal, der im Ansaugrohr mündet. Die erforderliche Verbrennungsluft strömt durch eine Bohrung in der Drosselklappe ein. Dieses durch Festdüsen und Bohrungen qualitativ begrenzte System bildet den Grundleerlauf, mit dem die für den Motor erforderliche Leerlaufdrehzahl noch nicht erreicht wird, der aber dafür sorgt dass die Leerlaufkanäle ständig durchströmt werden und die Gemischzufuhr nicht abreißt. Vom zentralen Leerlaufgemischkanal gelangt das Gemisch über eine Regulierschraube jedoch auch in den Umgemischkanal, der die geschlossene Drosselklappe umgeht und durch den die Verbrennungsluft für die. gewünschten höheren Leerlaufdrehzahlen einströmt. Der Querschnitt dieses Kanals kann mit der Umgemisch-Regulierschraube verändert werden. Damit wird die Leerlaufdrehzahl eingestellt. Die Leerlaufgemischschraube, über die das Leerlaufgemisch dem Umgemischkanal zugeleitet wird, dient zur Einstellung des CO-Gehaltes im Abgas. CO-Werte von etwa 2,5 Volumenprozent gemessen mit einem Infralyt-Gerät, haben sich im Sommer- und Winterbetrieb als günstig erwiesen. Die vom Werk bzw. von der Werkstatt eingestellte Gemischschraube darf nicht verstellt werden. Sie wird mit einem Plaststopfen plombiert.

Mit dieser Kombination zweier Teilsysteme (Grundleerlauf und Umgemischleerlauf) wurde erreicht, dass sich der mit der Leerlaufgemischschraube eingestellte CO-Wert bei Veränderungen der Leerlaufdrehzahl nicht wesentlich ändert. Bild E zeigt zwei CO-Einstellungen, die aus unterschiedlichen Öffnungen der Leerlaufgemischschraube resultieren und den Verlauf der CO-Werte bei Leerlaufdrehzahlen zwischen 600 und 800 U/ min, die sich bei entsprechender Öffnung der Umgemischschraube ergeben.

Startvergasersystem

Die bisherigen Vergaser der Baureihe 28 HB hatten alle einen gesonderten Startvergaser, der parallel zum Hauptvergaser angeordnet war und bei geöffnetem Startdrehschieber Kraftstoff-Luftgemisch in zwei Qualitäten (besonders fett für den Kaltstart, etwas weniger fett in der Warmfahrstufe bzw. für den Warmstart) bereitstellte. Undichtheiten am Startdrehschieber oder zu langes Einschalten des Startvergasers hatten hier erheblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch. Beim neuen Vergaser wurde deshalb auf den Nebenschluss-Startvergaser verzichtet und eine Starterklappe im Ansaugkrümmer angeordnet die durch selbsttätiges Öffnen die erforderliche Verbrennungsluft bereitstellt. Da in Schließstellung der Starterklappe die Drosselklappe über Hebel und Gestänge um einen bestimmten Betrag geöffnet wird, saugt der Motor aus dem Leerlauf- und Hauptvergasersystem das gewünschte fette Startgemisch an. Die Anstellung der Drosselklappe bewirkt eine erhöhte Leerlaufdrehzahl, die stark von der Außentemperatur abhängt. Durch teilweises Zurückschieben des Startdrahtzuges kann die Motordrehzahl den Bedingungen während der Warmfahrphase angepasst werden. Bild K zeigt den Einfluss der Starterklappe auf die Gemischbildung im Vergleich zum bisherigen Startvergaser. Wie die Kurven zeigen, ist das vom neuen Vergaser aufbereitete Startgemisch generell magerer. Außerdem ermöglicht die stufenlose Verstellung der Starterklappe eine viel bessere Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen und Temperaturverhältnisse als der Startvergaser, der nur über zwei Einschaltstufen verfügte. Dadurch ist der Verbrauch zusätzlichen Kraftstoffes vom Kaltstart bis zum Ausschalten des Chokes geringer als bisher. Für das sichere Anspringen ist ein gutes Schließen der Starterklappe Bedingung. Bei abgezogenem Gummiformschlauch kann das leicht geprüft werden. Der bisherige Startvergaser war mit seinen beiden Stufen (halb und voll geöffnet) sehr einfach zu bedienen. Bei der Starterklappe ist das anders. Sie muss vor dem Start auf jeden Fall voll geschlossen werden. Dabei darf kein Gas mit dem Fußpedal gegeben werden. Nach dem Anspringen muss die Starterklappe jedoch meistens geringfügig geöffnet werden, um zügig anfahren zu können. Eine zunehmende Erwärmung verlangt eine weitere Öffnung der Starterklappe, sonst zieht der Motor nicht wie gewohnt. Erst wenn sie voll geöffnet ist, kann der Motor seine volle Leistung erreichen. Ob sich die Starterklappe bei zurückgeschobenem Chokezug vollständig, bis in die senkrechte Steifung öffnet, kann bei abgezogenem Gummiformschlauch geprüft werden. Vor allem bei der Montage und Einstellung des Drahtzuges ist darauf zu achten. Wie lange und bis zu welcher Stellung die Startklappe geschlossen bleiben muss, hängt in erster Linie von den Außentemperaturen und vom jeweiligen Erwärmungszustand des Motors ab.
Gerhard Winter

Vergasereinstellung des Typs 28 H 1-1 (für Erstausstattung und Ersatz)

Aus DDS 1/1985

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