OK
Das obere Pleuelauge ist durch Zugkräfte zerstört worden. Diese Zugkräfte sind am größten wenn die Massenträgheit den Kolben hochzieht, also das Pleuel den Kolben runterziehen muß. Ob nun unter Last oder ohne ist egal - beim Auslasstakt und Ansaugtakt ist da sowieso kein Druck auf dem Kolben.
Das Problem ist die Dauerfestigkeit des oberen Pleuelauges. Dieses wird wechselnd belastet, von Druck auf Zug und wieder umgekehrt. So was nennt man „Lastwechsel“ – ist was anderes als beim Autofahren.
Bei Druck kann das Pleuel „knicken“ und bricht unten am Schaft. Bei Zug reißt das Pleuel an der schwächsten Stelle – meist oben am Pleuelauge.
Die nächsten Absätze sind eher für Dome - habt ihr im Master-Studium Betriebsfestigkeit?
Für das verwendete Material gibt es Testwerte über die maximale Spannung in Bezug auf die Anzahl der Lastwechsel. Diese Kurven nennt man Wöhler-linien (oder -kurven).
Diese Kurven ermittelt man durch Dauerfestigkeitsversuche und zählt unter welcher Last das Material nach wie vielen Zyklen bricht. Dabei entstehen erst kleine Haarrisse und diese erweitern sich langsam bis das verbliebene Material irgendwann plötzlich reißt weil die Zugfestigkeit der verbleibenden Fläche nicht mehr ausreicht.
Normalerweise legt man den Querschnitt des Bauteiles so aus, dass die Belastung und der Querschnitt des Bauteils eine maximale Spannung für die festgelegt Anzahl an Lastwechseln nicht überschreitet.
Rechenbeispiel Anzahl Lastwechsel:
Bei einer Laufleistung von 80000km und einer mittleren Drehzahl von 5000U/min sowie einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 100km/h kommt eine Lastwechselzahl von 240.000.000 heraus –also 240e6 wenn ich mich nicht auf die Schnelle verrechnet habe.
Nun müsste man die Wöhlerkurve des Pleuelmaterials (geschmiedet) haben um zu sehen welche Maximalspannung bei dieser Lastzahl noch erträglich wäre. Bei der Zahl sollte aber schon Dauerfestigkeit vorliegen, d.h. die zulässige Spannung fällt nicht mehr.
Zurück zum Schaden:
Dadurch, dass der Bolzen im Pleuelauge festging und wahrscheinlich im Kolben auch gerieben hat (Andy sollte sich auch die Kolbenbolzenbohrungen anschauen) wurde das Pleuelauge zusätzlich belastet. Die Gesamtspannung war dann so hoch, dass die Risse weiter gegangen sind und irgendwann war Schluss.
Das kann innerhalb von Sekunden passieren.
Honda hat zwischen dem Pleuelauge und dem Bolzen nur eine Stahl auf Stahl Materialpaarung. Normalerweise nimmt man im Pleuelauge ein Bronzelager, daß verhindert, dass sich die Teile miteinander festfressen und verschweißen.
Die ersten Motoren hatten eine leichte Presspassung, so dass der Bolzen mit dem Pleuel verklemmt war. Im Werkstatthandbuch steht auch immer noch drin dass man das Pleuel erwärmen soll um den Bolzen zu montieren / demontieren.
So eine Passung hat man eigentlich nie richtig im Griff da die Temperaturen zu stark schwanken. Durch die leichte Presspassung gab es wohl ab und an bei sehr heißem Pleuel/Bolzen etwas Spiel so dass dort Reibung ohne Schmierung entstand. Honda hat versucht dem entgegenzuwirken indem sie die Kolbenöldüsen modifizierten. Durch die 4-Loch Schrauben wird mehr Öl durch die Düsen gespritzt. Nebeneffekt: ca. 0,5bar niedrigerer Öldruck als im Werkstatthandbuch.
Das hat erstmal geholfen, aber das Problem nur verzögert, da durch die Dauerbelastung am oberen Pleuelbereich irgendwann das Pleuel bricht.
Bei Lars ist das dann so gewesen, dass sein verbrauchtes Öl oben im Pleuel/Bolzenbereich bei den heißen Temps da oben nicht mehr schmierte. Und dann war irgendwann der Rissfortschritt im Material soweit dass das Pleuel versagte.
Honda hat später mal die Passung des Bolzens/Pleuels und die Ölführung im Kolben geändert. Aber das hat nur eine weitere Verschiebung des Problems gebracht. Warum Honda da nicht auf Bronzelager im Pleuel geändert hat ist mir ein Rätsel.
Ich habe bei meinem S2000 Carrillo Pleuel drin die so eine Lagerung haben. Außerdem hilft der Ölkühler das Öl nicht so schnell altern zu lassen.