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McCoi Kettenöler

Seit langer Zeit bin ich ein Fan des McCoi Kettenölers. Der ursprüngliche Entwurf geht zurück auf Michael Dunin v. Przychowski (MDvP). Er wurde danach von Steffen Koberitz übernommen und zu einem Bausatz weiterentwickelt den er auf seiner Webseite www.mccoi.de anbietet. Dort finden sich viele weiterführende Hinweise, Erklärungen und ein Forum.

Eine Auswahl von Motorrädern in denen ich einen McCoi verbaut habe:
Honda CB1000R, Yamaha MT-09, Yamaha FZS1000, Honda CBF600, MZ SM 125.

Natürlich kann man darüber diskutieren ob es sinnvoll ist solch ein aufwändiges System zu installieren. Eine Dose Kettenspray ist für Gelegenheitsfahrer sicherlich die bessere Alternative. Aber wer viel fährt und/oder es bequemer haben möchte (und gerne bastelt) der ist mit solch einem System sehr gut bedient.

Aktuell: neue Elektronik mit Display und GPS

Die neueste Variante der Elektronik hat nun ein OLED-Display und Taster. Über ein Einstellmenü kann die Konfiguration verändert, Zustandswerte abgelesen und ein Testmodus aktivert werden.

Zusätzlich kann ein GPS-Empfänger als "Tachosignalgeber" hinzugebaut werden. Aus der GPS-Geschwindigkeit werden virtuelle Tachosignale abgeleitet. Alle 5 Sekunden wird so die abgelaufene Strecke berechnet und aufsummiert. Die Empfangsgüte des GPS-Signals wird intern aufgezeichnet um gegebenenfalls nachzuprüfen wie gut/schlecht der Empfang während der vergangenen 2 Stunden war.

Die GPS-Option ist wichtig für Motorradmodelle bei denen kein Tachosignal mehr zugänglich ist. Und auch sehr willkommen wenn man die Verkabelung und Konfiguration auf ein Minimum reduzieren möchte. Vom Motorrad wird nur noch die 12V-Versorgung benötigt. Die individuelle Tachoimpulse/Wegstrecken-Kalibrierung entfällt weil sie durch das GPS fest vorgegeben ist.

Die Pumpe

Das Herzstück des McCoi ist die elektrische Pumpe die das Öl zur Kette fördert. Menge und Zeitpunkt sind damit exakt definierbar. Steffen hat diese Pumpe über die Jahre für den Einsatzzweck optimiert und perfektioniert, insbesondere die Dichtungen.

Ich konnte es nicht lassen und habe sie direkt mal zerlegt. Ein Clip hält Pumpe und Spule zusammen:


Das innere Teil (Messing- und Stahl-Enden) ist verschraubt und mit Rohrzangen leicht zu öffnen.



Es ist ein sog. "Schwingkolbenpumpe" mit zusätzlichem Ventil. Das eigentliche Pumpenelement befindet sich (nicht sichtbar) im mittleren Teil. Der "schwarze Klotz" drumherum ist eine simple Spule für das Magnetfeld. Das Magnetfeld bewegt das Pumpenelement und fördert dadurch die Flüssigkeit.

Die Pumpe ist ursprünglich ausgelegt für kontinuierlichen Förderbetrieb an 12V/50Hz Wechselstrom. Im Einsatz als Dosierpumpe für den Kettenöler wird sie aber über kurze Gleichstromimpulse (~50 .. 80ms) angesteuert und macht somit jeweils nur einen einzigen Hub.

Das Design wurde über die Jahre mehrmals geändert. Hier ein optischer Vergleich zwischen MCP2.5 (oben) und MCP2.2 (unten).


Man erkennt leichte mechanische Unterschiede. Der elektrische Widerstand der Spule änderte sich von 6.0 Ohm (v2.2) auf 3.6 Ohm (v2.5).

Mehr als lästig ist der riesige, originale Steckverbinder. Denn üblicherweise verbaut man die Pumpe an Positionen wo traditionell sehr wenig Platz vorhanden ist. Einzelne Flachsteckverbinder waren eine erste Lösung. Ich bin dann aber auf eine radikalere Lösung übergegangen. Alle Kontakte werden flach abgesägt und die Kabel direkt angelötet.

Die Kabel liegen in einer flachen Nut. Dadurch kann die Pumpe flach aufliegen und über das M3-Gewinde befestigt werden. Bei einer Metallauflage muss man die Lötpunkte natürlich gut isolieren.
Der dritte Kontakt ist mit dem Metallgrundkörper verbunden und für eine Erdung gedacht. Für unseren Einsatzfall völlig überflüssig.

Starre Leitungen

McCoi verwendet Tygon-Schläuche (F-4040-A) mit den Durchmessern 2.4 und 4.8 mm als Öl-Leitung. Die sind nicht ganz billig, funktionieren aber prima, sind langzeitstabil und leicht zu verlegen.

Trotzdem verwende ich lieber starre Leitungen aus 2.0 mm Messingrohr (innen 1.0 mm) und ergänze sie nur an Übergangsstellen durch kurze Stücke aus Tygon. Nebenbei sollen die starren Leitungen das Nachtropfen verhindern weil sie über Temperatur ihre Form nicht ändern und hermetisch dicht sind.

An den Enden sind mehrere Röhrchen, in 1.0 mm Stufen ansteigend, gestapelt um auf die passenden Durchmesser der vorhandenen Tygonschläuche zu kommen (2.4 / 4.8 mm). Die Röhrchen lassen sich leicht und sicher mit etwas Lot verbinden. Als zusätzlicher Schutz, und hauptsächlich wegen der Optik, wurde noch ein schwarzer Schrumpfschlauch übergezogen.



In vielen Baumärkten scheint nur das 2.0 mm Rohr gängig zu sein, danach geht es in 2 mm-Schritten aufwärts. Das Stapeln der Röhrchen ist damit nicht möglich. Eine gute Alternative ist aber rundes Vollmaterial in das man ein 2.0 mm Loch bohrt. Tygon 2.4 mm passt gut auf 4.0 mm Rundmaterial, Tygon 4.8 mm passt gut auf 6.0 mm Rundmaterial.


Wenn man 6.0 mm Rundmaterial durchbohrt und mit 2mm Messingrohr verlötet dann hat man direkt einen passenden Übergang für den Ausgang der Pumpe. Ein Stück 4.8mm Tygon ist leider weiterhin notwendig.


Das gleiche Prinzip funktioniert auch am Tropfer sehr gut. Die dünne Leitung wird an der Befestigungsstelle durch ein Stück Rundmaterial mechanisch verstärkt.

Die Elektronik

Eine Elektronik ist wegen der elektrischen Pumpe und der Tachosignalauswertung leider unabdingbar. Sowas wird heutzutage mit einem Mikrokontroller gemacht. Steffen (McCoi) bietet einen guten und passenden Bausatz auf Basis eines Atmel-Controllers an.

Auslegung und Umsetzung entsprachen aber nicht dem was ich mir vorstellte. Deshalb habe ich meinen eigenen Entwurf entwickelt und aufgebaut. Genaugenommen sind es über die Jahre mehrere Varianten geworden da ich unschlüssig war welche Bedienung die Beste ist.

Die Grundaufgabe ist simpel: Die Tachoimpulse zählen und die Pumpe ansteuern sobald der Grenzwert erreicht ist. Drumherum gibt es ein ganzes Biotop an Hilfsfunktionen und Auslegungen, abhängig vom speziellen Einsatzfall und Vorlieben. Eine kleine Auflistung.

Die Methode zur Anpassungen an das Motorrad, Öl-Distanz und Skalierung des Tachos:

• Fest programmiert
• Dreh-/Kippschalter
• USB-Steckverbindung und PC-Programm
• Drahtlos (z.B. BT) mit Smartphone

Sonderfunktionen:

• Regen-Modus, mit Sensor oder Manuell
• Cross-Modus, Umschalter, für extreme Staubbelastung
• Kontroll-LEDs für Pumpe, Regen und Zustand
• Tank-Leer Schätzung durch Zählung der Pumpenklicks
• Überproportionale Ölmenge bei hohen Geschwindigkeiten
• Service-Mode zum Entlüften der Ölpumpe

Ein eher ungewöhnliches Feature ist ein zusätzlicher GPS-Empfänger zur Bestimmung der abgefahrenen Entfernung. Das Tachosignal wird dadurch überflüssig, was die Installation deutlich vereinfacht. Und ein neues Problemchen erzeugt, der GPS-Empfänger benötigt guten Empfang.

Version USB

Diese Version ist ein gutes Beispiel und ein schöner Einstieg für alle die gerne basteln und mal selbst etwas bauen möchten. Wenn man es geschafft hat darf man sich "MAKER" nennen ;)



Kernstück ist ein Arduino-Nano Modul (im Prinzip wäre jedes andere Compute-Modul genauso gut geeignet). Es ist ideal wenn man mit der Software experimentieren möchte. Mit der Arduino-Programmierumgebung kann man ohne spezielle Programmieradapter schnell mal was Neues aufspielen. Und später per USB konfigurieren.

Zusätzlich benötigt man eine Handvoll Bauteile zur Signalanpassung und einen fetten Schalttransistor. Das ganze könnte man durchaus auf einem Lochraster- oder Experimentierboard aufbauen. Die Bauteile sind nicht kritisch und fast alle in einer bedrahteten Ausführung verfügbar.


Die Schaltung hat 5 elektrische Kontakte zur Aussenwelt (rechte Kante des Schaltplans):

• Masse: üblicherweise der Minus-Pol der Batterie
• 12V-Zündung: über Zündschloss geschaltete +12V
• 2 x Pumpe: Polung ist beliebig
• Tachosignal: das Signal vom Geschwindigkeitsgeber

Die Stromversorgung läuft über Diode D1 und R1(47R) direkt zum VIN des Nano. Die Diode schützt vor Verpolung und negativen Spikes. Die kommen in Fahrzeugen sehr häufig vor und können erhebliche Amplituden haben. R1/C24 filtern und glätten Spannungs-Dips die z.B. durch hohe Ströme beim Aktivieren der Pumpe auftreten. Andernfalls ist es möglich das der Prozessor eine Unterspannung erkennt und einen Reset ausführt. Letzte Absicherung ist ein Varistor der die Spannung auf maximal 16V klemmt. Der Strombedarf liegt im Peak (wenn die Pumpe für 100ms aktiviert wird) bei ca 2..3A. Sonst bei ca 10mA.

Die Pumpe hängt permanent an 12V-Zündung und wird nach Masse geschaltet. Der Schalttransistor (U$6) hat ein Rating von 60V, 50A und 14,4mOhm. Für diese Anwendung ist er eigentlich völlig überdimensioniert. Aber hey, kann nicht schaden. Genau wie bei D5 die eventuelle Abschalt-Peaks der Spule eliminiert. Am Gate sitzt ein kleines Filter-Netzwerk damit der Transistor nur schaltet wenn er wirklich soll. An dieser Stelle funktioniert auch jeder andere MOSFET mit ähnlichen Eigenschaften. Einen Blick sollte man nur auf die Gate-Threshold-Spannung haben. Die liegt im Beispiel bei typ 3V (max 4V) und passt zur 5V-Versorgung des Prozessors. In einem 3V-System würde das nicht funktionieren.

Das Tachosignal (Geschwindigkeitssignal) wird leicht gefiltert und durch D2 begrenzt. Der Prozessoreingang ist dadurch sehr gut geschützt und Störungen werden passend unterdrückt. R10 ist ein notwendiger Arbeitswiderstand für die üblicherweise eingesetzten Geschwindigkeitsgeber mit Open-Collector-Ausgang. Er wird nur benötigt wenn man einen extra Sensor verbaut und nicht einen vorhandenen Tacho anzapft.

Der Jumper (JP3) ist eine Option um einen Schalter für Regen anzuschliessen.

Für die Software habe ich leider kein fertiges Beispiel. Ich denke aber eine simple Zählfunktion und ein Ping an die Ölpumpe sollte für niemanden ein ernsthaftes Problem darstellen der es schafft die HW aufzubauen..
Möglicherweise hilft auch ein Blick auf die SW-Ecke anderer Projekte weiter, z.B. Rehtronik Rehoiler

Version Dip-Schalter

Nach dem Motto "keep it simple, stupid" sollte alles möglichst einfach sein und ohne Hilfsmittel bedienbar. Die Einstellungen werden über Dip-Schalter gemacht. Einziges Extra ist ein "Regen-Schalter" der die Öl-Distanz halbiert. Der ist aber eigentlich auch Quatsch und könnte entfallen.


Diese Version lief in der Honda CBF600.

Für einfache Ansprüche völlig ausreichend. Aber wenn es etwas universeller werden soll (unterschiedliche Motorradtypen) dann ist das Mäuseklavier nicht die beste Wahl weil es nicht selbsterklärend ist.

Version Bluetooth

Eine interessante Anregung fand ich bei Rehoiler, die Elektronik wird per Bluetooth eingestellt. Beim ersten Durchlesen klang das nach technischem overkill, aber die Lösung ist durchaus vernünftig. Kleine Bluetooth-Module sind günstig zu bekommen, man kann die Elektronik komplett verschliessen, es sind keine Schalter notwendig und die Sache ist bequem vom Smartphone zu bedienen.



Die wesentlichen Teile auf der Platine sind: ein HC-05 BT-Modul, ein Atmel-Kontroller, ein Spannungsregler und der Schalttransistor für die Pumpe.
Die notwendige Steuer-App auf dem Handy machte mir Anfangs Kopfzerbrechen. Sie ist aber garnicht notwendig wenn man leichte Abstriche beim Bedienkomfort macht. Es gibt diverse Bluetooth-Terminalprogramme mit denen man alles per Kommandozeile machen kann.

Das Bluetooth-Modul verbindet sich mit dem Android-Handy per SPP-Profil (Serial Port Profile). Dieses ist auf alle Androiden verfügbar.
Leider nicht auf iPhones. Die benötigen neuere BT-Versionen, die das HC-05 nicht unterstützt. Das HM-10 wäre ein Kandidat, vielleicht später mal ..
Ein Laptop mit BT und einem Terminalprogramm ("Hyperterminal") geht natürlich auch.

Im Screenshot vom Terminalfenster sieht man die Kommunikation.
Das Protokoll ist selbst erdacht. Alle Befehle beginnen mit "#" und enden mit "*". Schickt man nur ein "?" (siehe erste Zeile) dann antwortet die Elektronik mit ihrem Status und einer kurzen Hilfe.

Zwei Einstellparameter sind essentiell (generell für diese Art von Kettenöler):

• Tachofaktor: Wieviele Impulse liefert der Tachogeber pro Kilometer?
• Öl-Distanz: In welchen Km-Abständen soll die Pumpe pumpen?

Alles andere ist Beiwerk zur leichteren Inbetriebnahme.
Auf Schnickschnack habe ich verzichtet. Einzige Ausnahme ist die Regen-Umschaltung (Öl-Distanz wird halbiert). Die kann man optional auch über einen mechanischen Schalter aktivieren (Kontaktpunkte sind auf der Platine).

Version GPS und Bluetooth

Diese Variante ist eine Weiterentwicklung mit einem HM-10 Bluetooth-LE-Modul und einem zusätzlichen Beitian BN-220 GPS Empfänger.



Das GPS-Modul wurde notwendig weil das Motorrad (Yamaha MT-09) keinen Geschwindigkeitsgeber besitzt. Das ABS wollte ich nicht anzapfen und auch keinen zusätzlichen Geber montieren.

Die GPS-Geschwindigkeit ist Teil der sog. "RMC-Message" des Moduls und wird automatisch jede Sekunde an die Elektronik gesendet. Daraus werden virtuelle Tachoimpulse berechnet und aufsummiert. Die restliche SW und Logik des Ölers bleibt identisch.

Zu Begin hatte ich Bedenken ob der Satellitenempfang ausreichend ist wenn das Modul unter der Sitzbank platziert ist und keine direkt Sicht zu den Satelliten besteht. Aber das Modul ist extrem empfindlich und die Signale haben keinerlei Probleme. Abgesehen von extremen Umgebungen (z.B. Tunneldurchfahrt) sind daher keine Unterbrechungen zu erwarten.

Die Steuerung und Kontrolle erfolgt über Bluetooth 4.0 vom Smartphone. Im Vergleich zum vorher eingesetzten HC-05 Modul (Standard 2.0) können dadurch auch iPhones eingesetzt werden. Eine geeignete App ist z.B. BLE Serial tiny. Das Protokoll und die Bedienung sind sehr rudimentär und an ein klassisches Terminal angelehnt.

Alternative Pumpen

Neben der McCoi-Pumpe (MCP2.5) gibt es noch diverse Alternativen die man mit der gleichen Elektronik betreiben könnte. Im weiteren Sinne könnte man auch die Ventile der Schwerkraft-Systeme hinzunehmen (siehe z.B. Berotec).

Diesel Dosierpumpen für Standheizungen

Eberspächer:
Beispiel "buschef.de"


Beispiel "standheizung-ersatzteile.com"


Webasto:
Beispiel "www.gepco.de"


Beispiel "www.standheizungs-shop.de"

Dellorto Ölpumpe PLE 8

Beispiel "www.stein-dinse.com"

Schwingkolbenpumpe EMX 08

Beispiel "www.clarksol.com"

Links

GPS-OILER-2, ein ESP8266 WEMOS-D1-mini basierter Kettenöler mit GPS, veröffentlicht auf GitHub

CLS Chain Lube Systems

Scottoiler

Rehtronik Rehoiler

Berotec Mofessor Motorrad Kettenöler