Weil es seit langem schon ausverkauft- und eine neue, aktualisierte Auflage überfällig ist, habe ich mit entschlossen die erste Auflage hier zu veröffentlichen.
Es wird nur der reine Text in den Beiträgen stehen, ohne Bilder.
Daher kann es vorkommen, dass einige kleine Kurztexte ohne dem dazugehörigem Bild erst ein mal sinnlos erscheinen, sorry aber dennoch viel Vergnügen...
hier das erste Drittel: Seite 1-49
Motorbauphilosophie
von
Rainer Orminski
2007
mit Bildern, Zeichnungen und Detailfotos,
die einen besonders anschaulichen Überblick über
Tuningmotoren für den VW-Käfer geben und dem
technisch interessierten Käferfahrer ein Handbuch und
einen Tuningfahrplan geben soll.
2
Anschrift des Verfassers:
Rainer Orminski
Kommerzienrat Behrens Straße 2
31246 Lahstedt
E-mail-adresse: orminski@web.de
Herausgeber : Rainer Orminski
Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des
auszugsweisen Nachdrucks, der Herstellung von Kopien
und der Veröffentlichung in jeglicher Form, auch im
Internet, sind vorbehalten und bedürfen der schriftlichen
Genehmigung des Verfassers.
3
Motorbauphilosophie
Vorwort
Um es vorweg zu nehmen; In diesem Buch geht es mehr
um leistungsgesteigerte Motoren für den luftgekühlten
VW und weniger um Standard - Austauschmotore.
Es gibt viele Bücher über Tuning. Auch sind sehr viele
„Niederschriften“ über den VW-Käfer verfasst worden.
Den Vollprofi werden die nächsten Seiten vielleicht
langweilen und den alten Hasen ist sowieso alles klar.
DENNOCH….in den letzten Jahren hat sich die
Käferscene stark verändert. In den letzen 30, 40 Jahren
kamen und gingen Käfertuner und Motorenpapste. Große
Firmen und Hersteller für Motorkomponenten sind hell
aufgeflammt und dann doch wieder in der Versenkung
verschwunden. Die Ansprüche sind teilweise sehr
gewachsen. Nicht alles, was vor 30 Jahren noch das
„Maß der Dinge“ war, findet heute überhaupt noch
Anerkennung. Viele Motorkomponenten sind gar nicht
mehr erhältlich und viele Werkstätten sehen sich mit der
simplen Technik überfordert:…..“ es fehlt doch der
Diagnosestecker“ und „ ich kann das EPROM nicht
finden“.
Nun, Sie merken schon, es wird humoristischer.
ABER, für wen ist das vorliegende Buch denn eigentlich
gedacht?
Zu erst einmal für Leute wie mich, also Freunde des
luftgekühlten Motors. Und somit auch für alle, die sich
einen Einblick in meine Motorbauphilosophie verschaffen
4
wollen. Dabei kann alles nur subjektiv sein, wenn auch
eine über zwanzigjährige Erfahrung und die Begeisterung
für alles Technische ein fundiertes Fachwissen in Praxis
und Theorie zusammen getragen haben.
Heute, im Jahr 2006, sieht einiges anders aus und viele
werden wirklich wichtige Infos auf den folgenden Seiten
finden…….
Sie werden einen Einblick in die heute gängigen
Komponenten und Konzepte finden. Es soll Ihnen auch
helfen, „Ihren“ Motor zu finden.
Für absolute „Neueinsteiger“ wäre es empfehlenswert,
erst einmal die Unterschiede Typ-1 und Typ-4 Motor
nachzulesen. Lesen Sie hierzu „ Was ist ein Typ1
Motor“ und „Was ist ein Typ4 Motor“ am Ende dieses
Buches.
Ich wünsche Ihnen viel Neugier und Freude beim Lesen:
Und entschuldigen Sie meinen humoristischen
Schreibstil…..
5
2006
Rainer Orminski
Der Verfasser dieser Seiten
Der Motor macht gerade seine ersten Gehversuche.
Es ist ein Typ4-Motor mit Porschegebläse,
2,0l 120PS, komplett neu aufgebaut für Käfermontage.
http://www.orratech.de
6
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 3
Inhaltsverzeichnis 6
Tuning für ein paar „Mark“ ähh sorry, EURO 8
Vor und Nachteile Typ1 und Typ4 10
Optik Stilrichtungen 13
Typ1 Motor Rumpfmotor 15
Peripherie Anbauteile 40
Vergaseranlagen 49
Typ4 Motor Rumpfmotor 75
Gebläsesysteme Kühlung 91
Kupplung 96
Abgassysteme 103
Ölsystem 108
Die spannendste Frage „Wie lange hält das“? 113
Garantie und Gewärleistung 117
Grundsätzliches und Motordefinition
Was ist ein „Typ 1“ 119
7
Was ist ein „Typ 4“ 121
Anhang
Sinnvolle Typ1 Konzepte 123
Motorgalerie Typ 1 127
Motorgalerie Typ 4 131
Danke
….und es geht auch anders… 139
Historie des Verfassers 145
8
Motorbauphilosophie
Motortuning für ein paar Euro!
Wie bestimmt auch der Letzte mitbekommen hat, gibt es
keine Zusatzpferde für ein paar EUR. Also wird man sich
bei Leistungshunger über ein gewisses Maß hinaus zum
Kauf oder Bau eines Motors entscheiden müssen.
Dieses eben angesprochene Maß könnte die Aufrüstung
eines Serienmotors mit einer Zwei- oder
Doppelvergaseranlage sein. In diesem Buch geht es aber
um „MEHR“. Mit dem Umbau auf Mehrvergaseranlagen
ist nur eine Leistungssteigerung von wenigen PS
möglich. Auch der Anbau von vermeintlichen
Sportauspuffanlagen bringt dem Leistungshungrigen
kaum das gewünschte Sättigungsgefühl, ist es doch auf
dem Leistungsprüfstand selten nachzuweisen. Der
Serienmotor ist für normales „Anbauteiltuning“ wenig
geeignet. Also wird man sich für einen komplett
überarbeiteten Motor entscheiden müssen.
Aber auch wenn man „NUR“ einen guten neuen
Serienmotor benötigt, ist es heute nicht einfach…..
IST DER MOTOR GUT?...... Die Frage bei Kauf oder
Konfiguration eines Motors ist eigentlich immer gleich.
„ Ist dieser Motor gut“? oder vielmehr: „ Ist dieser Motor
auch TOP“?
Nun die Frage sollte eigentlich lauten: „Ist dieser Motor
für meinen Anwendungszweck der richtige“?
Auch dies ist nicht einfach zu beantworten, da es in der
Natur des Menschen liegt, eigentlich immer das BESTE
haben zu wollen.
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Es ist relativ einfach das BESTE zu bestellen, zu kaufen
oder zu fertigen, ABER,,,,,,, es kostet auch das Beste-
GELD und den größten Arbeitsaufwand. Da wir aber
nicht alle auch die finanziellen Mittel unbegrenzt zur
Verfügung haben, bietet es sich vielmehr an, erst einmal
mit dem Minimum an Anforderungen zu beginnen und
dann sich die Extras aufzuzählen, die der Motor haben
sollte. Man muss dabei nicht zwangsläufig bescheiden
sein, sondern vielmehr die Eckpunkte nach dem
tatsächlichen Bedarf und den zur Verfügung stehenden
Mitteln klären. Ein einfacher Austauschmotor mit den
Leistungsmerkmalen der Großserie braucht nicht
unbedingt eine elektronisch fein gewuchtete
Schmiedekurbelwelle, geschmiedete und ausgewogene
Kolben usw. Großserienmotoren haben eine Laufleistung
von weit über 100.000 Km. Sie leben auch bei schlechter
Pflege oft viele Jahrzehnte, bis sie kapitulieren. Es gibt
aber auch in der Großserie immer wieder besonders gute
oder auch besonders schlechte Motoren. Je nachdem
wie viel Freude und Fleiß der Monteur am Band gerade
hatte und wie gut die Werkzeugmaschinen eingestellt
waren.
Bei der Einzelfertigung sollte es folglich eben der
BESSERE Motor werden. Strebt man etwas mehr
Leistung an, dann trifft man zwangsläufig auf die
nächsten Fragen. „Wie will ich meinen Motor einsetzen?
Wie viel Leistung will ich haben? Wie viel kann und will
ich dafür ausgeben? Welche Kompromisse bin ich bereit,
einzugehen?
Denn wie oben schon geschrieben, wenn man nicht
unbegrenzt Geld ausgeben will oder kann, dann muss
man Kompromisse machen….
Bis hierher, denke ich, gilt dies für alle Motoren.
Spezieller wird es jetzt, wenn man sich den Bereich um
den VW-Käfer ansieht.
10
Es gibt dort die beiden Grundkonzepte Typ1 und Typ4.
Eine grobe Übersicht hierzu habe ich in den INFOS zu
den Motoren gegeben. Siehe INFOMAPPE oder INFOCD
oder auch ANHANG.
An dieser Stelle möchte ich etwas detaillierter auf die
Motortypen eingehen.
Beide Motorkonzepte haben ihren Anwendungsbereich
und ihre Vor- und Nachteile.
Typ 1 Motor 1915ccm 110 PS Typ 4 Motor 2,0l 140 PS
Typ1 Vorteile:
- preiswerte
Ersatzteilbeschaffung bei Standard-Teilen
- günstige Tuningteile,
da in den USA weit verbreitet
- viele Anbauteile für Käfer aus der
Serie verwendbar.
Nachteile: - die Lebensdauer leidet stark bei
erheblicher Leistungssteigerung
- großer Preissprung bei High-Performance
Teilen
11
Typ4 Vorteile:
- stabilere Bauweise
- standfeste Motoren
- hohe Basisleistung
- hohe Maximalleistung und Drehmoment
möglich
Nachteile: - viele Spezialteile nötig
- hoher Grundpreis da relativ selten
- relativ kleiner Teilemarkt
- viel fundiertes Wissen nötig
- fast keine Käferteile verwendbar
- sofort auffällig
Wie man sieht, gibt es eine Menge „Für“ und „Wider“
abzuwägen.
Ich empfehle die Entscheidung grundlegend so zu
treffen:
Typ1 Motoren sind mit akzeptabler Laufleistung bis etwa
110 PS sinnvoll, darüber sind Typ4 Motoren geeigneter.
Sicherlich kann man sehr sportliche Typ1-Motoren auch
mit weit über 110 PS bauen, was auch nicht selten
angeboten wird, dies geht aber dann erheblich auf die
Haltbarkeit. Typ4-Motoren fangen konstruktiv bei etwa
100 PS erst an, von den kleinen 1,7 und 1,8 Liter
Motoren einmal abgesehen, und sind in ihrem
Grundkonzept dann dementsprechend auch haltbarer.
Für etwas mehr Leistung im Käfer sind standfest und
preiswert etwa 70-90 PS mit Typ1 Motoren realisierbar
und auch vernünftig.
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Optik
Vorweg etwas zur Optik, auch wenn es viele gibt, denen
dies zweitrangig ist.
Um es grob zu beschreiben gibt es dabei vielleicht zwei,
drei Konzepte.
Optisch, den Laien ansprechend, wirken die Motoren
Chrommodell-Triker und Germanstyl.
Ohne hier eine Abwertung vornehmen zu wollen, kommt
es beim Triker auf die schöne Chromoptik an und
weniger auf gute Technik, während dem Germanstyler es
neben perfekter Optik auch auf absolute Hightech
ankommt. Ein weiteres Konzept könnte hier der Klassiklooker
sein.
Es kommen hier weniger Chromfoppel und kein Hightech
zur Anwendung, sondern vielmehr der klassische,
getunte Motor.
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Chrommodell
Germanstyler
Klassiklook
Die drei Motoren stehen einmal stellvertretend für ihre
jeweilige Gattung.
Beim Chrommodell wurde hier sehr viel Wert auf
glänzende Optik gelegt. Der Motor ist von seiner
technischen Performance her nicht besonders
anspruchsvoll.
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Beim recht schlicht aussehenden Klassiklooker sind
solide, aber auch höherwertige Materialien zum Einsatz
gekommen. Man könnte es vielleicht mit
„understatement“ beschreiben. Der Germanstyler sucht
die technische und optische Perfektion. Man sieht ihm die
Leistung förmlich schon an.
Besonders aufwendige Konzepte findet man häufiger bei
Typ4-Motoren als bei dem klassischen Käfermotor Typ1.
Dies mag an der Angebotsvielfalt für Typ1-Motoren
liegen und dem damit verbundenen geringerem
Preisniveau.
15
Der Typ 1 Motor
Rümpfe
Nun aber zu den Rumpfmotoren im Detail. Erst einmal
der Typ1-Motor.
Es ist eine Menge Wissenswertes in den Büchern von
Theo Decker „Käfertuning“ Band1 und 2 geschrieben
worden und dies hat auch heute noch zum Teil seine
Gültigkeit.
Dennoch, die Entwicklung ist weiter gegangen und der
Teile- und Anbietermarkt hat sich doch gewaltig
geändert. Viele Firmen sind nicht mehr existent. Andere
sind kurzzeitig hell aufgeflammt und dann wieder
verschwunden. Beständig sind nur wenige am Markt
geblieben. Einige neue Firmen werben aktuell mit
absoluten Hightech Produkten und werden auch ihre
Kundschaft finden. Ob sie sich halten können, wird die
Zeit zeigen.
Es gibt auch immer noch fabrikneue Motoren zu Preisen
um die 1500,-EUR für nackte Rümpfe und für etwa
2500,-EUR nahezu Komplettmotoren. (Stand 2006).
Diese haben aber so gut wie gar nichts mehr mit den
guten Käfermotoren aus deutscher Produktion zu tun. Sie
kommen meist aus den Werken in Brasilien oder
Südafrika. Man muss es deutlich sagen. Was da
angeboten wird, ist sehr minderwertig, um es gelinde
auszudrücken. Es sind Gusskurbelwellen sehr schlechter
Qualität verbaut. Die Kolben haben oft mehr als 7/100stel
Laufspiel. Die Stößel sind mit dem Hammer in ihre
Führung gedroschen, die Nockenwellen und
Kurbelwellen sind nicht gehärtet und sehr oft krumm und
die Zylinderköpfe haben die kleinsten Ventile, die je
16
verbaut wurden. Die Schwungscheibe ist in grober
Gussqualität und fast 2 Kg schwerer als die alten aus
deutscher Fertigung. Für einen sorglosen Betrieb im
Käfer sind diese Motoren kaum geeignet und schon gar
nicht für Tuning. Der „neue“ Standard 1600er erreicht
kaum seine 46 PS, ist er doch für eine elektronische
Einspritzung gedacht und immer wieder dem
Kostendruck und den Abgasgesetzen unterworfen
worden und so abgemagert.
Ein alter Motor aus deutscher Produktion lohnt sich fast
immer wieder aufzubauen, oder im Austausch gegen
einen revidierten Motor zu nehmen. Es sind dort
Schmiedekurbelwellen verbaut worden. Die Kolben und
Zylinder sind meist in guter Qualität von Mahle oder
Kolbenschmitt. Die Motorgehäuse sind mehrfach
überholbar und die Zylinderköpfe nach Wunsch neu oder
wenn möglich überholte.
Ein Standard 1600er mit normalerweise 50 PS ist sehr
einfach auf knapp 60 PS zu steigern, ohne dass man
finanziell erheblich tiefer in die Tasche greifen müsste.
Eine erhöhte Verdichtung und eine Nockenwelle mit
besserer Füllung reichen da schon fast aus. Immer
vorausgesetzt man kümmert sich auch um einen
fachgerechten Zusammenbau und die Optimierung der
Serienteile. Hier werden aber die meisten Fehler
gemacht. Sei es weil es schnell gehen muss, oder weil
ein fundiertes Wissen um den Käfermotor fehlt. Viel
schlimmer wirken sich diese Fehler dann bei
leistungsgesteigerten Motoren aus.
Rumpfmotore mit geschmiedeten Kolben sind von
1600ccm bis 1915ccm nahezu preisgleich herzustellen.
Teurer wird es dann, wenn man die mehr ccm auch in
Leistung sehen will. Zylinderköpfe mit großen Ventilen
und großen Kanalquerschnitten kosten erheblich mehr
17
als Standardköpfe. Diese sind aber für eine gute Füllung
von großen Hubräumen wichtig.
Noch ein paar Worte zur Alulegierung der Motorblöcke
„Was ist besser“? AS41- oder AS21-Gehäuse. Nun, da
scheiden sich die Geister. Jeder hat dazu andere
Ansichten. Ich möchte auch keine grundsätzlichen
Aussagen machen. Vielleicht ein Anhaltswert.
Magnesium ist leichter, neigt aber zu erheblicher
Korrosion. Porsche hat mit den 911 Motorblöcken seine
Erfahrungen gemacht. Die Magnesiumgehäuse waren
erheblich leichter. Es gab aber auch immer wieder
Probleme mit Verzug und Korrosionsschäden. Der VW
Typ4 Motor war schon immer ein ALU-Block, von kleinen
Ausnahmen einmal abgesehen. Man erkennt es an der
Farbe. Legierungen mit höherem Magnesiumgehalt
werden sehr schnell dunkel, ein Zeichen der
Reaktionsfreudigkeit mit dem Luftsauerstoff.
18
Dies ist ein neu aufgebauter Typ1 Rumpfmotor. Es wurde
hier ein 1600ccm Motor aus alter deutscher Produktion
genommen und komplett vermessen, neu gespindelt und
mit neuen geschmiedeten Kolben der Firma Mahle in
94mm Durchmesser, neuen großen Zylinderköpfen mit
39mm Einlassventilen und 35mm Auslassventilen
montiert. Die Nockenwelle ist von der Firma Engle und
mist 316°. Die Verdichtung ist auf 9,5:1 angehoben und
die Brennräume sind einzeln ausgelitert. Die
Schwungscheibe ist elektronisch mit der geschmiedeten
Kurbelwelle fein gewuchtet.
Der Motor hat 1915 ccm und eine Leistung von 125 PS
19
Kolben, Zylinder und Kurbelwellen
Für den Typ 1 Motor sind Serienkurbelwellen mit 64 mm
bei den 1200ern und 69mm ab 1300ccm verbaut worden.
Im Weiteren betrachte ich vorerst nur noch die 69 mm
Wellen, da diese für eine Leistungssteigerung mehr Sinn
machen.
Bei dem größten Serienmotor kamen folglich die 69mm
Welle mit 85,5mm Kolben zum Einsatz. Es sind heute so
gut wie keine Übermaßkolben zur Motorrevision mehr
erhältlich. Dies ist aber kein Grund zur Trauer, DENN es
gibt eine Vielzahl an Big -Bore –Kids zu wirklich zivilen
Preisen. Die meisten Kolben und Zylindersätze sind
dabei in geschmiedeter Ausführung.
Heute gängige Maße sind:
Kolbendurchmesser, bzw. Bohrung
20
85,5mm
86,0mm
87,0mm
90,5mm
92,0mm
94,0mm
Gut und empfehlenswert sind dabei die 85,5 und 86,0er
für einen Standardmotor, so wie die 90,5er für einen
1776ccm Motor und die 94er für einen 1915ccm Motor.
Die übrigen haben eine geringere Zylinderwandstärke
und sind somit weniger haltbar.
Ab 88mm Kolbenmaß müssen jedoch das Motorgehäuse
und die Zylinderköpfe aufgebohrt werden, um die
Zylinder montieren zu können. Bei dem 1915ccm Motor
muss das Motorgehäuse schon sehr weit aufgebohrt
werden. Das Typ1 Motorgehäuse ist von Hause aus nicht
besonders stabil ausgelegt und ist bei dieser Bohrung am
absoluten Limit.
21
Man bedenke: Die Konstruktion war ursprünglich als ca.
1100ccm Motor mit guten 20 PS gedacht und soll nun bei
knapp 2l Hubraum weit über 100PS leisten.
ABER, dies ist beim Typ 1 Motor nicht das Ende der
Fahnenstange.
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hier eine extrem
erleichterte Serienhubwelle. Voll poliert mit erleichterter
Schwungscheibe. Beides elektronisch feingewuchtet.
Es gibt ja noch Kurbelwellen mit größerem Hub. Im
Tuningbereich hat sich besonders die Scene in den USA
um den Typ1 gekümmert. Es sind auch die meisten Teile
aus den USA, wobei die Qualität leidet, aber in good old
germany wird kaum noch etwas hergestellt.
Wie dem auch sei. Kurbelwellen mit 78mm Hub wurden
in den 70ern von der deutschen Firma Öttinger
vertrieben. Sie sind aber kaum noch zu bekommen. Weit
verbreitet sind heute Scat-Wellen aus den USA, wobei
die US-Firmen auch schon wieder in Fernost fertigen
lassen und teilweise nur die Endkontrolle in den USA
gemacht wird. Der Vertrieb läuft über die USA und
Importeure hier in Deutschland. Die Qualität ist nicht
schlecht.
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Es sind geschmiedete und gegossene Wellen derzeit am
Markt erhältlich. Leider muss man sich auf die Angabe
des Händlers dabei verlassen. Die Preise für Guswellen
sind mächtig in den Keller gegangen. Ab etwa 350,-EUR
ist man dabei, wobei Schmiedewellen mehr als das
doppelte kosten.
Es gibt auch Kurbelwellen mit Gegengewichten. Nun,
man sollte sie nur in top Qualität nehmen.
Angeschweißte Gegengewichte an Serienwellen sind mit
Vorsicht zu genießen. Häufig sind sie krumm, oder nicht
gehärtet. Beides ist keine gute Basis für einen
langlebigen Motor.
Hier eine 78mm Kurbelwelle
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Es gibt Kurbelwellen mit folgenden Hüben:
69mm
74mm
76mm
78mm
80mm
82mm
84mm
Ab einem Hub von mehr als 76mm wird eine
umfangreiche Motorgehäusebearbeitung fällig. Es muss
im Kurbelraum richtig Platz gemacht werden. Ab 80mm
Hub müssen auch die Pleuel stark bearbeitet werden
bzw. Spezialpleuel verwendet werden.
Wie man sieht, wird so ein Motor sehr aufwendig, zumal
noch große Zylinderköpfe nötig sind um so einen
hubraumstarken Motor auch anständig zu füttern.
Pleuel
Die Serien-Pleuel sind für Tuning durchaus gut geeignet.
Bei der Verwendung von extrem großen Kurbelwellen
müssen sie aber bearbeitet werden um eine
Freigängigkeit im Kurbelraum zu garantieren. Ein
Auswiegen der Pleuel schafft Laufruhe und schont den
Motor.
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Hier vier Serienpleuel für die 69mm Kurbelwelle
Zylinderköpfe
26
Eine alte Tunerweisheit besagt, dass in den
Zylinderköpfen die meisten Pferde schlummern. Dies ist
mit Sicherheit auch heute noch so, wobei moderne
Verarbeitungs- und Gusstechnik schon sehr gute
Serienköpfe herstellen. Bei dem Typ1 und den alten
Serienköpfen ist eine Menge mit klassischer Frisur zu
machen.
Erhöhung der Verdichtung und strömungsgünstige
Kanäle bringen hier richtig Erfolg.
Die serienmäßige Verdichtung ist mit z.B. 7,6:1 sehr
niedrig und kaum wirtschaftlich.
Bis zu einem Verdichtungsverhältnis von 9,0:1 ist man
noch auf der soliden Seite und gewinnt doch schon an
Leistung und Drehmoment. Über 9,5:1 ist man eindeutig
im Sportmotorenbereich. Die Anforderungen an den
Motor sind hier anders.
Noch etwas zum Verdichtungsverhältnis: Ich lese immer
wieder Zahlen wie 9,32:1
Wer so etwas schreibt, der hat mehr theoretisches
Wissen als praktische Erfahrung.
Ich rate einmal dazu, einen Zylinderkopf mehrfach
auszulitern, den Kolbenrückstand zu messen und dann
die Verdichtung zu errechnen. Man wird schnell
feststellen, dass bei jedem Messen leicht abweichende
Werte entstehen, die aber bei der Berechnung zu
erheblichen Änderungen des Verdichtungsverhältnisses
führen.
Auch muss man sich so einen feinen Zylinderkopf nach
ein paar tausend Km einmal ansehen. Kruste auf den
Ventilen und im Brennraum haben sehr stark das
Zylinderkopfvolumen verändert usw…Es soll hier nicht
der Eindruck entstehen, nicht sorgfältig mit der Arbeit
umzugehen, aber der Unterschied von einem Zehntel im
27
Verdichtungsverhältnis ist wirklich innerhalb der
Messtoleranz.
Nun besteht noch die Möglichkeit größere Ventile zu
verwenden. Die größte Serienventilbestückung war mit
35,5mm Einlassventil zu 32mm Auslassventil schon nicht
schlecht. Diese Zylinderköpfe findet man bei den 1300ern
und 1600ern Doppelkanalmotoren.
Sie eignen sich sehr gut bis etwa 1776ccm und
Leistungen bis etwa 110PS.
Aber dafür muss man sich schon „lang machen“. Hohe
Verdichtung, eine sehr gute Abgasanlage, sehr scharfe
Nockenwelle und Top Vergaser sind hierfür nötig.
Eine gute gängige Ventilpaarung aus Tunerhand sind
39er oder 40er Einlassventile mit 33er oder 35er
Auslassventilen. Sie sind wohl am gängigsten, was u.a.
auch am Preis liegt. Sie kosten zwar das doppelte von
Serienköpfen, sind aber immer noch preiswert im
Verhältnis zu echten großen Tuningköpfen mit
Ventilpaarungen von bis zu 47E und 40A Ventilen.
Gute 39E zu 35A Köpfe kosten aus deutscher Fertigung
ca. 400,-EUR. Sie tragen dann gern die Bezeichnung
041. Darüber liegen mit etwa 650,- die 044er mit einer
Ventilpaarung von 40 zu 35,5. Sie haben dann in der
Regel auch das kleine, aber lange Zündkerzengewinde
M12. Die Zylinderköpfe sind etwas massiver und somit
langlebiger.
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Kipphebel
Es gibt mehrere Kipphebelübersetzungen. Die
Serienübersetzung ist gut für Tuning geeignet. Größere
Kipphebelübersetzungen kosten richtig Geld, belasten
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den Ventiltrieb erheblich und sind meiner Meinung nur für
den reinen Rennsport sinnvoll.
Auch sind nadelgelagerte Kipphebel ebenso erhältlich
wie auch kugelgelagerte Einstellschrauben. Beides ist
vom Ansatz her keine schlechte Idee. Es soll dazu führen
die Reibungsverluste zu reduzieren. Leider hat sich in der
Praxis gezeigt, dass diese Systeme den hohen
Anforderungen und dem hohen Preisniveau nicht gerecht
werden.
Typ1 Zylinderkopf mit verrippten Alu-Ventildeckeln. Diese
sind nur in guter Qualität empfehlenswert, da
Billigprodukte häufig mit schlechter Passform glänzen
und undicht werden
30
Nockenwellen
Hier eine Welle der Marke EURORACE mit 316°
Gesamtsteuerzeit und den dazu passenden Stößeln mit
Ölbohrung und Nockenwellenrad
Die Nockenwelle entscheidet über den Charakter eines
Motors. In der Anschaffung sind sie eher preiswert. Bei
ca. 100,-EUR geht es los. Die gängigsten Nockenwellen
kommen wieder aus den USA und entgegen der
landläufigen Meinung über US-Teile taugen sie auch
richtig was. Die deutsche Firma Schleicher war lange Zeit
31
das Maß der Dinge, hat aber zum Schluss mit
mangelhafter Qualität gepatzt und war preislich schnell
auch unattraktiv. Nockenwellen der Firma Engle sind für
Typ1 Motoren mit einem großen Sortiment am Markt
vertreten. Sie sind derzeit die preiswertesten bei leichten
Abstrichen im Finish, aber sehr guter Motorcharakteristik.
Die Firma Scat aus den USA wäre vergleichbar, ist aber
teurer.
Deutsche Hersteller sind rar und manche Werbung mit
„Made in Germany mit eigenen Profilen“ würde ich mit
Vorsicht genießen. Die Aufgabe der Nockenwelle ist es,
die Ventile zu steuern. Je länger die Ventile offen sind,
um so mehr Gasgemischfüllung bekommt der
Brennraum.
Sportnockenwellen werden entsprechend ihrer Gesamt-
Steuerzeit und Nockenhub angegeben. Man wird also
Zahlen wie z.B. 296° und 9,4mm Hub lesen können.
Die Serien-Nockenwelle hat etwa 262°-269°
Gesamtsteuerzeit.
Je größer die Gesamtsteuerzeit ist, um so rauer läuft der
Motor. Ab etwa 280° werden Zweivergaseranlagen, oder
eine Doppelzentralvergaseranlage nötig und ab ca. 290°
sollte es schon einen Doppelvergaseranlage mit zwei
Doppelvergasern sein.
Die größten Einbußen in der Laufruhe hat man im
Standgas und Teillastbereich. Motoren mit
Sportnockenwellen über 290° sollten nicht unter
1000U/min Standgas laufen, da sonst Schäden an der
Nockenwelle, den Stößeln und den Stößelstangen
entstehen können. Die Ventile und der
Ansaugquerschnitt, so wie auch die Abgasanlage sollten
angepasst, sprich vergrößert werden. Je größer die
Gesamtsteuerzeit ist, um so größer sollte auch die
Peripherie sein, um einen ruhigen Motorlauf zu erreichen.
32
Als Richtwerte findet man im Kapitel Motorenkonzepte
ein paar Beispiele zur Nockenwellenkombination mit
Ventilgrößen und Hubräumen.
Nockenwellenrad
Die Nockenwelle wird über eine Zahnradverbindung von
der Kurbelwelle direkt im Verhältnis 1:2 angetrieben. Das
kleine Kurbelwellenzahnrad ist aus einer Stahllegierung
und das große Nockenwellenrad aus einer
Aluminiumlegierung gefertigt. Die Zahnräder sind schräg
verzahnt, was zu einer Geräuschminderung führt. Im
Rennsport werden sehr große Drehzahlen gefahren und
jede Möglichkeit genutzt Leistung zu gewinnen, so dass
diese Schrägverzahnung gegen eine gerade Verzahnung
getauscht wird. Für den Straßenbetrieb mach dies wenig
Sinn, da ein erhebliches Heulen entsteht und auch die
Zahnräder schneller verschleißen. Die Reduzierung der
Axialkräfte, die durch die Verwendung von gerade
verzahnten Zahnrädern erreicht wird, tritt hierbei
vernachlässigbar in den Hintergrund. Als kleines Beispiel
sei hier einmal das Fahren im Rückwärtsgang angeführt.
Viele Getriebe haben im Gegensatz zu den
Vorwärtsgängen einen gerade verzahnten
Rückwärtsgang. Man kann deutlich das Getriebeheulen
hören, wenn man mal etwas schneller Rückwärts fährt.
33
Stößel
Neue Stößel sollten beim Motoraufbau obligatorisch sein,
damit die neue Nockenwelle nicht gleich wieder einläuft.
Es gibt auch sehr stark modifizierte Stößel, oder
Spezialanfertigungen für den Rennsport. Sie stammen
aus Zeiten der Formel V. Sie sind eher etwas für sehr,
sehr sportliche Motoren und kosten dann auch dem
entsprechend.
Gute gehärtete Standardstößel oder etwas erleichterte
sind für die meisten Tuninganwendungen durchaus
geeignet. Wenn die Nockenwelle aber sehr Sportlich
gewählt ist und weit über 300° Gesamtsteuerzeit hat mit
einem großen Nockenhub, so verschiebt sich auch das
nutzbare Drehzahlband und die Nenndrehzahl weit nach
oben, so dass man um die bewegten Massen zu
reduzieren auch über leichte Stößel nachdenken sollte.
Preislich ist dies aber ein gewaltiger Mehraufwand.
Standard Stößel kosten etwa 50,- EUR pro Satz während
leichte Rennstößel schon schnell mehrere hundert Euro
kosten. Es besteht auch noch die Möglichkeit das
Motorgehäuse mit Reduzierbuchsen zu versehen um
noch leichtere, dünnere Stößel verbauen zu können. Die
Buchsen sind meist aus Lagerbronze gefertigt und
werden in das Motorgehäuse eingepresst und dann auf
34
ihr Endmaß aufgerieben. Es ist somit möglich z.B. leichte
Stößel vom Porsche 356 zu verwenden oder auch
Formel V Rennstößel. Bekannt sind auch superleichte
„Wizemänner“ ( extrem dünne und leichte Rennstößel).
Die Kosten für solch einen Umbau betragen aber schnell
weit mehr als 500,-EUR und machen nur Sinn, wenn
auch alle anderen Motorkomponenten mit solch hohem
Anspruch modifiziert werden.
Formel V-Wagen der ersten Serien. Es ist ein 1300ccm
Motor mit zentralem Einzelvergaser verwendet worden.
Die Leistung liegt bei ca. 60PS. Alle beweglichen Teile
wurden extrem erleichtert und die Verdichtung bis 11:1
erhöht.
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Stößelstangen
Die Stößelstangen stellen die mechanische Verbindung
zwischen den Stößeln und den Kipphebeln her. Sie sind
also die Verbindung von Motorrumpf zum Zylinderkopf.
Die etwa 270mm langen Stangen sind meist aus
Aluminium gefertigt mit Stahlköpfen an beiden Seiten.
Die Stößelstangen sind innen hohl und verbinden so den
unteren Ölkreislauf mit den Zylinderköpfen. Im Detail:
Das Motoröl wird vom unteren Ölkanal über die Stößel
durch die Stößelstangen zu den Kipphebeln und den
Kipphebelwellen geführt. Durch die Stößelschutzrohre
läuft das Öl wieder in den Motorsumpf zurück. Es
schmiert so alle beweglichen Teile der Ventilsteuerung
und trägt auch zur Kühlung der Zylinderköpfe bei. Die
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serienmäßigen Stößelstangen sind für leichtes Tuning
und eine Drehzahl bis etwa 5500 U/min gut geeignet. Wie
aber auch bei allen anderen Bauteilen sollten sie in
einem Top-Zustand sein und auch bei starken
Leistungssteigerungen in modifizierter, verstärkter
Version verbaut werden. Bei der Verwendung von
stärkeren- oder auch doppelten- Ventilfedern kommen
die dünnen Aluminiumstangen schnell an ihre Grenzen.
Es gibt u. A. auch Stahlstangen, die erheblich größere
Kräfte übertragen können. Das erheblich höhere Gewicht
wirkt sich aber nachteilig aus. Erhöhter Verschleiß an
Nockenwelle und Stößel sind die Folge. Sie kommen
somit fast nur im reinen Sporteinsatz zur Anwendung.
Leicht verstärkte Alu-Stößelstangen mit änderbaren
Längen sind aber öfter vonnöten. Gerade wenn die
Verdichtung mittels Reduzierung des Kolbenrückstandes
angehoben wird oder bei Verwendung von
Langhubwellen, müssen auch u. U. längere Stangen
montiert werden.
Der Sinn liegt dabei hierin, die ursprüngliche
Kipphebelgeometrie trotz Verändern der Motorbaubreite
zu erhalten. Wenn der Abstand zwischen Zylinderkopf
und Motorrumpf verändert wird, sollte folglich auch diese
geänderte Motorbreite den Stößelstangen angepasst
werden. Ein erhöhter Verschleiß an den Kipphebeln und
deren Wellen so wie an dem Ventilkopf wären sonst die
Folgen.
Schwungrad
Gerne wird mit erleichterten Schwungrädern geworben.
Wozu Schwungräder notwendig sind, weiß eigentlich
jeder, der sich mit getunten Motoren beschäftigt. Eine
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Erleichterung bewirkt ein schnelleres Ansprechen des
Motors auf Gasstöße und somit ein schnelleres
Hochdrehen.
Es werden damit keine Zusatzpferde angeheuert,
sondern es verändert sich nur das Ansprechverhalten
des Motors. Inwieweit man dies braucht, hängt vom
Einsatzzweck ab und vom Empfinden des Fahrers. Bei
Sporteinsätzen unbedingt erforderlich, sind leichte
Schwungräder doch bei täglichem Gebrauch oder gar
schweren Fahrzeugen eher unangenehm. Der Motor
wirkt nervöser. Wichtiger ist vielleicht bei starken
Motoren, dass die Schwungräder nicht „abfallen“.
Die serienmäßige Verstiftung mit vier 8mm Bolzen und
der großen Mutter ist schnell überfordert, zumal das
Anzugsdrehmoment bei beachtlichen 360Nm liegt.
Ein sehr großer Drehmomentschlüssel ist dazu nötig und
die Verschraubung muss fettfrei sein.
Schraubensicherungskleber hilft etwas, aber zusätzlich
ist eine 8-Fachverstiftung bei leistungsstarken Motoren
der bessere Weg.
Aber, es ist auch hier auf eine Passung der Bolzen zu
achten und nicht das willkürliche Bohren von Löchern, in
die dann abgesägte Schrauben gesteckt werden.
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Hier ist die Zentralmutter zu sehen. Die Kurbelwelle und
das Schwungrad sind zusätzlich mit 4 Passstiften
versehen und somit 8-fach verstiftet.
Dennoch ein mit einem erleichterten Schwungrad
ausgerüsteter Motor wirkt in einem leichten Fahrzeug
sehr viel kraftvoller als ein Motor mit Serienschwungrad.
Es ist zwar nur eine subjektive Mehrleistung, die aber
durchaus Freude am Fahren bringen kann. In
Kombination mit einem kurz übersetztem Getriebe merkt
man das sehr schnelle Hochdrehen noch ausgeprägter.
So kann mit einem recht schwachen Motor doch ein
sportliches Fahrgefühl vermittelt werden.
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Druckplatte
Die Druckplatte der Kupplung gibt den Anpressdruck für
die Kraftübertragung her. Je größer das zu übertragende
Drehmoment ist, um so größer sollte auch der
Anpressdruck der Druckplatte sein. Für unser Thema,
Tuning, ist die kleine 180mm Druckplatte generell aus
dem Rennen. 200mm sollten es schon sein und bei sehr
starken Motoren sind auch die 210mm Bus-Kupplung mit
Druckplatte zu empfehlen. Sportdruckplatten auf Basis
der 200mm Druckplatte sind wieder aus Amiland
erhältlich. Diese, oft sehr schwer zu betätigenden
Druckplatten, sind nur für echte Sporteinsätze zu
empfehlen. Oder man kann damit leben, ein sehr
muskulöses linkes Bein zu bekommen. Generell muss
man aber darauf achten, ob man eine Druckplatte mit
Anlaufring für das Getriebeausrücklager benötigt oder
nicht. Die alten ungeführten Getriebeausrücklager
wurden bis in die 70er Jahre verbaut. Wobei auch schon
in den späten 60ern geführte Getriebe in den stärkeren
Käfermodellen zum Einsatz kamen.
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Hier je eine Druckplatte mit und ohne Ring
Peripherie / Kühlung
Wenn man einem Motor mehr Leistung entlockt, dann
entsteht auch mehr Wärme.
Man mag sich mal folgendes vorstellen: Ein
serienmäßiger Motor mit 1600ccm und 50 PS ist bei
guter Konstitution „dauervollgasfest“, dann ist also auch
ein 100 PS Motor „dauerhalbgasfest“. Nun, so sollte es
eigentlich nicht sein. Also muss man auch die Kühlung
und Schmierung des Motors verbessern und anpassen.
Da der Käfermotor luftgekühlt ist, kann man hier sehr
wenig verbessern. Es gibt zwei verschieden große
Lüfterräder und man sollte schon darauf achten auch das
breite Lüfterrad zu nehmen. Es wurde u. a. in den
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serienmäßigen 1600er Motoren verbaut. Dann kann man
durch Entfernen der Luftsteuerklappen noch einmal
etwas mehr Luftdurchsatz gewinnen. Die Folge ist aber,
dass der Motor langsamer auf Betriebstemperatur
kommt. Eine weitere Methode ist das Entfernen des
serienmäßigen Ölkühlers, um auch an den sonst hoch
belasteten 3. Zylinder zu denken.
Hier ist zu sehen, wie der stehende Ölkühler, bzw. sein
Anschlussflansch im Luftstrom des 3. Zylinders liegt
Der Ölkühler darf nicht gänzlich entfallen, er ist nur von
seinem derzeitigen Montageort zu verbannen, aber dazu
mehr im Kapitel Ölkreislauf.
Das A und O ist aber eine sauber anliegende Motor-
Verblechung. Vor allem auch unter den Zylindern und
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Zylinderköpfen sind die Luftleitbleche sehr wichtig.
Löcher im Gebläsekasten sind zu schließen. Eine gute,
wenn auch optisch nicht sehr ansprechende Möglichkeit
alles dicht zu bekommen, ist die Verwendung von
Silikondichtmasse. Wenn man sauber damit arbeitet und
nicht zu sehr rumschmiert, fällt es kaum unangenehm
auf. Wichtig dabei sind aber fettfreie Oberflächen. Auch
ist die Verwendung von so genannten Typ3-Blechen
unter den Zylindern eine leichte Verbesserung. Die
Kühlluft wird so unter den Zylindern sauber herum geführt
und es wird mit diesen Blechen die Zylinderunterseite
besser mit Kühlluft umströmt. Es wird u. a. damit erreicht,
dass sich die Zylinder in ihrem Umfang gleichmäßig
erwärmen und kein Wärmeverzug die Zylinder Oval
werden lässt.
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Beim Porsche 911 Motor wurden diese
Zylinderrückseitenbleche sogar schon zwischen den
Zylindern angesetzt, um die Kühlluft von oben sauber zur
Unterseite zu führen.
Eine wirklich gute, technisch aber aufwendige und teure
Lösung ist der Umbau auf ein Porschegebläsesystem.
Dabei werden Lüfterrad, Lüfterring und Lichtmaschine
vom Porsche 911 genommen und mit speziellen
Gebläsehauben auf den Typ 1 montiert. Es sieht zudem
„mächtig“ aus und fällt jedem direkt ins „Auge“. Es gibt
mehrere Anbieter auf dem Markt, die solche Umbaukits
vertreiben. Die Preise hierfür liegen bei etwa 1000,-EUR.
Dennoch, einen Typ1 Motor mit über 100 PS viele, viele
Km mit Vollgas über die Autobahn zu scheuchen, wird
ihm nicht gut tun. Dafür ist die Grundkonstruktion bei aller
Liebe nicht geeignet.
Wichtig bei dieser Konstruktion ist wieder die Montage
der Kühlluftbleche an der Zylinderunterseite. Das
Porschelüfterrad bläst die Zylinder mächtig von oben mit
Kühlluft an, und würde man nun meinen, dass müsste
doch nun an Kühlung für den Motor ausreichen, so würde
gerade die Thermisch hoch belastete Zylinderrückseite
vergessen werden. Wärmeverzug wäre auch hier wieder
die Folge, was unter Umständen zum frühzeitigen
Kolbenklemmer oder Fresser führen könnte.
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Zwei gleiche Motorkonzepte, aber grundverschiedene
Anbauteile
Die Rumpfmotoren sind baugleich. Beide haben
1915ccm. Die Leistungen sind vergleichbar. Während der
eine Motor mit klassischer Optik eher unauffällig ist, so ist
der andere betont sportlich. Am auffälligsten ist hier das
Porschegebläse. Es lässt den Typ1 Motor als Solchen
kaum noch erkennen. Die Edelstahl-
Fächerkrümmeranlage wirkt alles andere als dezent.
Aber es ist nicht nur die Optik, die hier den Unterschied
macht. Die hochwertigeren Anbauteile tragen auch zur
besseren Leistungsausbeute und längerer Lebensdauer
bei. Sie verdoppeln aber auch fast die Materialkosten.
Ölkreislauf
Der Typ1 Motor hat eigentlich einen eher mangelhaften
Ölkreislauf. Eine Filterung wie sie heute üblich ist, hat der
Motor gar nicht. Es gibt nur ein Ölsieb, welches groben
Dreck abhalten soll. Hier kann man ansetzen und das
Ölsystem revolutionieren. Wenigstens hat der Motor
schon einen Ölkühler. Leider an einer für
leistungsgesteigerte Motoren ungünstigen Stelle.
(Siehe „Kühlung“)
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Die Ölpumpe ist serienmäßig mit 21mm, später mit
24mm Zahnradbreite auch nicht besonders üppig
dimensioniert. Es bietet sich hier folgender Umbau an.
Die Ölpumpe gibt es im Tuningprogramm in breiteren
Versionen. Eine 24mm Pumpe reicht für leicht
modifizierte Motoren aus. Weiter geht es mit 26mm und
30mm Pumpen. Es gibt auch Doppelpumpen zum
Umbau auf Trockensumpfschmierung. Dies ist aber
relativ aufwendig und dem entsprechend teuer. Man
benötig dann u. a. einen Zusatzöltank.
Einfacher und für die meisten Motoren ausreichend ist
der Umbau auf ein „Fullflow“-Ölkreislauf. Hierbei wird der
Ölkanal zu den Lagerstellen angezwackt. Die Ölpumpe
bekommt einen Ölabgang
Hier ist der spezielle Ölpumpendeckel mit dem
Anschlussstutzen für einen Ölschlauch zu sehen.
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und in den meisten Fällen der Motorblock einen
zusätzlichen Öleingang. Das heiße Öl wird aus der
„Ölwanne“ gesaugt und über ein externes
Schlauchsystem zuerst durch einen Thermostaten, dann
zu einem externen Ölkühler und schlussendlich durch
einen modernen Ölfilter gepumpt, bis es dann wieder
über den neuen Ölanschluss am Motorblock zu den
Lagerstellen gelangt.
Hier ist der Fullflow-Eingang zu sehen. Er sitzt links
neben der Riemenscheibe und versorgt so den
Hauptölkanal.
Man tut mit diesem Aufbau dem Motor wirklich etwas
Gutes. Es gibt jetzt eine funktionierende
Thermostatregelung, das Öl kann effektiv gekühlt und auf
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Betriebstemperatur gehalten werden und es wird auf
heutigem Stand der Technik gefiltert.
Man benötigt für solch ein System folgende
Komponenten:
Verstärkte Ölpumpe, Ölpumpenplatte mit
Schlauchanschluss, Verschlussstopfen für SerienÖlkanal,
neues Loch im Hauptölkanal mit
Schlauchanschluss, Ölthermostat, Externen Ölkühler,
Ölfilterträger mit Ölfilterpatrone und
Schlauchanschlüssen so wie einen geeigneten
Ölschlauch.
Sie merken schon anhand der Teileaufstellung, billig
kann dies nicht werden. Für ein langes Motorleben bei
einem leistungsgesteigerten Motor ist dies aber fast
unverzichtbar.
Noch ein paar Worte zum Ölkühler, seinem Einbauort
und dem Ölschlauch. Es hat sich in der Praxis gezeigt,
dass der Einbauort eine untergeordnete Rolle spielt. Er
muss nicht unbedingt an der Fahrzeugfront verbaut
werden. Eine genügende Kühlluftanströmung ist auch im
Bereich des Fahrzeughecks gegeben. Zum Beispiel ist
neben dem Getriebe ausreichen Platz vorhanden, um
einen geeigneten Ölkühler zu montieren. Er fällt dort
weniger störend ins Auge und man benötigt erheblich
weniger Ölschlauch.
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Hier ist der Ölkühler neben dem Getriebe an der
Rahmengabel montiert. Sogar Platz für eine AHK ist noch
vorhanden.
Womit wir beim Thema Ölschlauch wären. Es werden
immer wieder Fehler bei der Wahl des geeigneten
Ölschlauches gemacht. Der Ölschlauch muss
Temperaturen über 120°C vertragen können, womit
Hydraulikschläuche schon ausscheiden. Außerdem
sollten sie Druckfest bis min 10 bar sein. Dicke
Gummischläuche ohne Gewebeamierung scheiden also
auch aus. Mineralöl- und UV-Stabil sollten sie auch sein.
Eigentlich ist es ganz einfach…..es muss ein
Motorölschlauch sein, wenn dieser auch schmerzlich
teurer ist. Die Schlauchfittinge müssen nicht unbedingt
verpresst sein, „gute“ Schraubschellen halten auch
problemlos dem Öldruck stand. Manche Ölkühleranlagen
lecken ein wenig an ihren Verschraubungen. Dies ist
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aber selten so, weil die Verschraubungen nicht mit
genügend Kraft angezogen wurden. Das Gegenteil ist
häufig der Fall. Auch sind teilweise Grate und Gussnähte
an den Schlauchstutzen die ein sauberes Anliegen des
Ölschlauches verhindern. Ordentlich Druck auf die
Schlauchschellen bringt hier keinen Erfolg.
Hier ist ein klassischer Frontölkühler zu sehen. Der
Ölkühler ist unter der Stoßstange montiert. Es besteht
auch die Möglichkeit den Ölkühler hinter einem
geschlitzten Frontabschlussblech zu montieren. Leider ist
das aber nur Fahrzeugen der 1302 und 1303 Serie
vorbehalten. Nur diese Modelle haben einen Langen-
Vorderwagen, welches dies erst ermöglicht.
