EPAKS – Optimierung des Zweitaktmotors

Seit es Motorräder gibt, basteln Profis und Laien mit Leidenschaft und Akribie an Motor und Auspuff. um die Leistung des Gefährts zu verändern. Auch Marie-Theres Sellmaier und Patrick Menghin von der HTL Braunau überlegten, wie sie die Leistung eines Zweitaktmotors erhöhen könnten. Dabei lag ihnen weniger am Sound oder an der Geschwindigkeit, sondern mehr an einem umweltfreundlicheren Fahrzeug.

Die Projektidee geht auf eine Einladung der ExpertInnen von KTM-Sportmotorcycle AG zurück, die in der Braunauer Maturaklasse anfragten, ob Interesse an der Entwicklung einer Steuerung für die Außenklappe eines Zweitaktmotors bestünde. Sellmaier und Menghin sagten ja und nutzen die Ferien, um sich mit dem Innenleben der Konstruktion vertraut zu machen. Unterstützung erhielten sie bei KTM von Markus Dobler, an der Schule war DI Johannes Fasching ihr Ratgeber und Betreuer in kritischen Momenten. Und die gab es immer wieder auf der Suche nach einer schadstoffsparenden Alternative zur handelsüblichen Mechanik, die das Abgas vom Motor zum Auspuff regelt. Denn das Anforderungsprofil an die neue Variante lautete: umweltfreundlicher, schneller und günstiger.

Mit Schulbeginn folgten die Auswertung der Datenblätter und erste Berechnungen. KTM lieferte das Knowhow und ein Motorgehäuse, das die SchülerInnen auf Hochglanz brachten und an einer geeigneten Halterung fixierten. Weil im System eines Motorrads Druckluft bereits vorhanden ist, entschieden sie sich für eine elektropneumatische Regelung der Auslassklappe. Diese sollte nicht nur wie bisher die Drehzahl, sondern auch das Drehmoment berücksichtigen. Nach einigen Tests zeigte sich, dass 3/2 Wegeventile und Zylinder mit 6 mm Durchmesser für den Zweck am besten geeignet waren.

Wesentlich mehr Schwierigkeiten hatten die beiden beim Bau des Mikrokontrollers. Zunächst machte ihnen der digitale Winkelgeber zu schaffen, dann die Reibung der Klappe, die Reaktion des Zylinders und schließlich die Frage der für die Ventile adäquaten Impulse. Auf Anraten ihres Betreuers wählten sie kleine Etappen-Ziele und entwickelten das Programm nach und nach. Auf diese Weise fand das Team zu einer Verstärkerschaltung, die das Ausgangssignal des Mikrokontrollers auf das erforderliche Niveau brachte. Und es wurde das Problem der Reibung überwunden, in dem der Zylinder durch einen zeitlich versetzten Gegenimpuls gebremst wird. Schließlich erbrachte diese Methode auch höhere Genauigkeit. An Feinheiten wird noch gefeilt.