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Den Bau meiner Ricklef musste ich mal ein paar Tage unterbrechen, da die "China"-Kühlwasserpumpe meiner Faur L45H mal wieder den Geist aufgegeben hat. Die Kühlwasserpumpe ist das Problemkind meiner ansonsten sehr funktionstüchtigen Lok, die ja auch einige Buntbahner schon in Aktion gesehen haben (Selfkantbahn, Schramberg).

Für die, die sie noch nicht kennen, stelle ich sie mal kurz stichwortartig vor. Es handelt sich um einen kompletten Eigenbau, Außer Elektronik/Fernsteuerung/E-Motoren/wenigen Zurüstteilen wie den Scharfenberg-Kupplungen oder den Radreifen:

Antrieb:
selbstgebauter liegender Einzylinder-Glühkopf-Viertaktmotor, Drehzahlbegrenzung durch Schnüffel-Einlassventil, sehr guter Ausgleich der Massenkräfte erster und zweiter Ordnung durch Gegenmassen in Boxeranordnung. Bauart des Zylinderkopfes nach Bauplan Fa. Bengs "Kleiner Karl", kombinierter Anlassermotor/Generator (Brushlessmotor mit Zahnriemenantrieb über ein Schwungrad, Drehstromansteuerung und nachgeschaltete Gleichrichtung: ca. 11 V). Die Lok arbeitet also dieselelektrisch im Gegensatz zum Original (dieselhydraulisch). In den Drehgestellen erfolgt die Transmission mit den bewährten Serv-O-Link Ketten (wie bei der Ricklef und anderen Modellen von mir). Drehgestelle voll gefedert. Startbatterie 3 Zellen LiPo Akku 1000 mA/h. Die Lok kann wahlweise auch als reine Akkulok laufen also ein echter Plug-In-Hybrid .

Gehäuse und Rahmen: massive Messingkonstruktion - überwiegend verschraubt und oder mit Uhu-Endfest 300 geklebt, teilweise auch gelötet.

Die Fahrfunktionen können, wie auch bei einigen anderen meiner Modelle, komplett aus dem Führerhaus und teilweise per Fernsteuerung bedient werden. Die Führerhausbeleuchtung erfolgt über das beleuchtete Voltmeter, Die Fahrlichter müssen manuell umgestellt werden.

Der Motor läuft mit Nitro-Methanol (Benzin/Öl geht auch)weshalb das Gehäuse und das Fahrgestell mit 2-K-Lack lackiert wurde.

Hier mal ein Video und paar Bilder des 8 kg schweren Schätzchens:

https://www.youtube.com/watch?v=J5IWzN7_Bz4
Soviel also als kurze Vorbemerkung. Das eigentlich Problem ist von Anfang an die Kühlwasserpumpe. In der für mich passenden Größe und Spannung habe ich nur Aquarium/Springbrunnenkreiselpumpen gefunden, die nur bis ca. 60° belastbar sind. Damit kann die Lok aber nur ca. 5 min laufen . Der erste Eigenbau einer Kreiselpumpe funktionierte auch nur kurz, wegen Korrosionsproblemen. Also wieder die China-Springbrunnenpumpen umgebaut: passende Anschlussnippel + bessere Abdichtung komplett mit Flüssigmetall ergibt immerhin ca. 70-80° Belastbarkeit für einige Zeit, besser aber optisch und funktionell nicht befriedigend:

Soweit zum Problem und jetzt zur aktuellen Lösung:

Grundlage der Zahnradpumpen-Konstruktion sind zwei Modul-1 Messingzahnräder 10 Zähne sowie ein Aluminiumkäfig (AlMg2)mit 10,2 (+/- 0,1) mm Wellenabstand und zwei Bohrungen 12 mm zentrisch zu den Achsenbohrungen. Dicke des Käfigs: 10 mm nach Planschleifen. Die Zahnräder wurden auf 9.8 mm Höhe geschliffen. Einschleifen der Bohrungen mit den Zahnrädern und Schleifpaste. Deckel aus plangeschliffenem Messing 2 mm mit 4 H7 Bohrung und Dichtungsbrille 4 H7 mit Vitondichtring 1 mm (Lochtiefe 0,9 mm). Das Wellenzahnrad ist mit Loctite Wellenkleber mit der V2A-Achse 26x4 mm verklebt. Das Ganze sieht man hier:
Die Teile müssen sauber nachgearbeitet und gefügt werden, bis alles ganz leichtgängig läuft. Die Pumpe lief dann mit Getriebeöl (mehrfach gewechselt) ca. 15 min ein und war auch ohne Dichtungen schon ziemlich dicht.

Danach dann noch schnell eine Halterung für den Antrieb und das Vorgelege (2:1, PU-Riemen 2 mm) gebaut und auf ging es zum Testen mit kaltem und danach kochendem Wasser: 2 h schön dicht (ganz geringe, tolerierbare Leckage an der Welle) und kräftiger Druck mit dem kleinen Motor.
Danach Test mit Kühlerflüssigkeit G12 (rosa, hab ich auch vorher verwendet): Pumpe verklemmt nach 1 min .
Austausch gegen Wasser: Pumpe läuft wieder 1a
Versuch mit Kühlerflüssigkeit G12+ (pink, hatte ich noch in der Werkstatt): Pumpe klemmt wieder.

Also erstmal nur Betrieb mit dem Speisewasser meiner Dampfmaschinen und Versuche mit weiteren Kühlflüssigkeiten, ich muss mal bei meiner Werkstatt vorbeischauen).

Also Pumpe eingebaut: Man sieht auch den erschreckenden Kabelbaum, aber dazu berichte ich ein anderes Mal.
Der Versuchsbetrieb mit Verbrennermotor über 20 min verlief bis auf eine geringe aber tolerierbare Leckage (ca. 2 ml) gut. Die Konstruktion sieht auch (für mich) in der rechten Seitenansicht ganz gut aus. Die Kühlung ist viel besser als mit allen Varianten vorher.

Die Kupplung der Pumpe mit dem E-Motor über ein Riemenvorgelege hat 3, zunächst gar nicht geplante, Vorteile: Erstens ist der Elektromotor thermisch von der Pumpe getrennt. Zweitens hat man eine gute optische Kontrolle über die Funktion der Pumpe. Drittens kann das Leckagewasser an der Welle problemlos ablaufen und mit einem kleinen Blatt Küchenzellstoff aufgenommen werden

Also Problem fürs erste gelöst und ich kann mich der Ricklef wieder zuwenden (warte auf Profile für die Dachrinne)....

Also deine Lok gefällt mir sehr gut und dass sie einen richtigen Verbrennermotor hat, ist echt der Hammer. Ich baue mir auch gerade ein Modell dieses Typs, allerdings in Kunststoffbauweise und elektrischen Antrieb. Weiterhin gutes Gelingen und störungsfreie Fahrt!

Danke für die positive Kritik und viel Erfolg bei deiner Faur!

Soll es eine Akku-Lok werden, oder konventionell analog/digital?

Bei Fragen zu Details, ob Drehgestelle oder Beschriftung etc. helfe ich gerne weiter.
Viele Grüße
Walter

Das gezeigte Projekt gefällt mir denn ich mache selber Ueberlegungen eines Schienenfahrzeugs mit Verbrennermotor. Beim Motor geht es um einen 2-Zyl. 4 Takt Benzin oder Methanoler. Die integrierte Zahnradpumpe erlaubt dann eine Wasserumlaufkühlung mit Ventilatorgebläse. Die ersten Versuche möchte ich aber mit einem Strassenfahrzeug machen. Das Bild zeigt den zusammengebauten Antrieb.
H_Pfister_2 (giovanni)

Hallo zusammen

@Hans: Kann das sein, dass Du einen Toyan 2-Zylinder Motor in wassergekühlt verwendest? Irgendwie kommt mir das bekannt vor

@Walter: Verwendest Du G12+ unverdünnt? Dann könnte einfach die Viskosität zu hoch sein, Versuche mal eine Mischung von 1:5 mit Wasser. Interessanterweise hat Toyan deutlich kleinere Wasserpumpen konstruiert für ihre Motore.

Ich persönlich bin von der Wasserkühlung aus Platzgründen weg. Im Augenblick beschäftige ich mich mit der RhB Gm 4/4 241 - ja genau die, die diese Woche wieder an die Brohltal Eisenbahn gegangen ist. Das Modell soll aber komplett dem Vorbild im Antrieb folgen . Da kann ich aber noch viel Glück gebrauchen.

Viele Grüße Ottmar

Ja Ottmar so ist es. Ich bin mittlerweile recht überzeugt von diesen Motoren. Zwei der Motoren habe ich selber montiert und bin sehr überrascht von der Präzision und Materialwahl. Wenn ich da an hiesige Bausätze denke komme ich schon ins Grübeln.
Der Motor hat integrierte Zahnradpumpe. Mit dem Wasserkühler bin ich selber gespannt was sich da als Antrieb machen lässt.

Also zum Thema Luft- und Wasserkühlung sowie China-Motoren musste ich auch etwas Erfahrung sammeln.

Als ich die Lok geplant habe (2016/17), standen die o. a. interessanten Zweizylindermotoren mit Wasserpumpe noch lange nicht zur Verfügung. Auch die kleineren niedrigtourig laufenden Verbrenner mit und ohne Hit & Miss aus China (s. M12 der Ricklef, wäre aber für die Faur zu schwach) gab es zumindest hier noch nicht

Mein erster eigener Versuch mit einer "Internal Combustion Engine" war mit einem luftgekühlten Zweitaktmotor, gebaut nach modifizierten Plänen von Jan Ridders (baut tolle Motoren + kostenfreie Baupläne, Spende optional, ich liebe seine Modelle):

https://www.youtube.com/watch?v=4iGY6k9LidQ

Ich habe an diesem Motor sehr viel gelernt und der Bau hat mir viel Freude bereitet. Toll ist z.B. der Oberflächenvergaser wie im ersten Benz Automobil. Der Motor läuft sehr gut, Leistung und Drehzahl sind auch oK, aber zweitakt-typisch ohrenbetäubender Krach (im Video irgendwie sehr leise) den ich auch mit den Hinweisen von Herrn Ridders nicht gebändigt bekam: Entweder laut und Leistung oder läuft gar nicht. Der Motor bekam also einen Ehrenplatz in der Vitrine, schade eigentlich, die Größe hätte super gepasst.....

Zweiter Versuch wieder mit einem Bauplan von Jan Ridders, diesmal ein modifizierten 4-Taktmotor mit Drehventilsteuerung (ich hatte Respekt vor dem Einschleifen von Tellerventilen, ist aber eigentlich nicht schwierig): Habe den Motor trotz guter Kompression und Leichtgängigkeit nicht ans Laufen gebracht, sehr wahrscheinlich wegen viel zu kleiner Schwungräder für die Kompression und das relativ hohe Volumen (ca. 15 ccm).

Dritter Versuch war dann der "kleine Karl" von Bengs:
https://youtu.be/mAmB96MwLLw?si=98FjCHW6riVUk--G
Der Motor kam meinen Vorstellungen (Geräusch, Leistung, niedrige Drehzahl) bei ausgesetzter Hit & Miss-Steuerung sehr nahe. Die China Varianten kamen übrigens kurze Zeit später auf den Markt, ein Schelm wer Böses dabei denkt. Es gab aber nicht unerhebliche Probleme mit dem Motor, der eher nicht für den Dauerbetrieb konzipiert ist:
1. Der Motor ist für die Spur G zu breit, u. a. wegen Hit & Miss-Regelung und besonders wegen der außenliegenden Riemenscheibe für Flachriemen (optisch alles sehr schön)
2. zu schlechter Massenausgleich, der Motor spring rum wie ein Böckchen (auch die China-Modelle teilweise)
3. Luftkühlung bei ausgesetzter Hit & Miss Steuerung nicht ausreichend (Viton-Kolbenring verschleißt dann rasend schnell)
4. Messinglaufbuche verschleißt schnell
5. Schwungräder nicht ausreichend befestigt
6. offene Bauweise führt zu massiven Ölverschmutzungen im Motorraum und auch im Führerhaus
7. Auspuffauslass ist unten, für die Faur wäre oben besser (aber Luxusproblem)

Brauchbar waren für mich der Zylinderkopf mit Zubehör (Stößel), Kolben und Pleul sowie die Zahnräder für die Steuerung der Nockenwelle.

Daraus habe ich dann meinen ersten Motor mit Massenausgleich nach dem Boxerprinzip und Motorblock mit Wasserkühlung (hält bis heute) entwickelt:

https://www.youtube.com/shorts/zHgCUO15Ilg

Der Motor passte jetzt von der Breite, Die Nockensteuerung wurde ganz schmal ohne Hit & Miss ausgelegt, gut funktionierender Massenausgleich. Transmission mit Zahnriemen, Flüssigkeitskühlung, V2A-Laufbuchse lösten die Probleme mit der Standfestigkeit von Laufbuchse und Kolbenringen. Und weil man dem Massenausgleich "stundenlang" zusehen mochte spendierte ich ihm einen Deckel aus Acryl für das Kurbelgehäuse.
Die Versuchsfahrten mit dem "Versuchsträger" waren vielversprechend, insbesondere der Generatorbetrieb überzeugte mich:

https://www.youtube.com/watch?v=hCMn49GgMhE

Der Motor wurde auch so in die finale Lok eingebaut. Im Probebetrieb ergaben sich aber doch diverse Probleme mit der Standfestigkeit. Neben der Kühlwasserpumpe hatte der Motor folgende Probleme:
- Schwungscheiben lockerten sich auf der Kurbelwelle. Grund ist hier der kombinierte Anlasser - Generatorbetrieb. Dies führt zu sehr kurzen aber sehr heftigen Lastwechselreaktionen mit der Tendenz alles zu zerreißen. Gefühlt wirken hier mehrere PS auf die klein dimensionierten Teile ein.
- Neben den Problemen mit den Schwungrädern (Festsetzen mit M4 Inbusschrauben auf der abgeflachten Kurbelwelle reichte nicht, Kleben war OK aber halt nicht mehr problemlos demontierbar) wurde nach jeweils ca. 10-20 Stunden auch zweimal die doppelt gekröpfte , nur 2-fach gelagerte Kurbelwelle zerlegt (Erste Kurbelwelle Messing/Silberstahl quer konisch verbolzt und geklebt, 2.Kurbelwelle Silberstahl/V2A geklebt und längs konisch verbolzt)
- Das Kurbelgehäuse ließ sich nicht ausreichend abdichten, so dass Öl sich übermäßig im Motorraum verteilte.
also insgesamt ziemlich unbefriedigend.

Jetzt kam mein erster China Motor (1 Zylinder Toyan 4-Takt-Motor, luftgekühlt, ca. 3,5 ccm als Bausatz erstanden) ins Spiel.
Der Zusammenbau des schön verpackten Motorbausatzes und der erste Probebetrieb waren recht vielversprechend.
aber.....
- Der Motor war zu hoch und mit dem beigefügten Anlasser zu breit
- der Anlasser war nicht für Dauerbetrieb als Generator geeignet
- Die Grundlastdrehzahl war ziemlich hoch (ca. 3000 U/min).
- positiv fand ich das Geräusch des schönen Labyrinth-Schalldämpfers, der sich aber auch nicht einfach mit der vorgegebenen Position der Auspuffendrohre verbinden ließ.

Ich habe hierzu folgende, recht aufwendige Lösung gefunden: Der Motor wurde ca. 10° schräg gestellt (Höhenproblem gelöst) und elastisch so gelagert, dass er auf die ursprünglichen Motorbefestigungen passte. Motor hinten - Generator vorn. Die Koppelung an den Brushlessmotor in Längsrichtung erfolgt auf den Generator über eine 2:1 Zahnriehmengetriebe (Generator/Anlasserdrehzahl ca. 6000 U/min) und eine Modellbau Kardankupplung.
Der Auspuff wurde aufwendig umgebaut, so dass er passte und auch noch einen guten Sound hatte.
Auf dem Prüfstand alles sehr vielversprechend, vor allem problemloses Anlassen und jede Menge Power im Generatorbetrieb.
Also Einbau in die Lok. Im Praxisbetrieb gab es leider viele Probleme:
1. Die Lastwechselreaktionen nach dem Anlassen zerlegten alle Kardankupplungen nach wenigen (<10) Starts:
2. Etwas bessere Ergebnisse ergab eine elastische Kupplung mittel dem abgebildetem Druckluftschlauch, aber auch diese Konstruktion war nicht ausreichend standfest.
3. Der Motor ölte stark. das Öl aus dem Auspuff und dem Kurbelgehäuse musste separat in einem Sammelbehälter abgeschieden werden. Dieser war nur noch sehr schwierig bzw. unterdimensioniert unterzubringen., Das Kurbelgehäuse bekam ich nicht dicht.
4. Der Motor zeigte nach ca. 1 Monat Probebetrieb bereits sehr starke Korrosion an der Kurbelwelle und ließ in der Kompression / Leistung deutlich nach (20 Betriebsstunden ?), Die Einstellungen am Vergaser mussten laufend verändert werden.

Mit diesen Problemen kam der Motor mit Einbaurahmen auch in die Vitrine. Wahrscheinlich muss der Motor doch mit deutlich höherer Drehzahl (> 4000 / min) betrieben werden, was ihn aber für mich als Lokomotivmotor uninteressant macht. Trotz der Korrosion an der Kurbelwelle ist der Motor übrigens immer noch sehr leichtgängig.

Insgesamt gefiel mir dann doch mein stark modifizierter kleiner Karl am besten. Also nochmal gebaut um die Kinderkrankheiten abzustellen:

Kurbelgehäuse komplett aus 2 mm Messing mit Verstärkungen für die Lager gebaut. Abdichtung mit Flüssigdichtstoff für Hydrauliksysteme "AN 305-42" , Fa. Weicon (Empfehlung/Bezug von Ralph Reppingen). Funktioniert einwandfrei, auch als Schraubensicherungslack (gut lösbar) klasse.

Am meisten Angst hatte ich vor der Kurbelwelle: 3. Versuch mit Kurbelwangen aus Automatenstahl, Loctiteklebung + Querverbolzung, Achse wieder aus Silberstahl 6 mm. Der Automatenstahl lässt sich viel präziser als V2A bohren und aufreiben, das Ergebnis war auch vor der Verklebung sichtbar besser und hält bis heute (> 100 Betriebsstunden)

Das Problem der Schwungräder ging ich wie bei einem Autorad an. Auf der Kurbelwelle wurde eine Radnabe querverbolzt (reversibel) fixiert. Auf die Nabe sind die Schwungräder präzise aufgeschraubt. Eine aufwendige Konstruktion, aber bislang völlig problemlos und leicht demontierbar.

Das Öl aus dem Treibstoffgemisch sammelt sich jetzt weitegehend im Kurbelgehäuse und pflegt damit den Viton-Kolbenring (nach ca. 50 h das erste Mal getauscht (geht in 30 min). Von Zeit zu Zeit sauge ich es über eine Wartungsöffnung mit einer Spritze ab. Die Lastwechsel machen sich nur noch am Zahnriemenritzel des Generators (Außenläufer Extron 780 KV) bemerkbar. Die gehärtete Motorwelle wurde mit Diamantwerkzeugen quergebohrt, seitdem hält es auch dort.

Der Motor arbeitet seit 2 Jahren sehr zuverlässig - bis auf die Kühlwasserpumpe. Ich bin recht guter Dinge, dass das Problem ist jetzt auch gelöst ist (bis auf das Kühlmittel).

Hallo Ottmar: also zu dickflüssig ist das G12(+) glaube ich nicht, die Pumpe läuft erstmal kurz ganz normal und wird dann immer langsamer bis sie quasi fest sitzt. Stark verdünnt geht es, ich weiß aber nicht ob es Sinn macht. Ich habe gute Kontakte zu einer freien Kfz-Werkstatt meines Vertrauens und werde mir da mal diverse Proben holen und berichten. Die verdünnte Variante behalte ich aber im Auge.

Deine Luftkühlung mit ausgeklügelten Leitblechen finde ich auch prima. Wenn mich die Wasserpumpe mal wieder nerven sollte, ziehe ich das auch in Erwägung. Einen schönen Zylindermantel mit Luftschlitzen habe ich schon.

Also abwarten, beobachten und erforderlichenfalls weiterexperimentieren. Deshalb machen wir das ja oder?

Hallo Walter,
mit großen Augen lese ich Deinen Bericht mit.
Das ist schon großes Kino, echte Verbrenner mit Wasserkühlung.
Danke für Deinen sehr anregenden Bericht.
Hut ziehende Grüße
Dieter