Trabant 601 mit Leerlaufsteuerung

Zweitaktmotoren entwickeln in mittleren Drehzahlen ein relativ hohes Drehmoment, sie ziehen und beschleunigen gut und vertragen anstandslos hohe Drehzahlen in Dauerbetrieb. Aber sie laufen unregelmäßig im Leerlauf, während des Abtourens und im geschobenen Zustand. Beim Gaswegnehmen bremst daher der Zweitaktmotor nicht gleichmäßig, sondern schlägt nach und ruckt mehr oder weniger. Diese stoßartigen Belastungen sind der Lebensdauer des Triebwerks nicht dienlich und beeinträchtigen die Fahreigenschaften.

Mit Freilauf

Wagen mit Zweitaktmotor haben daher einen Freilauf, der im Schiebebetrieb die kraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Radantrieb trennt, damit der Wagen beim Gaswegnehmen frei rollt. Wartburg 353 und Barkas B1000 haben den in allen Gängen wirksamen Freilauf, der in besonderen Fällen gesperrt werden kann, heute noch. Beim Trabant gab es diese nützliche Einrichtung nur beim alten nicht synchronisierten Getriebe des P50. Beim synchronisierten Getriebe der Typen 600 und 601 ist der (nicht sperrbare) Freilauf nur noch im vierten Gang wirksam, in den unteren Gängen bremst der Motor beim Gaswegnehmen - aber eben nicht ruckfrei.
Wir schrieben dazu vor zehn Jahren im Testbericht des Trabant 600:
"Selbst bei längerer Gewöhnung - wir sind bis jetzt rund 5000 km synchronisiert gefahren - kommt man beim Ausrollen in den unteren Gängen immer wieder in die Bereiche, in denen der Motor ruckt und die Triebwerksteile mehr als notwendig beansprucht. Man tritt dann die Kupplung und belastet wieder unnötig den Graphitring. Auch wenn man die Möglichkeit hat, synchronisiert bis in den ersten Gang herunterzuschalten, im dichten Stadtverkehr vermissten wir trotzdem den Freilauf. Unseres Erachtens kann diese Lösung so lange nicht befriedigen, wie man dem Zweitaktmotor nicht ein gleichmäßiges Bremsen .angewöhnt' bzw. das Nachschlagen abgewöhnt hat." (Heft 10/1963)
Damals war es noch möglich, den ruckenden Schiebebetrieb weitgehend zu vermeiden. Die Verkehrsdichte war wesentlich geringer, und man konnte in der Stadt noch zügig und überwiegend im vierten Gang fahren. Heute diktieren Fahrzeugkolonnen und grüne Wellen die Geschwindigkeiten, die für den vierten Gang oft zu niedrig liegen und zur Benutzung der unteren Gänge zwingen. Damit kommt man zwangsläufig in die Bereiche, in denen der ruckende Motor fast die Antriebe "zerreißt", und es bleibt einem gar nichts anderes übrig, als die Kupplung zu strapazieren.

Abschalten der Luft

MZ hatte ähnliche Probleme, denn im gleichen Maße wie die Leistungen der Motorrad-Zweitakter erhöht wurden, trat das Nachschlagen zum Beispiel beim Bergabfahren stärker in Erscheinung. Daraus resultierten erhöhte Triebwerksbeanspruchungen, die die Lebensdauer der Antriebsketten, Mitnehmer, Kupplung usw. beträchtlich herabsetzen (Heft 3/ 1964). MZ rüstete damals die ES-Typen mit einem speziellen Gasdrehgriff aus, der in Nulllage zunächst den Leerlauf einstellte, aber über den Leerlauf hinaus gegen Federkraft weiter zugedreht werden konnte. Damit verschloss der Gasschieber in der Mischkammer des Vergasers auch den kleinen Luftspalt, durch den sonst die Leerlaufluft einströmte, und der Motor bremste gleichmäßig, ohne zu zünden. Ließ man den Gasdrehgriff los, so stellte ihn die Feder wieder in die Leerlaufstellung, damit der Motor zum Beispiel beim Halten an einer Kreuzung nicht ungewollt stehen blieb.

Elektromagnetische Steuerung

Bei Wagen mit Zweitaktmotor lässt sich dieses Prinzip nicht so einfach realisieren. Man kann im Wagen nur den Fuß vom Gaspedal nehmen, wobei sich der Leerlauf einstellen muß. Eine Betätigung des Gaspedals über die Nulllage hinaus wäre zwar technisch möglich, aber nicht zumutbar, weil der "Gasfuß" auch noch die Bremse zu bedienen hat Hier kommt nur eine automatische Steuerung in Frage, die unbeeinflußt vom Fahrer funktioniert.

Die Drosselklappe wird dabei von einem Elektromagneten betätigt, der vom Stromkreis der roten Ladekontrolllampe Erregung erhält. Der Vergaser ist so eingestellt, dass die Drosselklappe beim Gaswegnehmen die Mischkammer vollständig schließt Damit lauft der Motor ohne Nachschlagen ruckfrei im Schiebebetrieb. Erst wenn er etwa die Leerlaufdrehzahl erreicht hat und die rote Lampe der Ladekontrolle aufleuchtet, stellt der Elektromagnet den Leerlaufluftspalt an der Drosselklappe ein, damit der Motor nicht stehen bleibt. Das Verfahren geht auf ein Patent aus dem Jahre 1937 zurück. Die in den 30er Jahren gebauten tschechoslowakischen Aero-Wagen waren mit einer ähnlichen Leerlaufsteuerung ausgestattet, mit der sich sogar Kraftstoffeinsparungen von 0,5 bis 2,0 1/100 km einstellten (laut Vergaserhandbuch, VEB Verlag Technik Berlin 1963, Seiten 51 bis 55).

Trabant mit Leerlaufsteuerung

Wir haben mehrere Trabant 601 mit einer elektromagnetischen Leerlaufsteuerung versehen und sind inzwischen über zwei Jahre damit gefahren. Der Motor bremst im Schiebebetrieb gleichmäßig ohne jedes Nachschlagen, und das Fahren in den unteren Gängen ist gegenüber dem Serienzustand eine Freude. Man kann in Fahrzeugkolonnen im dichten Stadtverkehr bei Geschwindigkeiten unter 40 km/h "mitschwimmen", ohne ständig auszukuppeln, um das Schieberucken zu vermeiden. Man benutzt viel weniger die Betriebsbremse, denn die Bremswirkung des Motors reicht meist aus, um die Geschwindigkeitsänderungen während der Fahrt in der Kolonne auszugleichen. Wir haben uns inzwischen so an das Fahren mit Leerlaufsteuerung und an die Bremswirkung des Motors gewöhnt, dass wir mitunter sogar den Freilauf im vierten Gang als nachteilig empfanden, weil hier die "Motorbremse" nicht wirksam wird. Die Vorrichtung verleitet geradezu zum häufigen Fahren im dritten Gang. Diese Fahrweise kommt den Eigenschaften des Zweitaktmotors nur entgegen, denn höhere Drehzahlen bei mäßiger Belastung verträgt er viel besser als das Ziehen in niedrigen Touren, wie es von vielen Trabantfahrern praktiziert wird, weil sie die unteren Gänge wegen des Rückens scheuen. Im Hinblick auf die Lebensdauer der Triebwerksteile kann sich nach unserer Einschätzung die Leerlaufsteuerung nur positiv auswirken.

Die Steuerteile

Wie die Steuerung des Leerlaufs im Trabant 601 realisiert wurde, zeigen die Bilder. Die Teile wurden hier an einem Ersatz-Kurbelgehäuse montiert, im Wagen liegen sie zu versteckt und sind der Kamera nicht zugänglich. Als Stellglied diente uns ein Druckmagnet vom Steuerventil des Hycomat. Er. wurde am Kurbelgehäuse in 30° Schräglage angebracht, damit er nicht mit der Lichtmaschine in Konflikt kommt. Am Drosselklappenhebel des Vergasers wurde ein zusätzlicher Hebel angeschraubt, der vom Stößel des Magneten bewegt wird. Zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl kann der Abstand des Hebels zum Magnetstößel mit der von vorn zugänglichen Stellschraube verändert werden. Am Drosselklappenhebel des Vergasers ist beim Einbau der Vorrichtung nur eine Bohrung 4 mm Ø) zur Befestigung des Hebels erforderlich, und am Kupplungsgehäuse muss die an der vorderen Ecke von unten eingeschraubte Schraube M 8 X 40 gegen eine längere (M 8 X 50 bis 55) ersetzt werden, um das Halteblech mit dem Druckmagnet anzubringen. Die Abmessungen der Teile enthält die Zeichnung 4.
Am Vergaser muss die Drosselklappenanschlagschraube, mit der bisher die Leerlaufdrehzahl eingestellt wurde, einige Umdrehungen herausgeschraubt werden, damit die serienmäßige Rückzugsfeder die Drosselklappe völlig schließen kann. Die Stellschraube des Gasbowdenzugs muss ein wenig weiter eingeschraubt werden, damit nicht der Gaszug das Schließen der- Drosselklappe behindert. Der Gaszug muss im voll geschlossenen Zustand noch ein merkliches Spiel haben.

Das Schaltrelais

Bei dem Druckmagnet liegt ein Wicklungsende an Masse, er wurde deshalb über ein handelsübliches Hornrelais gesteuert, wie die Abbildung 5 zeigt. Mit dem Aufleuchten der Ladekontrolllampe erhält auch die Relaisspule Strom, und die Arbeitskontakte schalten den Magnet und damit den Leerlauf ein. Diese Schaltung funktionierte im 601 mit 23-PS-Motor, dessen Lichtmaschine noch die große Keilriemenscheibe (Übersetzung 1,4) für den 13-mm-Keilriemen hatte. Hier leuchtete die Ladekontrolllampe heil im Leerlauf, und das Relais schaltete zuverlässig. Beim 26-PS-Motor dreht die Lichtmaschine mit der kleineren Keilriemenscheibe schneller (Übersetzung 1,9), wobei die Ladekontrolllampe meist nur kaum wahrnehmbar glimmt. Das Hornrelais arbeitete hier nicht mehr zuverlässig. Der Motor blieb oft stehen oder das Relais schaltete im Leerlauf ständig ein und aus und regelte damit eine zu niedrige Leerlaufdrehzahl, die kurz über dem Absterben lag. Nachdem wir das Relais durch einen Leistungstransistor ersetzt hatten, der bereits bei einigen Zehntel Volt Spannungsdifferenz schaltet, also noch bevor die Lampe zu glimmen beginnt, funktionierte die Vorrichtung auch im 26-PS-Trabant ausgezeichnet. Der Transistor hat noch den Vorteil, dass es bei ihm keinen Kontaktverschleiß gibt. Die Stromaufnahme des Druckmagneten (4,2 A bei 6 V) erfordert einen GD 240 oder ähnlichen Typ. Wir haben auch ein elektronisches Steuerteil (Abbildung 5) mit zwei parallel geschalteten OC 26 (3,5 A Durchlassstrom) erprobt die als Basteltypen sehr billig erhältlich waren (1,80 M pro Stück). Es arbeitet seit Monaten einwandfrei, obwohl die Stromverteilung nicht gleichmäßig ist (ein Transistor wird etwas wärmer als der andere). Die Diode (SY 200, GY 110 oder ähnliche) ist erforderlich, um den Transistor vor Induktionsspannungsspitzen zu schützen, die beim Abschalten des Magneten auftreten.

Bild 1: Leerlaufsteuerung im Trabant 601. Erhält der Druckmagnet (1) Strom, so hebt sein Stößel (2) den Hebel (3) an und stellt die Drosselklappe auf Leerlauf. Mit der Stellschraube (4) wird die Leerlaufdrehzahl eingestellt.

Bild 2: Ansicht von oben. Der zusätzliche zweiteilige Hebel (3) ist am Drosselklappenhebel (5) des Vergasers angeschraubt (Schraube M4X10 mit Federring und Mutter). Die Drosselklappenanschlagschraube (6) wird einige Umdrehungen herausgeschraubt, damit sie das Schließen der Drosselklappe nicht behindert.

Bild 3: Ansicht von vorn. Das Halteblech (7), an dem der Druckmagnet (1) mit zwei Schrauben M 5X10 mit Federringen und Muttern befestigt ist, wurde vorn am Kupplungsgehäuse angeschraubt (längere Schraube M8X55, Federring, Mutter).

Bild 4: Abmessungen des Halteblechs (7) und des zweiteiligen Hebels (3), dessen beide Teile mit einem 2 mm Splint verbunden wurden. Die Drudefeder (8) dient als Verdrehsicherung für die Stellschraube (M 4 X 18).

Bild 5: Schaltung des Druckmagneten über ein Hornrelais (links). Elektronischer Schalter mit einem Leistungstransistor (Mitte) und mit zwei parallel geschalteten (schwächeren) Transistoren (rechts), über die Emitter-Kollektorstrecke fließt Strom zum Druckmagnet, wenn die Spannung an der Basis (61) um einige Zehntel Volt negativer ist als am Emitter (15).

Das elektronische Relais (Transistor, Diode und Widerstand) wurde isoliert auf ein Kühlblech (70 X 80 mm) montiert und unter dem Armaturenbrett am rechten Lenksäulenträger am dort vorhandenen Langloch angeschraubt Damit ist der Transistor nicht der Wärme im Motorraum ausgesetzt und vom Kühlblech zur Karosserie wird Wärme abgeleitet Der Emitter (15) wurde direkt mit Klemme 15 am Zündschloss verbunden, das freie Ende des 10-Ohm-Widerstandes mit Klemme 61 am Regler. Die Leitung vom Kollektor zum Druckmagnet wurde parallel zum rechten Kabelbaum unter dem rechten Scheinwerfer bis in das Hohlprofil verlegt (in dem von links kommend die Lichtmaschinenleitungen liegen) und am Durchbruch für die Lichtmaschinenkabel herausgeführt um das freie Ende zum Drudemagnet kurz zu halten.

Schmierung und Verbrauch

Mit den neuen Vergasern, die vom Werk aus abgasgerecht eingestellt sind (gekonterte Leerlaufgemisch-Regulierschraube), sind mit der Leerlaufsteuerung keine Kraftstoffersparungen zu erwarten. Das bewies eine Messung der Schadstoffemission nach Europäischem Fahrzyklus-Abgastest (gemäß ECE-Regehmg Nr. 15), die die Abgasprüfstelle der DDR in Bertin-Adlershof mit einem Testwagen durchführte. Er war erst reichlich 3000 km alt und hatte bei Her Prüfung eine Leerlauf-CO-Emission von 1,5 bis 2,5 Volumenprozent. Mit und ohne Leerlaufsteuerung ergaben sich bei jeweils zwei Kalttests (Fahrzeug und Motor waren zu Beginn der Tests auf Raumtemperatur abgekühlt) fast die gleichen Emissions- und Kraftstoffverbrauchswerte. Einer geringen (noch im Streubereich der Messungen liegenden) Senkung des Kohlenwasserstoffauswurfs stand ein geringer Anstieg dar Kohlenmonoxidemission gegenüber. Der Kraftstoffverbrauch pro Test war mit Leerlaufsteuerung etwa 2 Prozent höher als vorher. Das kann damit erklärt werden, dass bei vollkommenem Schließen der Drosselklappe der Unterdruck im Ansaugkanal steigt und eine größere Menge Kraftstoff aus der Leerlaufgemisch-Austrittsbohrung gesaugt wird, die sich vor oder im Kurbelgehäuse sammelt. Nach erneutem Gasgeben verbrennt dann das anfangs sehr kraftstoffreiche Gemisch mit höherer CO-Bildung.
Damit werden auch die Vergaserkorrekturen erklärt, die wir bei älteren Trabant 601 nach Einbau der Leerlaufsteuerung vornehmen mussten. Die betreffenden Vergaser waren noch nicht abgasgerecht eingestellt, ihre mit der Feder gesicherte Leerlaufgemisch-Regulierschraube stand wie früher üblich etwa 2,5 Umdrehungen offen. Anfangs liefen diese Motoren mit unveränderter Vergasereinstellung mit der Leerlaufsteuerung einwandfrei. Nach einigen Tagen Stadtverkehr blieben sie jedoch ab und zu mit typischen Anzeichen der Überfettung beim Auskuppeln stehen. Mit etwa um dreiviertel bis eine Umdrehung weiter zugedrehter Leerlaufgemisch-Regulierschraube liefen sie wieder normal wie früher. Auf Grund dieser Korrektur der Vergasereinstellung, zu der die eingebaute Leerlaufsteuerung zwang, brauchten die betreffenden Wagen nun vor allem im Stadtverkehr und auf Fernverkehrsstraßen weniger Kraftstoff und kamen damit den Verbrauchswerten nahe, die die neuen Wagen mit abgasgerecht eingestellten Vergasern erreichen. Wir haben daraufhin die Gegenprobe gemacht und einen 1973 gefertigten Vergaser in einen 1969 gelieferten Trabant 601 eingebaut. Der über 30000 km gelaufene Wagen brauchte damit auf Anhieb etwa 0,75 l/100 km weniger als zuvor. Das deckt sich mit unseren Feststellungen im Testbericht (Heft 7/1973), dass der Trabant 601 mit dem neuen Vergaser sparsamer geworden ist
Unsere anfänglichen Vermutungen, dass die Leerlaufsteuerung unter Umständen die Schmierung des Motors beeinträchtigen könne, erwiesen sich aber als unbegründet. Unsere Versuche und insbesondere der EFA-Test der Abgasprüfstelle der DDR lassen auf eine entgegen gesetzte Tendenz schließen: Selbst bei längerer Bergabfahrt mit bremsendem Motor ist eher eine Überfettung und reichlichere Schmierung als eine Abmagerung zu erwarten.

Eberhard Preusch

Aus DDS 8/73

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