Umbau B20 auf Turbo oder Kompressor: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 18. Dezember 2012, 11:33 Uhr

Ein- bis zweimal im Jahr kommen im Forum Anfragen über Kompressor- bzw Turboladerumbau. Es sind dann einige über schwedische bzw. amerikanische Umbausätze gestolpert und ganz heiß auf die dabei genannten PS-Zahlen.

Fakt ist, dass der gute alte B20 für derartige Umbauten absolut ungeeignet ist. Er wird mit einer Aufladung ganz einfach überlastet. Eine derartige Steigerung von Drücken und auch des Drehmoments hält er einfach nicht aus. Die Kraftübertragung von Kupplung über Getriebe und Kardan bis zur Serienhinterachse erst recht nicht.

Volvo hat beim B21ET (157PS) als erstem Turbo im Gegensatz zum B23E (136PS) folgende Änderungen vorgenommen:

• Schmiedekolben (Presskolben)
• Natriumgefüllte Auslassventile
• Großer Motorölkühler
• Vergrösserter Wasserkühler (Tropic)
• Anpassung der Einspritzanlage durch Druckerhöhung
• Zündrückverstellung bei Ladedruck
• Und vor allem eine Verdichtungsreduzierung auf 7,5:1

Dies alles ist unabdingbar, um den Motor gesund zu erhalten.

Von notwendigen Änderungen an Kraftübertragung und Bremsen wegen dem dann höheren Drehmoment und höherer Leistung mal ganz zu schweigen.

Kompressorumbau

Sehr beliebt, weil nur Kompressor und Ansaugluft- bzw. Ladeluftleitungen eingebaut werden müssen. Beim B20 entweder mit Saug- oder Druckvergaser möglich.

Und absolut hirnrissig .wie bei Abgasturbolader muss der Motor auf die aufladung angepasst werden . also reduzierte Verdichtung ,höher belastbare auslassventile ,ölkühler und verbesserte Kühlung. auch Anpassung von Saug-oder Druckvergaser udn vor allem der zündverstellung ist nicht so einfach. dazu kommt ,das der Kompressor mechanisch angetrieben wird und erst mal je nach auslegung 30-50 leistung aufnimmt.regelung des ladedrucks ist nur durch ablassen zu hohen drucks möglich. dabei natürlich leistungsverlust.

meine persönliche meinung : lasst diesen blödsinn ,der nur kurz oder lang einen motorschaden verursacht.

Saugvergaser

Saugvergaser: Der Vergaser sitzt VOR dem Lader bzw. Kompressor.

Druckvergaser: Der Vergaser sitzt HINTER dem Lader oder Kompressor und wird mit Ladedruck beaufschlagt.

Mit Saugvergaser keine Ladeluftkühlung möglich, denn der angesaugte Kraftstoff kondensiert sonst wieder im Ladeluftkühler. Dazu ist eine Anpassung der Kraftstoffmenge zur Innenkühlung bei normalen Vergasern nicht möglich. Der Turbo wird ja normal mit ca 10% Kraftstoffüberschuss gefahren, um durch fetteres Gemisch eine Innenkühlung (Verdampfungskälte und niedrigere Verbrennungstemperatur)zu erhalten. Muss auch gemacht werden: Je nach Ladedruck die Verdichtung reduzieren.

• Verdichtung mal Ladedruck (z.b. bei 0,6 bar mal 1.6) ergibt bei 7,5:1 Verdichtung und vollem Ladedruck eine Verdichtung von 12,0:1, was schon absolut an der Klingelgrenze ist.

In jedem Fall muss die Zündung dabei abhängig vom Ladedruck um 8 bis 10° zurückgestellt werden, denn Hochgeschwindigkeitsklopfen gibt es nur einmal, dann ist der Motor platt.

Der Kompressor hat eine zusätzliche Leistungsaufnahme von 40-60PS, die über einen Keilriemen schlecht zu übertragen ist, da hilft nur ein Zahnriemen.

Da der Kompressor schon ab Leerlaufdrehzahl Ladedruck bringt, kann er nur durch Ablassen von zu viel Druck geregelt werden. Der Leistungsverlust durch die Kraftaufnahme des Kompressors bleibt trotzdem, was schlechtere Leistung und hohen Verbrauch bedeutet.

Dazu müssen in jedem Fall bei beiden Versionen hochbelastbare Auslassventile (Natriumventile) und eine bessere Öl- und Wasserkühlung vorgesehen werden. Höher belastbare Pleuel empfehlen sich dabei auch. Dazu sollte man sowieso nur die Millimeter-Motoren mit 24 mm Kolbenbolzen nehmen. Das Kolbenlaufspiel sollte durch die höhere thermische 1 bis 2 hundertstel Millimeter höher sein. Darüber hinaus NUR kalte Kerzen und mindestens 98 Oktan Kraftstoff verwenden.

Die Auspuffanlage darf dabei keinen Gegendruck haben und muss wesentlich größer (2,5 bis 3 Zoll) ausgelegt sein.

Druckvergaser

auch hierfür gilt alles, was im vorherigen Absatz geschrieben wurde. Zusätzlich muss der Kraftstoffdruck noch im Vergaser und in der Pumpe mit Ladedruck beaufschlagt werden, ansonsten drücken 0,6 BAR Ladedruck bei 0,3 BAR maximalem Kraftstoffdruck den Kraftstoff zurück in den Tank.

der druckvergaser wird mit ladeluft bis 150 ° temperatur(ohne ladeluftkühler )bzw bis 70 ° mit ladeluftküler belastet.was probleme mitder gemischbildung und vor allem mit dampfblasen gibt.

Die Montage eines Ladeluftkühlers ist nur vor den Druckvergasern wegen der Kondensation des Kraftstoffs möglich.

Ohne Ladeluftkühlung wird der Motor zusätzlich mit bis zu 150°C heißer Ansaugluft belastet, was Kolben und Ventilen überhaupt nicht bekommt. Zusätzlich gibt es Probleme mit überhitzten Vergasern durch Dampfblasen.

Abgasturbolader

wer glaubt , auf nen serienmässigen B20 durch montage eines Abgasturboladers oder Kompressors jede Menge Leistung zubekommen ,bekommt nur eins : jede Menge Ärger mit verglühten Motoren .

Was zum störungsfreien betrieb des B20 mit Turbo absolut nötig ist:

• Ventilsitzringe für Einlass und Auslassventile mit natriumgefüllten Auslassventilen .die für den B20 nicht erhältlich sind .die auslassventile des B21 ET passen da nicht(OHC -Motor).
• höherbelastbare verdichtungverringernde Kolben mit ca 2/100 mehr laufspiel
• soll Verdichtung 7,5 - 1 bis 8,5 : 1
• Motorölkühlung
• verbesserte Wasserkühlung.
• ladeluftkühlung.

Gemischbildung. Saug-und Druckvergaser für Lader sind ein Relikt aus der Vergangenheit und haben schon immer für Ärger gesorgt.

• Hauptgrund dafür ist thermische Belastung und vor allem schlechte abstimmung für strassenmotoren im betrieb mit und ohen ladedruck.die absolut notwendige anfettung unter ladedruck ist damit nicht *möglich.

Nur möglich :luftmengen oder Luftmassen messende Einspritzanlage .von der K -jetronic über die LH bis zum modernen frei programmierbaren Anlagen .die an den Motor genau angepasst werden müssen .was einiges an kenntnissen vorausetzt.

Zündanlage . für einen Turbomotor MUSS eine komplett neue Zündkennlinie mit Zündrückstellung unter ladedruck konstruiert werden . die erste version (siehe B 21 ET)nur mit rückstellung über ne druckdose ist relativ primitiv und kann auch für Ärger sorgen .

besser :volllektronische Zündung mit Kennfeld und Klopfsensor .

• gibt es auch als frei programmierbare zündung (z.b 1-2 3 verteiler)

Abgasturbolader. es sollte IMMER ein wassergekühlter Lader mit CBV (entlastungsventil)genommen werden .

Auspuffkrümmer . wer meint das ,zusammeschweissen von stahlrohren als auspuffkrümmer genügt,sollte weiter träumen . Auspuffkrümmer und Abgasteillader glüht im Betrieb .

• was absolute Festigkeit des Krümmers vorraussetzt.
• er sollte IMMER aus hochbelastbarem hochlegiertem Sonderfeinguss bestehen .
• der Krümmer sollte auch ne abstützung zum Motorblock haben.
• reissen ist sonst durch Schwingung des schweren laders vorprogrammiert .

Ladeluftkühler .

• unabdingbar zur verminderung der Motorbelastung.
• es ist ein unterschied ,ob die ladelufttemperatur 50-70 ° mit LLK oder 130 -150° ohne beträgt.

wer das alles nicht verstanden hat,sollte weiter träumen .und die finger davon lassen. bringt sonst nur geldverschwendung und frust ,wenn wieder mal ein Motor verglüht ist.

wer es kann (und schon mal gemacht hat)kann hier im wiki gerne einen bericht darüber einstellen .

Der B21AT

Der Nachrüstsatz für den B21AT war der einzige Versuch von VOLVO, aus einem Saugmotor einen nachträglichen Turbomotor zu machen.

Der Satz bestand aus 4 Kolben mit niedrigerer Verdichtung, einem Druckvergaser, einer angepassten Kraftstoffpumpe, anderer (zahmerer) Nockenwelle, Verteiler, Lader mit Auspuffkrümmer und sämtlichem Zubehör.

Die angegebenen 140PS hat dieser Motor nie erreicht, dafür aber eine Menge Probleme mit schlechter Leistung, hohem Verbrauch und unmöglichem Heißstart bekommen.

Nach etwa einem Jahr wurde der Satz aufgrund einer Menge Ärger nicht mehr angeboten. Wenn heute so ein Satz angeboten wird, Finger weg, taugt nichts.

Es gibt auch Sätze für einem Umbau des B20 auf Abgasturbolader, für diese Sätze gelten genau die Kriterien wie für Kompressorumbauten: Der Motor wird damit überlastet. Sie sind nur für zum Beispiel Rennen brauchbar, da gelten andere Kriterien für die Lebensdauer eines Motors. Für den normalen Straßenverkehr sind sie nicht geeignet, speziell von der Lebensdauer her.

Die einzige Möglichkeit für einen B20 ist die Verwendung der K-Jetronic mit Turboaufladung. mit optimiertem Motor und auf Turbo-Spezifikation angepasster K-Jetronic kann es hinhauen, aber für so einen Umbau ist jedoch sehr viel Wissen und Erfahrung nötig und man muss auch mal einen zerplatzten Motor als Versuch wegstecken können. So etwas ist Arbeit für einen qualifizierten Ingenieur, bzw. einen Techniker, der viel Erfahrung mit so etwas hat. Bei Jugend forscht ist bei so einem Projekt das Desaster vorprogrammiert, auch das finanzielle.

Ohne hochwarmfeste, natriumgefüllte und stellierte Auslassventile in Verbindung mit gehärteten Sitzringen braucht man es nicht versuchen, auch die besseren Auslassventile des E-Motors verglühen da innerhalb kurzer Zeit.

H-Zulassung

Die ganzen Turbo- oder Kompressorumbauten haben keine ABE und werden auch in Deutschland nicht mit Einzelzulassung abgenommen und eingetragen. Darüber hinaus entfällt das H-Kennzeichen.

Weitere technische Anpassungen

Bei einem derart starken Motor sollte folgendes vorhanden sein:

• Vierrad-Scheibenbremsne, die vorderen innenbelüftet
• M410 oder M46 Getriebe, dicke 1310er Kardanwelle
• 1031er Hinterachse vom 144GL bzw 164, alle anderen Orignalteile des Antriebs machen sonst die Grätsche, sie sind zu schwach dimensioniert.

Aus den vorgenannten Gründen rate ich deshalb von derartigen Umbauten (egal ob Kompressor oder Turbo) für den normalen Straßenverkehr dringend ab.

Wer das alles nochmal nachlesen will: die Bücher "Turbomotoren" - ISBN 978-3613019508, und "Autos schneller machen" - ISBN 978-3613029620", beides von Gert Hack aus dem Motorbuchverlag, geben daüber erschöpfend Auskunft.

Wenn es unbedingt ein Turbo sein soll, gibt es nur eigentlich nur eine vernünftige Möglichkeit: Der 244 Turbo wurde ab August 1980 produziert. Er kommt also nächstes Jahr in den H-Bereich mit 30 jahren. Obwohl die Preise schon hochgegangen sind, ist jetzt noch die Möglichkeit, einen schönen Turbo zu akzeptablem Preis zu erwerben.

Für Zustand 3 sollte man heute jedoch schon mindestens 5-6000 Euro einkalkulieren, im 2er Zustand ab 8000 EURO. Da der 240 Turbo das Zeug zum gesuchten Klassiker hat, werden die Preise weiter hochgehen.

Der B 21ET ist als Turbo der ersten Generation niedrigverdichtet (7,5:1) und fährt mit höherem Ladedruck (0,7 BAR) und hat bedingt durch den großen Lader, der relativ langsam auf Drehzahl kommt, ein Turboloch untenrum.

Die Leistung beträgt 155PS bei 5500 U/min, das Drehmoment 24,5 mkp bei 3750 U/min. Die Bremsen und Kraftübertragung sind auf den Motor abgestimmt, da gibt es keine Probleme.

Ich warne jedoch ausdrücklich bei diesem Motor vor dem bei Laien beliebten Hochdrehen des Ladedrucks. Durch die noch relativ primitive Einspritzung und Zündung wird der Motor dabei überlastet. Die Zündung ist rein Fliehkraft- und Unterdruck- bzw. überdruckgeregelt. Eine Anpassung zum Beispiel mit einem Klopfsensor findet nicht statt.

Beim geringsten Fehler (Falscheinstellung, zu hoher Ladedruck oder Defekt gibt es einen Motorschaden durch Hochgeschwindigkeitsklopfen. Es ziehen sich dann die Ventile und die Kolbenböden sacken ab.

Die einzige Möglichkeit der Leistungsteigerung ist der Einbau des Intercooler-kits oder passender Teile der modernen Turbos (Ladeluftkühler und Schläuche). Durch die Ladeluftkühlung steigt die Leistung auf 170PS. Der Motor wird dabei gleichzeitig thermisch entlastet, denn es ist ein Unterschied, ob die Ansugluftemperatur 50 oder 150°C beträgt. Der Intercoolerkit ist zeitgenössisch und wird mit einer Bscheinigung von VCC ohne Probleme eingetragen.

Dieser Motor im 240 ist eigentlich optimal und macht richtig Spaß. Man sollte sich allerdings auf einen etwas höheren Verbrauch einstellen. Durch die niedrige Grundverdichtung ist der Wirkungsgrad etwas schlechter, dafür hat man aber jede Menge Fahrspaß.

Eine weitere, theoretische Möglichkeit wäre der Einbau eines B230FT statt des B21ET mit allem, was dazugehört (Einspritz- und Zündanlage usw.) Nach den H-Kriterien könnte eine Zulassung möglich sein, denn so etwas liegt in der 10-Jahres-Regelung. Auch Maßnahmen zur Abgasverbesserung sind zulässig.

Eine derartige Abnahme kann jedoch nur ein Einzelfall sein und liegt im Ermessen des Prüfers. Deshalb VORHER alles abklären.