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Rover-V8/Risse im Block

2011-03-17T10:46:28Z

Landybehr: /* Folgerungen */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken drei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben 3) wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können - daher macht dann eine Bearbeitung der Ansaugkanäle (die werden dazu i.d.R größer gefräst) Sinn macht. Die Ansaugwege sind tatsächlich von Rover lieblos gefertigt und im Bereich der Dichtung von Ansaugkrümmer zum Kopf decken sich die Kanäle oft nicht direkt sondern bilden eine Stufe - die wegzumachen (Dichtung draufhalten und bds. anzeichnen) lohnt immer.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck und so wie Tuningteile aus dem Zubehörkatalog zusammengewürfelt werden, ist aber auch mehr so ein "pi-mal-Daumen"-Vorgehen.
Daß diese, eben besprochenen Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block bei Autos ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme ab der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie. Das Foto liegt mir vor, aus Copyrightgründen kann ich es wohl nicht klammheimlich hier hineinstellen. Wenn man aber das Bild oben in diesem Artikel hernimmt, dann berühren sich die Flansche benachbarter Zylinder nicht. Das aber genau war bei dem RPI-Beispiel der Fall - mithin wurden schonmal ganz andere Flanschbuchsen verwendet, als benutzt werden, um seriengetreue Zylinderbohrungen wiederherzustellen.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Schnorchel am Range Rover Classic Schnorchel

2011-03-16T22:17:56Z

Landybehr:

[[Datei:schnorchel-RRC-1.jpg]] [[Datei:Schnorchel-RRC-2.jpg]]

[[Datei:Schnorchel-RRC-3.jpg]]

[[Datei:schnorchel-RRC-4.jpg]]

Der Standard-Zyklonpilz hat unten einen Außendurchmesser von 67mm. Gedacht ist er dafür, auf ein 65mm Rohr geschoben zu werden. In diesem Fall war günstig an ein Aluminiumrohr heranzukommen, das nun bei 68mm Außendurchmesser eine Wandstärke von 1,5mm hatte. Der Pilz paßte nur hinein, weil das Rohr oben etwas geschlitzt und noch etwas dengelnd bearbeitet wurde.

Mit nicht-Standard-Luftfilter:
[[Datei:schnorchel-RRC-5.jpg]]
An dessen Stelle werden normalerweise Schläuche bis zum originalen Luftfilter verlegt. Hier jetzt wurde ein Luftfilter eines Gallopers 2,5TD verwendet (was ebay halt so hergibt) und mit Rohrstutzen nach Gusto verändert - was deswegen so gut funktioniert, weil kein Luftmassenmesser vonnöten war.

Schnorchel am Range Rover Classic Schnorchel

2011-03-16T22:12:32Z

Landybehr:

[[Datei:schnorchel-RRC-1.jpg]] [[Datei:Schnorchel-RRC-2.jpg]]

[[Datei:Schnorchel-RRC-3.jpg]]

[[Datei:schnorchel-RRC-4.jpg]]

Mit nicht-Standard-Luftfilter:
[[Datei:schnorchel-RRC-5.jpg]]
An dessen Stelle werden normalerweise Schläuche bis zum originalen Luftfilter verlegt. Hier jetzt wurde ein Luftfilter eines Gallopers 2,5TD verwendet (was ebay halt so hergibt) und mit Rohrstutzen nach Gusto verändert - was deswegen so gut funktioniert, weil kein Luftmassenmesser vonnöten war.

Datei:Schnorchel-RRC-5.jpg

2011-03-16T22:11:46Z

Landybehr:

Schnorchel am Range Rover Classic Schnorchel

2011-03-16T22:11:33Z

Landybehr: Die Seite wurde neu angelegt: „ Datei:schnorchel-RRC-1.jpg Datei:Schnorchel-RRC-2.jpg Datei:Schnorchel-RRC-3.jpg Datei:schnorchel-RRC-4.jpg Mit nicht-Standard-Luftfilter: [[…“

Datei:Schnorchel-RRC-4.jpg

2011-03-16T22:09:31Z

Landybehr:

Datei:Schnorchel-RRC-3.jpg

2011-03-16T22:08:54Z

Landybehr:

Datei:Schnorchel-RRC-2.jpg

2011-03-16T22:07:28Z

Landybehr:

Datei:Schnorchel-RRC-1.jpg

2011-03-16T22:06:49Z

Landybehr:

Umbauten RangeRover-Classic

2011-03-16T22:05:38Z

Landybehr:

* B
[[Umbauten_RangeRover-Classic Bodylift|Bodylift]]

* S
[[Schnorchel_am-RangeRover-Classic Schnorchel|Schnorchel]]

Ersatzteile

2011-03-16T22:00:33Z

Landybehr: /* Zubehör/"Aftermarket" */

[[Kategorie:Themen]]
Generell kann man sagen das englische Versandhändler (etwas) günstiger sind als deutsche. Allerdings sei erwähnt das ich bei den hier erwähnten, ersten zwei deutschen Händlern sehr gute Erfahrungen was das Thema Beratung angeht gemacht habe.

== Deutsche Versandhändler ==

* [http://www.fwd-ebner.de/ FWD GmbH]
* [http://www.off-road-center.de/ Off Road Center Wiesbaden]
* [http://www.landy-depot.com/cgi-bin/Web_store/web_store.cgi?cart_id=&page=shop.htm Landy-Depot, webshop]

== Englische Versandhändler ==

* [http://www.paddockspares.com/ Paddock]
* [http://www.johncraddockltd.co.uk/ John Craddock]
* [http://www.rimmerbros.co.uk Rimmer Broshers]
* [http://www.brookwell.co.uk/ Brookwell]
* [http://www.landroverspares.co.uk/ Buckley Brothers]
* [http://www.lrdirect.com/ LR-Direct] (sehr gute Auswahl an Teilequalitäten)

== Zubehör/"Aftermarket" ==

* [http://www.rovertracks.com/ Rovertracks] (excellent haltbare Achswellen/Gelenke)
* [http://www.ashcroft-transmissions.co.uk/ Ashcroft] (bekannt für Antriebs(Achs-)komponenten, Getriebe)
* [http://westwoodcylinderliners.co.uk/index.php/products/marques/liners/land_rover/ Westwood] (Zylinderlaufbuchsen als "Flanschbuchsen" für den V8)
* [http://turner-engineering.co.uk/ Turner engineering] (renommierter Motorenbauer in GB)

Diese Liste ist keineswegs vollständig!

Ersatzteile

2011-03-16T21:58:11Z

Landybehr:

Rover-V8/Megasquirt

2011-03-16T17:50:07Z

Landybehr: /* Eine exemplarische Anwendung am 4.2L Rover-V8 */

[[Kategorie:Motor]]
=== Megasquirt - einer der nachrüstbaren Einspritzcontroller ===

!! Achtung - die Seite ist "under construction". Es werden über längere Zeit noch Daten und Bilder aktualisiert. (stand 3/11).

==== Einleitende Worte ====
Megasquirt ist ein Einspritzcomputer (ECU) aus Amerika. Ehemals war es eine totale "Low-Budget"-Lösung für eine "handvoll Dollar", um einen Benzinmotor vom Vergaser auf Einspritzung umzurüsten. Die Technik war damals so übersichtlich, daß man mit einer kurzen Liste von elektronischen Bauteilen sich die ECU selbst zusammenlöten konnte. Genau genommen geht das auch heute noch, bloß daß die Liste etwas länger ist und man die Hauptplatine in jedem Fall bestellen muß - sie ist kein Standardteil; es gibt aber auch einige Händler, die sich hier spezialisiert haben und fertige ECUs anbieten. Im Laufe der Zeit folgten die Fähigkeiten seitens der Hardware und Software dem Stand der Technik immer hinterher. Ein grundlegender Gedanke von Megasquirt ist das "open source". So ähnlich wie bei Linux gibt es sozusagen "keine Geheimnisse". Jeder kann den Quellcode einsehen, sofern er in die Programmierung weit genug einsteigen kann und möchte. Wer will, kann sich also auch eigene Besonderheiten verwirklichen. Es gibt äußerst rührige Foren, die global die User verbinden und jedem Anwender ziemlich hilfreich beistehen - und letztlich ist das Feedback aus den Foren auch "Nahrung" für die Weiterentwicklung. Zwar sind es denn meist Probleme in der Verkabelung, oder Verständnisprobleme an denen es hängt wenn ein Motor unter Megasquirt nicht sofort laufen will, aber das ist halt normal - ging mir genauso. Nun, immerhin ist es prinzipiell möglich, jeden Benzinmotor, ob Rasenmäher oder Ferrari mit Megasquirt zu steuern. Auch Wankelmotoren sind berücksichtigt. Durch diese Universalität entstehen eben oft kleine "Hürden", die dann durch die Foren immer sehr entgegenkommend behandelt werden. Die Universalität gebietet aber auch, daß etliche Sonderwünsche mit implementiert werden, oder eben nicht.
Im Falle des Rover-V8 gibt es jede Menge Autos, die bereits damit laufen. Meist beginnt es so, daß die origingale Einspritzanlage fehlerhaft funktioniert und man sich nach dem Fehler totsucht, oder die vermuteten defekten Teile zu teuer werden. Statt da weiter herumzuhühnern, kann man genausogut gleich auf Megasquirt wechseln. Speziell die 4CU-Anlagen sind da "Kandidaten". Abgesehen davon haben die technischen Möglichkeiten von Megasquirt mittlerweile Standards erreicht, die einem RangeClassic bequem mit den Fähigkeiten der Nachfolgeversionen der Rover-Einspritzanlagen (RangeRover P38) gleichstellen.

Ein Kennzeichen für Megasquirt ist, daß es ohne Luftmengen-/massenmessung arbeitet. Das heißt, es kann ohne dies arbeiten und die allermeisten Anwender halten es auch so, jedoch ist der Anschluß eines Luftmassenmessers (LMM) möglich. Statt dessen nutzt Megasquirt aber einen schlichten Drucksensor, der sich im Gehäuse der Megasquirt befindet und über einen Schlauch mit dem Saugrohr verbunden ist (die Länge des Schlauches hat sich als nahezu unbedeutend bewiesen, durch die geringe Trägheit der Luft ist das Ansprechen in praktisch allen Fällen schnell). Für die Verwendung eines LMM oder der einfachen Saugrohrdruckmessunge gibt es Argumente dafür und dagegen. Für die meisten überwiegen die Argumente gegen den LMM, nämlich daß mit ihm ein eher teurerer Baustein wegfällt, die Einspritzanlagen hardwareseitig also "einfacher" wird und man einen "freigängigeren" Ansaugweg bis zur Drosselklappe hat.

==== Alternativen ? ====
Megasquirt ist nicht die einzige Möglichkeit, eine ECU nachzurüsten oder die originale ECU gegen eine zu tauschen, die dem Anwender Möglichkeiten zur Beeinflussung geben. Es gibt da Namen wie Haltech und Lloyd und etliche mehr (von diesen zweien weiß ich, daß Rover V8 damit laufen). Der große Vorteil, den ich bei Megasquirt sehe ist, daß es a) mittlerweile auch nicht mehr verschenkt wird, aber immer noch vergleichsweise preiswert ist, b) es mittlerweile sehr viele Anwendungen mit dem Rover V8 gibt (in England wird der Umbau darauf häufig vorgenommen. Somit gibt es sehr viel Erfahrungswerte und keiner muß neu vor unüberwindbaren Hürden stehen und c) die "Community" in den Foren uneigennützig/unentgeltlich Hilfe leistet sowie, wie schon angesprochen, keine Geheimnisse gewahrt werden wollen (aus monetären und marketingspezifischen Gründen).

=== Die verfügbare Online-Dokumentation ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Online-Doku|Online-Doku]]

=== Die verschiedenen Versionen von Megasquirt ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Versionen|Versionen]]

=== Die Tuning-Software ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Tuning-Software|Tuning-Software]]

=== Wo man bestellen/kaufen kann ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Händler|Händler]]

=== Möglichkeit(en) einer verteilerlosen Zündanlage ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Zündanlagen|Zündanlagen]]

=== Eine exemplarische Anwendung am 4.2L Rover-V8 ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Beispielanwendung|Beispielanwendung]]

(Daten und Screenshots dienen erstmal zur Orientierung, damit der Link nicht auf "Leere" zeigt. Dahinter stecken zwar immerhin schon 2 Jahre an Bewegung des Autos, doch wird auch gegenwärtig (3/11) noch einiges verändert. Und die Beschreibungen, Erklärungen sind erst rudimentär)

=== Weiterführende Links ===
==== Die wesentlichen Foren ====
* [http://www.msextra.com/forums/index.php Das ist das Megasquirt-Extra-Forum]
*: Megasquirt "Extra" begann als SoftwareUpgrade, das durch einen englichen Enthusiasten programmiert wurde und einen Quantensprung der Möglichkeiten darstellte. Gemäß der verschieden Generationen der Hardware gibt es auch jeweile Generationen der "extra"-Software.

* [http://www.msefi.com/index.php Das ist das Megasquirt-B&G-Forum]
*: B&G steht für Bowling & Grippo, also die beiden Leute, die die ganze Bewegung überhaupt erst angestoßen hatten. Der B&G-Code ist der Standardcode. So eine Art "Standardausstattung". In der Regel wird man aber zumeist früher oder später bei den "Extra"-Softwarecodes landen, weil hier einfach aktiver weiterentwickelt wird und etliche Optionen mehr vorliegen. Anderseits sind in diesem Forum ein paar "Größen" aktiver, die ganz fundamentales Fachwissen vereinen und die man sich eigentlich eher in die "Extra"-Foren wünschte, damit dort alles ist, was man braucht. Doch das ist nichts Existentielles.

* [http://www.megasquirt.de/msforum/index.php Hier noch das deutschsprachige Forum]
*:Durchaus aktives Forum, aber naturgemäß viel weniger groß als die weltweit agierenden, anderen Foren.

==== Ergänzende Links ====
Diese Sammlung versteht sich als Ergänzung zu den "Offiziellen Links" bzw. die "Online-Manual". Während letztere eher grundlagenlastig und nicht unbedingt fahrzeugspezifisch sind, sollen diese externen Links schon direkt an den Rover-V8 angelehnt sein.

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showforum=36 Unterverzeichnis des englischen LandRover Forums (LR4x4.com)]
*: Hier wird alles über die Megasquirt diskutiert.

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showtopic=15317&st=0 Thread aus dem engl. LandRover Forum (LR4x4.com)]
*: In diesem Thread wird alles zu MS nochmal erklärt und die Umrüstung eines von JE gebauten 4.5Liter V8 beschrieben. In dem Thread finden sich auch Kennfelder (die manchmal aber bestenfalls als Vergleichsanhalt taugen).

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showtopic=46547 Inhaltsverzeichnis des Threads]
*:Der eben gerade gezeigte Link ist weit über 40 Seiten lang und entspr. unübersichtlich. Jemand hat sich die Mühe gemacht, und eine Art Inhaltsverzeichnis kreiert.

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T17:43:41Z

Landybehr: /* Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System */

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" [http://landypedia.de/index.php/Radlager_Defender_%28Technik%29#F.C3.BCr_und_Wider (hier)] ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und überlieferte Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos - davon abgesehen, daß Loctite ein gewisses Risiko dargestellt hatte (falls es der Lager wie gewünscht verklebt hätte, wäre die Demontage "komplizierter" und ohne Wärmeanwendung wohl kaum möglich geworden).

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

Das wesentlichste Argument gegen das Aufrüsten mit den Spannhülsen ist, daß man bei der Tätigkeit eine Auswahl von ihnen braucht, mit denen man herumprobieren kann welche paßt. In diesem Fall hier waren es (´2005) nur etwa 6-7 verschiedene Größen an Spannhülsen vom Teilehändler zu liefern. Ich habe die "mittleren" Größen mehrmals bestellt und die "kleinen" und "großen" weniger oft. Den Überschuß am Ende konnte ich weiterreichen. Ist das nicht möglich, läßt sich vielleicht mit einem Teilehändler einen "Kommisionskauf" abzumachen und die nicht benötigten Stücke zurückzugeben.
Hat man bereits einen TD5, entfällt dieser leider ansonsten unvermeidliche Aufwand.
Daß dieser Aufwand auch Grund genug sein kann, das Ganze gleich sein zu lassen, ist nur allzu verständlich. Doch auf der "Haben"-Seite steht am Ende eine dauerhaft stabile Radlagerung, auch unter hohen Belastungen.
Und das Radlager kann lange halten, im Grunde ein Fahrzeugleben lang. Und wenn man dann mal doch welche tauscht (was nun ja "routinehalber" gar nicht mehr so nötig wäre), dann geht das doch etwas bequemer, als nach "altem" Prinzip ohne die Spannhülse. Wartung beschränkt sich dann darauf, die Schmierung zu überprüfen und das Fett mal zu erneuern.
Daß die alleinige Möglichkeit, ein vorhandenes Radlagerspiel nachzustellen ein Vorteil gegenüber dem Zustand sein soll daß es sich gar nicht erst verstellt oder wenn, dann erst sehr viel später, fällt mir schwer nachzuvollziehen. Der Verschleiß an Radlagern durch die vielen Radumdrehungen ist für die Maße und Passungen gewiß minder bedeutsam.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Es wird die dicke Unterlegscheibe hinterher geschoben und dann mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst die nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzte, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

Wenn die richtige Hülse feststeht, folgt nach dem Anspannen der inneren der beiden Muttern das Sicherungsblech und dann wird mit der zweiten dünnen Mutter gekontert. Auch hier wurde wieder "mit Gefühl" und "fest" angeschraubt.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Hier wurde nicht nur das Radlager mit SChmierfett verstrichen, bevor es eingebaut wurde, sondern im unteren Bereich die Öffnung der Radnabe verstrichen - Sinn davon ist es, daß man jetzt mit Spitzkännchen etwas Achsöl in die Radnabe bringen kann, die "Wurst" an Schmierfett hindert es am Herauslaufen bis man die Radnabe wieder durch den Mitnehmer/Halbwelle komplettiert hat. Öl und Fett darf sich ruhig vermischen und Achsöl in der Radnabe tut den Lagern sicher ganz gut.

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T17:42:28Z

Landybehr: /* Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? */

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und überlieferte Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos - davon abgesehen, daß Loctite ein gewisses Risiko dargestellt hatte (falls es der Lager wie gewünscht verklebt hätte, wäre die Demontage "komplizierter" und ohne Wärmeanwendung wohl kaum möglich geworden).

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

Das wesentlichste Argument gegen das Aufrüsten mit den Spannhülsen ist, daß man bei der Tätigkeit eine Auswahl von ihnen braucht, mit denen man herumprobieren kann welche paßt. In diesem Fall hier waren es (´2005) nur etwa 6-7 verschiedene Größen an Spannhülsen vom Teilehändler zu liefern. Ich habe die "mittleren" Größen mehrmals bestellt und die "kleinen" und "großen" weniger oft. Den Überschuß am Ende konnte ich weiterreichen. Ist das nicht möglich, läßt sich vielleicht mit einem Teilehändler einen "Kommisionskauf" abzumachen und die nicht benötigten Stücke zurückzugeben.
Hat man bereits einen TD5, entfällt dieser leider ansonsten unvermeidliche Aufwand.
Daß dieser Aufwand auch Grund genug sein kann, das Ganze gleich sein zu lassen, ist nur allzu verständlich. Doch auf der "Haben"-Seite steht am Ende eine dauerhaft stabile Radlagerung, auch unter hohen Belastungen.
Und das Radlager kann lange halten, im Grunde ein Fahrzeugleben lang. Und wenn man dann mal doch welche tauscht (was nun ja "routinehalber" gar nicht mehr so nötig wäre), dann geht das doch etwas bequemer, als nach "altem" Prinzip ohne die Spannhülse. Wartung beschränkt sich dann darauf, die Schmierung zu überprüfen und das Fett mal zu erneuern.
Daß die alleinige Möglichkeit, ein vorhandenes Radlagerspiel nachzustellen ein Vorteil gegenüber dem Zustand sein soll daß es sich gar nicht erst verstellt oder wenn, dann erst sehr viel später, fällt mir schwer nachzuvollziehen. Der Verschleiß an Radlagern durch die vielen Radumdrehungen ist für die Maße und Passungen gewiß minder bedeutsam.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Es wird die dicke Unterlegscheibe hinterher geschoben und dann mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst die nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzte, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

Wenn die richtige Hülse feststeht, folgt nach dem Anspannen der inneren der beiden Muttern das Sicherungsblech und dann wird mit der zweiten dünnen Mutter gekontert. Auch hier wurde wieder "mit Gefühl" und "fest" angeschraubt.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Hier wurde nicht nur das Radlager mit SChmierfett verstrichen, bevor es eingebaut wurde, sondern im unteren Bereich die Öffnung der Radnabe verstrichen - Sinn davon ist es, daß man jetzt mit Spitzkännchen etwas Achsöl in die Radnabe bringen kann, die "Wurst" an Schmierfett hindert es am Herauslaufen bis man die Radnabe wieder durch den Mitnehmer/Halbwelle komplettiert hat. Öl und Fett darf sich ruhig vermischen und Achsöl in der Radnabe tut den Lagern sicher ganz gut.

Radlager Defender (Technik)

2011-03-16T17:39:27Z

Landybehr: /* Für und Wider */

[[Kategorie:Achsen]]
Es gibt zwei verschiedene Ausführungen des Radlagers beim [[Land Rover]] [[Defender]].

== Für und Wider ==
Laut [[Land Rover]] wurde das neue System ab 01/1999 eingeführt. Das neue System hat für Land Rover den Vorteil, dass es in der Produktion schneller zu montieren ist. 
Es gibt jedoch kontroverse Ansichten zu dem neuen und dem alten System, bzw. zu dem Umbau auf eines der beiden (siehe hier [http://landypedia.de/index.php/Radlager_Spannh%C3%BClse-Umr%C3%BCstung_%28Technik%29 (klick)] zu den Argumenten). In der Praxis wird oft nach einem Radlagerschaden oder aber auch einfach so das alte System verbaut. Mittlerweile gibt es jedoch auch Werkstätten, die genau den umgekehrten Weg gehen, und von dem alten auf das neue System wechseln. 
Für die maximale Flexibilität kann aber auch eine Kombination verbaut werden. D.h. eine Distanzhülse mit den beiden gekonterten und gesicherten Achsmuttern. Muss das lager gewechselt werden und passt das vorhandene Distanzstück nicht, kann das neue Lager über die beiden Achsmuttern eingestellt werden. 
'''In jedem Fall sollte aber genug Fett im Lager sein. Das ist für die Fahrzeugsicherheit wichtig.'''

=== Neues System ===
+ Schnelle, einfache Montage 
- Bei der Notwendigkeit einen Radlagerwechsel vorzunehmen, ist man auf die Verfügbarkeit der Distanzstücke angewiesen, was nicht in allen Ecken der Welt zu jeder Zeit möglich ist. 
- Für das neue System gibt es 23(!) Distanzstücke in unterschiedlichen Breiten. 

=== Altes System ===
+ Das alte System lässt sich nachstellen wenn ein leichtes Radlagerspiel entstanden ist. 

== Beschreibung ==
Bei dem Umbau von neu auf alt wird das vorhandene Distanzstück und die breite Mutter nicht mehr benötigt.
Statt dessen braucht man die beiden schmalen Muttern und ein Sicherungsblech. Das Sicherungsblech muss bei jeder Demontage ersetzt werden.

[[Datei:Radlager_Defender.jpg]]

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T17:36:26Z

Landybehr: /* Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" */

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und überlieferte Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos - davon abgesehen, daß Loctite ein gewisses Risiko dargestellt hatte (falls es der Lager wie gewünscht verklebt hätte, wäre die Demontage "komplizierter" und ohne Wärmeanwendung wohl kaum möglich geworden).

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

Das wesentlichste Argument gegen das Aufrüsten mit den Spannhülsen ist, daß man bei der Tätigkeit eine Auswahl von ihnen braucht, mit denen man herumprobieren kann welche paßt. In diesem Fall hier waren es (´2005) nur etwa 6-7 verschiedene Größen an Spannhülsen vom Teilehändler zu liefern. Ich habe die "mittleren" Größen mehrmals bestellt und die "kleinen" und "großen" weniger oft. Den Überschuß am Ende konnte ich weiterreichen. Ist das nicht möglich, läßt sich vielleicht mit einem Teilehändler einen "Kommisionskauf" abzumachen und die nicht benötigten Stücke zurückzugeben.
Hat man bereits einen TD5, entfällt dieser leider ansonsten unvermeidliche Aufwand.
Daß dieser Aufwand auch Grund genug sein kann, das Ganze gleich sein zu lassen, ist nur allzu verständlich. Doch auf der "Haben"-Seite steht am Ende eine dauerhaft stabile Radlagerung, auch unter hohen Belastungen.
Und das Radlager kann lange halten, im Grunde ein Fahrzeugleben lang. Und wenn man dann mal doch welche tauscht (was nun ja "routinehalber" gar nicht mehr so nötig wäre), dann geht das doch etwas bequemer, als nach "altem" Prinzip ohne die Spannhülse. Wartung beschränkt sich dann darauf, die Schmierung zu überprüfen und das Fett mal zu erneuern.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Es wird die dicke Unterlegscheibe hinterher geschoben und dann mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst die nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzte, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

Wenn die richtige Hülse feststeht, folgt nach dem Anspannen der inneren der beiden Muttern das Sicherungsblech und dann wird mit der zweiten dünnen Mutter gekontert. Auch hier wurde wieder "mit Gefühl" und "fest" angeschraubt.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Hier wurde nicht nur das Radlager mit SChmierfett verstrichen, bevor es eingebaut wurde, sondern im unteren Bereich die Öffnung der Radnabe verstrichen - Sinn davon ist es, daß man jetzt mit Spitzkännchen etwas Achsöl in die Radnabe bringen kann, die "Wurst" an Schmierfett hindert es am Herauslaufen bis man die Radnabe wieder durch den Mitnehmer/Halbwelle komplettiert hat. Öl und Fett darf sich ruhig vermischen und Achsöl in der Radnabe tut den Lagern sicher ganz gut.

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T17:31:59Z

Landybehr: /* Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? */

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und überlieferte Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos - davon abgesehen, daß Loctite ein gewisses Risiko dargestellt hatte (falls es der Lager wie gewünscht verklebt hätte, wäre die Demontage "komplizierter" und ohne Wärmeanwendung wohl kaum möglich geworden).

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

Das wesentlichste Argument gegen das Aufrüsten mit den Spannhülsen ist, daß man bei der Tätigkeit eine Auswahl von ihnen braucht, mit denen man herumprobieren kann welche paßt. In diesem Fall hier waren es (´2005) nur etwa 6-7 verschiedene Größen an Spannhülsen vom Teilehändler zu liefern. Ich habe die "mittleren" Größen mehrmals bestellt und die "kleinen" und "großen" weniger oft. Den Überschuß am Ende konnte ich weiterreichen. Ist das nicht möglich, läßt sich vielleicht mit einem Teilehändler einen "Kommisionskauf" abzumachen und die nicht benötigten Stücke zurückzugeben.
Hat man bereits einen TD5, entfällt dieser leider ansonsten unvermeidliche Aufwand.
Daß dieser Aufwand auch Grund genug sein kann, das Ganze gleich sein zu lassen, ist nur allzu verständlich. Doch auf der "Haben"-Seite steht am Ende eine dauerhaft stabile Radlagerung, auch unter hohen Belastungen.
Und das Radlager kann lange halten, im Grunde ein Fahrzeugleben lang. Und wenn man dann mal doch welche tauscht (was nun ja "routinehalber" gar nicht mehr so nötig wäre), dann geht das doch etwas bequemer, als nach "altem" Prinzip ohne die Spannhülse. Wartung beschränkt sich dann darauf, die Schmierung zu überprüfen und das Fett mal zu erneuern.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Es wird die dicke Unterlegscheibe hinterher geschoben und dann mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst wie nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzt, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

Wenn die richtige Hülse feststeht, folgt nach dem Anspannen der inneren der beiden Muttern das Sicherungsblech und dann wird mit der zweiten dünnen Mutter gekontert. Auch hier wurde wieder "mit Gefühl" und "fest" angeschraubt.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Hier wurde nicht nur das Radlager mit SChmierfett verstrichen, bevor es eingebaut wurde, sondern im unteren Bereich die Öffnung der Radnabe verstrichen - Sinn davon ist es, daß man jetzt mit Spitzkännchen etwas Achsöl in die Radnabe bringen kann, die "Wurst" an Schmierfett hindert es am Herauslaufen bis man die Radnabe wieder durch den Mitnehmer/Halbwelle komplettiert hat. Öl und Fett darf sich ruhig vermischen und Achsöl in der Radnabe tut den Lagern sicher ganz gut.

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T17:28:44Z

Landybehr:

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos.

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

Das wesentlichste Argument gegen das Aufrüsten mit den Spannhülsen ist, daß man bei der Tätigkeit eine Auswahl von ihnen braucht, mit denen man herumprobieren kann welche paßt. In diesem Fall hier waren es (´2005) nur etwa 6-7 verschiedene Größen an Spannhülsen vom Teilehändler zu liefern. Ich habe die "mittleren" Größen mehrmals bestellt und die "kleinen" und "großen" weniger oft. Den Überschuß am Ende konnte ich weiterreichen. Ist das nicht möglich, läßt sich vielleicht mit einem Teilehändler einen "Kommisionskauf" abzumachen und die nicht benötigten Stücke zurückzugeben.
Hat man bereits einen TD5, entfällt dieser leider ansonsten unvermeidliche Aufwand.
Daß dieser Aufwand auch Grund genug sein kann, das Ganze gleich sein zu lassen, ist nur allzu verständlich. Doch auf der "Haben"-Seite steht am Ende eine dauerhaft stabile Radlagerung, auch unter hohen Belastungen.
Und das Radlager kann lange halten, im Grunde ein Fahrzeugleben lang. Und wenn man dann mal doch welche tauscht (was nun ja "routinehalber" gar nicht mehr so nötig wäre), dann geht das doch etwas bequemer, als nach "altem" Prinzip ohne die Spannhülse. Wartung beschränkt sich dann darauf, die Schmierung zu überprüfen und das Fett mal zu erneuern.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Es wird die dicke Unterlegscheibe hinterher geschoben und dann mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst wie nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzt, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

Wenn die richtige Hülse feststeht, folgt nach dem Anspannen der inneren der beiden Muttern das Sicherungsblech und dann wird mit der zweiten dünnen Mutter gekontert. Auch hier wurde wieder "mit Gefühl" und "fest" angeschraubt.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Hier wurde nicht nur das Radlager mit SChmierfett verstrichen, bevor es eingebaut wurde, sondern im unteren Bereich die Öffnung der Radnabe verstrichen - Sinn davon ist es, daß man jetzt mit Spitzkännchen etwas Achsöl in die Radnabe bringen kann, die "Wurst" an Schmierfett hindert es am Herauslaufen bis man die Radnabe wieder durch den Mitnehmer/Halbwelle komplettiert hat. Öl und Fett darf sich ruhig vermischen und Achsöl in der Radnabe tut den Lagern sicher ganz gut.

Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg

2011-03-16T16:55:39Z

Landybehr:

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T16:55:29Z

Landybehr:

[[Kategorie:Achsen]]
=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das Lager in der Radnabe sitzt. Der Lageraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt Lagerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos.

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des Lagers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

So sieht es aus, wenn man vom "alten" Lagerungssytem die beiden äußeren Muttern und Sicherungsblech, sowie "Unterlegscheibe" als auch das äußere Radlager entfernt hat.

[[Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg]]

So sieht die Spannhülse aus:

[[Datei:Spannhülse.jpg]]

Ab jetzt heißt es auszuprobieren, welche Spannhülse paßt. Sie sind mit einer Farbmarkierung versehen und mißt Meßschieber kann man das Maß kontrollieren.

[[Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg]]

Die Spannhülse wird dann probeweise eingesetzt:

[[Datei:Spannhülse einsetzen.jpg]]

Und dann folgt das äußere Radlager:

[[Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg]]

Jetzt wird mit der ersten der beiden dünnen Muttern festgeschraubt, und die Lager damit unter Spannung gesetzt. Dies wurde hier mit dem Rohrschlüssel (52mm) gemacht, auf Drehmoment dabei gar nicht mal geachtet - "eben .. fest". Das mordshohe Drehmoment, mit dem die einzelne dicke Mutter des TD5 angeschraubt wird, ist natürlich viel zu hoch für eine einzelne der dünnen Muttern. Die Spannhülse verhindert, daß man die LAger selbst zu fest "anknallt" - denn den Druck über die Spannhülse bekommen nur die Lagerinnenringe.

[[Datei:Lager festdrehen.jpg]]

Jetzt gilt es, am Rad zu wackeln. Hört man Spiel, muß man die Spannhülse wieder herausnehmen und die nächstkleinere probieren. Solange, bis kein Spiel mehr da ist. Genau dann ist die richtige Spannhülse gewählt. Ist beim ersten Versuch das Rad fest, muß man erst wie nächstgrößeren Hülsen soweit probieren bis man das erste Mal Spiel merkt; sodann tut man die vorletzt, also nächstkleinere Hülse wieder hinein.
Kompliziert ist das nicht. Nur umständlich. Und an dieser Stelle benötigt man halt eine Auswahl an Hülsen. Am Beispielauto, einem RRC mit Discovery-1-TDI-Achsen, waren am Ende 3 verschiedene Größen gebraucht.

[[Datei:Radlager-schmierfüllung.jpg]]

Datei:Lager festdrehen.jpg

2011-03-16T16:47:07Z

Landybehr:

Datei:ÄußeresRadlagerwiederdrin.jpg

2011-03-16T16:45:00Z

Landybehr:

Datei:Spannhülse einsetzen.jpg

2011-03-16T16:43:50Z

Landybehr:

Datei:Spannhülse-Meßschieber.jpg

2011-03-16T16:42:38Z

Landybehr:

Datei:Spannhülse.jpg

2011-03-16T16:40:43Z

Landybehr:

Datei:Radnabe-minus-Außenradlager.jpg

2011-03-16T16:39:02Z

Landybehr:

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T15:23:37Z

Landybehr:

=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System ===

In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel korrekt einstellt. Das ist nötig bei allen Defender (pre-TD5), RangeRover Classic und Disco1, sowie Serien-LandRovern.

Nun gibt es aber durchaus Gründe, warum man das TD5-System mit der Spannhülse zwischen den Lagern wertschätzen könnte. Sagen wir - das Thema ist in Diskussion und eine endgültige Einigung gibt es nicht. Mit beiden Systemen fahren Autos herum, das schon seit langen Jahren. Grundsätzlich verkehrt wird man auf beiderlei Weise nichts machen.

==== Was gäbe es an dem alten System der Radlagerung zu bemängeln ? ====

Meiner Meinung nach ist es, daß die Radlager sehr oft ihr sorgsam eingestelltes Spiel nicht halten. Es liegt die Beobachtung an einem Defender 130" mit Wohnaufbau in einer Werkstatt zugrunde, daß das Spiel unüblich oft nachgestellt werden musste, wobei wir ein korrektes Einstellverfahren voraussetzen können.

Und dann kann man ja an alten Achsen erkennen, daß die Radlager beginnen, auf dem Achsstummel zu schleifen. Das gute Schnittschema in dem Artikel "Radlager Defender" zeigt, wie das LAger in der Radnabe sitzt. Der LAgeraußenring ist in die Radnabe mittels Preßpassung fest. Da regt sich nichts. Aber der Lagerinnenring, der auf den Achsstummel mitsamt LAgerkäfig und -rollen nur aufgeschoben ist, der beginnt mitzudrehen. Das wurde schon zu Serie I-III - Zeiten beobachtet und Versuche, ihn mit Loctite etc. am Mitdrehen zu hindern waren allesamt erfolglos.

An diesem Bild erkennt man die Schleifspuren (rote PFeile), sowohl auf dem Achsstummelrohr, als auch an der Verdickung am Achsstummelschaft - gegen den das innere Radlager gespannt wird.

[[Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg]]

Diese Schleifspuren sind nun wirklich kein Einzelfall. Ich möchte fast schätzen, daß alle alten Achsstummel welche aufweisen. Jedenfalls alle, die sich an Range Rover und Serie III Achsen befanden, die ich früher mal demontierte.
Irgendwann bleibt es beim Achsstummel nicht nur bei Schleifspuren, sondern es entsteht Materialabtrag. Man kann ihn mit dem Fingernagel gerade eben spüren - nicht gleich, aber nach irgendeiner höheren Laufleistung.
EIGENTLICH müsste man nun diesen Achsstummel erneuern. Denn dann ist der wieder maßhaltig und man hat Chance, daß das eingestellte Radlagerspiel auch langfristig so bleibt.
BLOSS garantiert mir niemand, daß das auf Dauer so bleibt - denn sonst hatte die Problematik nach der korrekten Ersteinstellung im Werk ja nie überhaupt auftreten können.

Es scheint so, als wären sehr schwere Fahrzeuge (angesprochener 130er) und solche mit größeren Reifen (größer gleich 7.50R16, speziell bei 35" Bereifung mehren sich jüngst die Berichte in Foren) davon betroffen. In diesen Fällen erlebt man Nachstellbedarf weit "vor der Zeit", liegen die Bedingungen nicht vor, mag man lange ungeschoren bleiben.

Der exemplarische 130er Defender wurde von einer Werkstatt auf die TD5-Radlagerspannhülse "aufgerüstet" und danach war Ruhe mit dem Nachstellen.

==== Was spricht gegen die Spannhülse vom TD5 ? ====

Einige Argumente lesen sich wiederum im Artikel "Radlager Defender".
Wobei man sich an dieser Stelle überlegen kann, wieso das Spannhülsensystem überhaupt zu Problemen führt. Ok, es ist häufiger vorgekommen, daß am TD5-Defender Radlager kaputt gehen. Das aber liegt nun nicht an der Spannhülse. Das liegt daran, daß Rover an Schmierfett gespart hat, als es die Achsen zusammenbaute, und daran, daß die neueren Achsen durch Dichtringe - im Gegensatz zu Baujahren grob vor Anfang der 90er - kein Achsöl mehr zur Radnabe auch der Hinterachse lassen. Es kommt ja sogar zu Rost in der Radnabe.

Repariert man einen solchen Schaden, könnte gegen die Wiederverwendung der Spannhülse sprechen, daß man nicht gut ausmessen kann ob sie mit neuen Lagern noch paßt. Es gibt nämlich eine größere Anzahl von verschieden dicken Spannhülsen.
ABER - neue Radlager sind präzise gefertigt. Man kann erstmal mit gutem Recht davon ausgehen, daß Abweichung im Maß des LAgers vernachlässigbar sind. Also würde ich die vorhandene Spannhülse einfach weiterverwenden. Daß unterschiedliche Spannhülsenmaße nötig sind liegt primär an der Fertigung der Radnabe, ist anzunehmen. Es besteht also keine Not, "in Afrika" eine Auswahl an Spannhülsen zu besorgen und auszumessen. Für den, der die Alternative möchte, bleibt immer noch die Möglichkeit, die Spannhülse doch zu verwerfen und nach "alter Väter Sitte" das Radlagerspiel einzustellen.

==== Einbau einer Spannhülse in eine "alte Achse" ====

... folgt.

Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)

2011-03-16T15:22:37Z

Landybehr: Die Seite wurde neu angelegt: „=== Radlager - zur Umrüstung von "altem" Sytem auf TD5-System === In dem Technikartikel "Radlager Defender" ist beschrieben, wie man Radlager bzw. deren Spiel k…“

Datei:Achsstummel-Schleifspuren.jpg

2011-03-16T14:50:13Z

Landybehr:

Achsen

2011-03-16T14:46:07Z

Landybehr:

[[Kategorie:Fahrwerk]]
* R
[[Radlager Defender (Technik)|Radlager Defender]]

[[Radlager Spannhülse-Umrüstung (Technik)|Radlager Spannhülse-Umrüstung]]

Radlager Defender (Technik)

2011-03-13T20:35:42Z

Landybehr: /* Für und Wider */

[[Kategorie:Achsen]]
Es gibt zwei verschiedene Ausführungen des Radlagers beim [[Land Rover]] [[Defender]].

== Für und Wider ==
Laut [[Land Rover]] wurde das neue System ab 01/1999 eingeführt. Das neue System hat für Land Rover den Vorteil, dass es in der Produktion schneller zu montieren ist. 
Es gibt jedoch kontroverse Ansichten zu dem neuen und dem alten System, bzw. zu dem Umbau auf eines der beiden. In der Praxis wird oft nach einem Radlagerschaden oder aber auch einfach so das alte System verbaut. Mittlerweile gibt es jedoch auch Werkstätten, die genau den umgekehrten Weg gehen, und von dem alten auf das neue System wechseln. 
Für die maximale Flexibilität kann aber auch eine Kombination verbaut werden. D.h. eine Distanzhülse mit den beiden gekonterten und gesicherten Achsmuttern. Muss das lager gewechselt werden und passt das vorhandene Distanzstück nicht (was bei der sehr guten Maßhaltigkeit und präzisen Fertigung von neuen Radlagern nicht unbedingt sein muß), kann das neue Lager über die beiden Achsmuttern eingestellt werden. 
'''In jedem Fall sollte aber genug Fett im Lager sein. Das ist für die Fahrzeugsicherheit wichtig.'''

=== Neues System ===
+ Schnelle, einfache Montage
- Bei der Notwendigkeit einen Radlagerwechsel vorzunehmen, ist man auf die Verfügbarkeit der Distanzstücke angewiesen, was nicht in allen Ecken der Welt zu jeder Zeit möglich ist.
- Für das neue System gibt es 23(!) Distanzstücke in unterschiedlichen Breiten

=== Altes System ===
+ Das alte System lässt sich nachstellen wenn ein leichtes Radlagerspiel entstanden ist

== Beschreibung ==
Bei dem Umbau von neu auf alt wird das vorhandene Distanzstück und die breite Mutter nicht mehr benötigt.
Statt dessen braucht man die beiden schmalen Muttern und ein Sicherungsblech. Das Sicherungsblech muss bei jeder Demontage ersetzt werden.

[[Datei:Radlager_Defender.jpg]]

Radlager Defender (Technik)

2011-03-13T09:25:20Z

Landybehr:

[[Kategorie:Achsen]]
Es gibt zwei verschiedene Ausführungen des Radlagers beim [[Land Rover]] [[Defender]].

Laut Land Rover wurde das neue System ab 01/1999 eingeführt. Das neue System hat den Vorteil, dass es in der Produktion schneller zu montieren ist.

In der Praxis verbaut man bei einem Radlagerschaden aber wieder (*) das alte System. Gründe dafür sind:

- das alte System lässt sich nachstellen wenn ein leichtes Radlagerspiel entstanden ist

- für das neue System gibt es 23! Distanzstücke in unterschiedlichen Breiten

Bei dem Umbau von neu auf alt wird das vorhandene Distanzstück und die breite Mutter nicht mehr benötigt.

Statt dessen braucht man die beiden schmalen Muttern und ein Sicherungsblech.

[[Datei:Radlager_Defender.jpg]]

(*) völlig unumstritten ist das nicht. Es gibt Berichte von im Rallyebetrieb verwendeten Rovern mit 35", also großer Bereifung, bei denen das Radlagerspiel des alten Systems immer wieder nachgestellt werden MUSS [http://www.offroad-forum.de/viewtopic.php?t=17445&postdays=0&postorder=asc&start=1065 (hier in der Mitte - klick)]. Und von einem schwer belasteten 130" (Wohnaufbau) bei dem dasgleiche geschah. Abhilfe war da, die Radlager doch wieder mit Spannhülse festzuziehen. Dann allerdings nicht mit dieser dicken Einzelmutter, sondern mit den zweien und Sicherungsblech verwendet. Die Muttern kann man dann natürlich nicht ganz mit so großem Drehmoment festziehen, sie sind ja jeweils viel dünner). Hauptproblem des Spannhülsensystems war m.E., daß Rover den Lagern im Werk zu wenig Fett mitgab. Die Defekte liegen nicht an der Spannhülse. Außerdem haben die Achsstummel der "alten" Achsen nach höherer Laufleistung wirklich sehr oft Laufspuren, weil das Lager nicht mehr "in sich" drehte, sondern das komplette Lager auf dem Achsstummel drehte - und den dabei anschliff. Dadurch wird er auch nicht maßhaltiger. Wenn die Spannhülse dem vorbeugt, und dafür sprechen Indizien, dann ist durchaus etwas gewonnen. . Radlager sind so genau gefertigt, daß man beim Radlagerwechsel am TD5-System die vorhandene Spannhülse weitervewenden kann (keine Not, dann aus Dutzenden Hülsen herumprobieren zu müssen); das Maß der Spannhülse wird durch die Fertigung der Radnabe bestimmt. Eine Hülse muß also bei "ihrer" Radnabe bleiben.(< pers. Meinung von Landybehr)

Radlager Defender (Technik)

2011-03-13T09:24:48Z

Landybehr:

[[Kategorie:Achsen]]
Es gibt zwei verschiedene Ausführungen des Radlagers beim [[Land Rover]] [[Defender]].

Laut Land Rover wurde das neue System ab 01/1999 eingeführt. Das neue System hat den Vorteil, dass es in der Produktion schneller zu montieren ist.

In der Praxis verbaut man bei einem Radlagerschaden aber wieder (*) das alte System. Gründe dafür sind:

- das alte System lässt sich nachstellen wenn ein leichtes Radlagerspiel entstanden ist

- für das neue System gibt es 23! Distanzstücke in unterschiedlichen Breiten

Bei dem Umbau von neu auf alt wird das vorhandene Distanzstück und die breite Mutter nicht mehr benötigt.

Statt dessen braucht man die beiden schmalen Muttern und ein Sicherungsblech.

[[Datei:Radlager_Defender.jpg]]

(*) völlig unumstritten ist das nicht. Es gibt Berichte von im Rallyebetrieb verwendeten Rovern mit 35", also großer Bereifung, bei denen das Radlagerspiel des alten Systems immer wieder nachgestellt werden MUSS [http://www.offroad-forum.de/viewtopic.php?t=17445&postdays=0&postorder=asc&start=1065 (hier in der Mitte - klick)]. Und von einem schwer belasteten 130" (Wohnaufbau) bei dem dasgleiche geschah. Abhilfe war da, die Radlager doch wieder mit Spannhülse festzuziehen. Dann allerdings nicht mit dieser dicken Einzelmutter, sondern mit den zweien und Sicherungsblech verwendet. Die Muttern kann man dann natürlich nicht ganz mit so großem Drehmoment festziehen, sie sind ja jeweils viel dünner). Hauptproblem des Spannhülsensystems war m.E., daß Rover den Lagern im Werk zu wenig Fett mitgab. Die Defekte liegen nicht an der Spannhülse. Außerdem haben die Achsstummel der "alten" Achsen nach höherer Laufleistung wirklich sehr oft Laufspuren, weil das Lager nicht mehr "in sich" drehte, sondern das komplette Lager auf dem Achsstummel drehte - und den dabei anschliff. Dadurch wird er auch nicht maßhaltiger. Wenn die Spannhülse dem vorbeugt, und dafür sprechen Indizien, dann ist durchaus etwas gewonnen. (< pers. Meinung von Landybehr). Radlager sind so genau gefertigt, daß man beim Radlagerwechsel am TD5-System die vorhandene Spannhülse weitervewenden kann (keine Not, dann aus Dutzenden Hülsen herumprobieren zu müssen); das Maß der Spannhülse wird durch die Fertigung der Radnabe bestimmt. Eine Hülse muß also bei "ihrer" Radnabe bleiben.

Radlager Defender (Technik)

2011-03-13T09:23:50Z

Landybehr:

[[Kategorie:Achsen]]
Es gibt zwei verschiedene Ausführungen des Radlagers beim [[Land Rover]] [[Defender]].

Laut Land Rover wurde das neue System ab 01/1999 eingeführt. Das neue System hat den Vorteil, dass es in der Produktion schneller zu montieren ist.

In der Praxis verbaut man bei einem Radlagerschaden aber wieder (*) das alte System. Gründe dafür sind:

- das alte System lässt sich nachstellen wenn ein leichtes Radlagerspiel entstanden ist

- für das neue System gibt es 23! Distanzstücke in unterschiedlichen Breiten

Bei dem Umbau von neu auf alt wird das vorhandene Distanzstück und die breite Mutter nicht mehr benötigt.

Statt dessen braucht man die beiden schmalen Muttern und ein Sicherungsblech.

[[Datei:Radlager_Defender.jpg]]

(*) völlig unumstritten ist das nicht. Es gibt Berichte von im Rallyebetrieb verwendeten Rovern mit 35", also großer Bereifung, bei denen das Radlagerspiel des alten Systems immer wieder nachgestellt werden MUSS [http://www.offroad-forum.de/viewtopic.php?t=17445&postdays=0&postorder=asc&start=1065 (hier in der Mitte - klick)]. Und von einem schwer belasteten 130" (Wohnaufbau) bei dem dasgleiche geschah. Abhilfe war da, die Radlager doch wieder mit Spannhülse festzuziehen. Dann allerdings nicht mit dieser dicken Einzelmutter, sondern mit den zweien und Sicherungsblech verwendet. Die Muttern kann man dann natürlich nicht ganz mit so großem Drehmoment festziehen, sie sind ja jeweils viel dünner). Hauptproblem des Spannhülsensystems war m.E., daß Rover den Lagern im Werk zu wenig Fett mitgab. Die Defekte liegen nicht an der Spannhülse. Außerdem haben die Achsstummel der "alten" Achsen nach höherer Laufleistung wirklich sehr oft Laufspuren, weil das Lager nicht mehr "in sich" drehte, sondern das komplette Lager auf dem Achsstummel drehte - und den dabei anschliff. Dadurch wird er auch nicht maßhaltiger. Wenn die Spannhülse dem vorbeugt, und dafür sprechen Indizien, dann ist durchaus etwas gewonnen. (< pers. Meinung von Landybehr). Radlager sind so genau gefertigt, daß man beim TD5-System die vorhandene Spannhülse weitervewenden kann; das Maß der Spannhülse wird durch die Fertigung der Radnabe bestimmt. Eine Hülse muß also bei "ihrer" Radnabe bleiben.

Radlager Defender (Technik)

2011-03-13T09:22:08Z

Landybehr:

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-13T09:00:25Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken drei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben 3) wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können - daher macht dann eine Bearbeitung der Ansaugkanäle (die werden dazu i.d.R größer gefräst) Sinn macht. Die Ansaugwege sind tatsächlich von Rover lieblos gefertigt und im Bereich der Dichtung von Ansaugkrümmer zum Kopf decken sich die Kanäle oft nicht direkt sondern bilden eine Stufe - die wegzumachen (Dichtung draufhalten und bds. anzeichnen) lohnt immer.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck und so wie Tuningteile aus dem Zubehörkatalog zusammengewürfelt werden, ist aber auch mehr so ein "pi-mal-Daumen"-Vorgehen.
Daß diese, eben besprochenen Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-13T08:50:32Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken drei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben 3) wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können - daher macht dann eine Bearbeitung der Ansaugkanäle (die werden dazu i.d.R größer gefräst) Sinn macht. Die Ansaugwege sind tatsächlich lieblos gefertigt und im Bereich der Dichtung von Ansaugkrümmer zum Kopf decken sich die Kanäle oft nicht direkt sondern bilden eine Stufe - die wegzumachen (Dichtung draufhalten und bds. anzeichnen) lohnt immer.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.
Daß diese Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-13T08:49:54Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können - daher macht dann eine Bearbeitung der Ansaugkanäle (die werden dazu i.d.R größer gefräst) Sinn macht. Die Ansaugwege sind tatsächlich lieblos gefertigt und im Bereich der Dichtung von Ansaugkrümmer zum Kopf decken sich die Kanäle oft nicht direkt sondern bilden eine Stufe - die wegzumachen (Dichtung draufhalten und bds. anzeichnen) lohnt immer.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.
Daß diese Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Megasquirt

2011-03-11T23:31:28Z

Landybehr: /* Megasquirt - einer der nachrüstbaren Einspritzcontroller */

[[Kategorie:Motor]]
=== Megasquirt - einer der nachrüstbaren Einspritzcontroller ===

!! Achtung - die Seite ist "under construction". Es werden über längere Zeit noch Daten und Bilder aktualisiert. (stand 3/11).

==== Einleitende Worte ====
Megasquirt ist ein Einspritzcomputer (ECU) aus Amerika. Ehemals war es eine totale "Low-Budget"-Lösung für eine "handvoll Dollar", um einen Benzinmotor vom Vergaser auf Einspritzung umzurüsten. Die Technik war damals so übersichtlich, daß man mit einer kurzen Liste von elektronischen Bauteilen sich die ECU selbst zusammenlöten konnte. Genau genommen geht das auch heute noch, bloß daß die Liste etwas länger ist und man die Hauptplatine in jedem Fall bestellen muß - sie ist kein Standardteil; es gibt aber auch einige Händler, die sich hier spezialisiert haben und fertige ECUs anbieten. Im Laufe der Zeit folgten die Fähigkeiten seitens der Hardware und Software dem Stand der Technik immer hinterher. Ein grundlegender Gedanke von Megasquirt ist das "open source". So ähnlich wie bei Linux gibt es sozusagen "keine Geheimnisse". Jeder kann den Quellcode einsehen, sofern er in die Programmierung weit genug einsteigen kann und möchte. Wer will, kann sich also auch eigene Besonderheiten verwirklichen. Es gibt äußerst rührige Foren, die global die User verbinden und jedem Anwender ziemlich hilfreich beistehen - und letztlich ist das Feedback aus den Foren auch "Nahrung" für die Weiterentwicklung. Zwar sind es denn meist Probleme in der Verkabelung, oder Verständnisprobleme an denen es hängt wenn ein Motor unter Megasquirt nicht sofort laufen will, aber das ist halt normal - ging mir genauso. Nun, immerhin ist es prinzipiell möglich, jeden Benzinmotor, ob Rasenmäher oder Ferrari mit Megasquirt zu steuern. Auch Wankelmotoren sind berücksichtigt. Durch diese Universalität entstehen eben oft kleine "Hürden", die dann durch die Foren immer sehr entgegenkommend behandelt werden. Die Universalität gebietet aber auch, daß etliche Sonderwünsche mit implementiert werden, oder eben nicht.
Im Falle des Rover-V8 gibt es jede Menge Autos, die bereits damit laufen. Meist beginnt es so, daß die origingale Einspritzanlage fehlerhaft funktioniert und man sich nach dem Fehler totsucht, oder die vermuteten defekten Teile zu teuer werden. Statt da weiter herumzuhühnern, kann man genausogut gleich auf Megasquirt wechseln. Speziell die 4CU-Anlagen sind da "Kandidaten". Abgesehen davon haben die technischen Möglichkeiten von Megasquirt mittlerweile Standards erreicht, die einem RangeClassic bequem mit den Fähigkeiten der Nachfolgeversionen der Rover-Einspritzanlagen (RangeRover P38) gleichstellen.

Ein Kennzeichen für Megasquirt ist, daß es ohne Luftmengen-/massenmessung arbeitet. Das heißt, es kann ohne dies arbeiten und die allermeisten Anwender halten es auch so, jedoch ist der Anschluß eines Luftmassenmessers (LMM) möglich. Statt dessen nutzt Megasquirt aber einen schlichten Drucksensor, der sich im Gehäuse der Megasquirt befindet und über einen Schlauch mit dem Saugrohr verbunden ist (die Länge des Schlauches hat sich als nahezu unbedeutend bewiesen, durch die geringe Trägheit der Luft ist das Ansprechen in praktisch allen Fällen schnell). Für die Verwendung eines LMM oder der einfachen Saugrohrdruckmessunge gibt es Argumente dafür und dagegen. Für die meisten überwiegen die Argumente gegen den LMM, nämlich daß mit ihm ein eher teurerer Baustein wegfällt, die Einspritzanlagen hardwareseitig also "einfacher" wird und man einen "freigängigeren" Ansaugweg bis zur Drosselklappe hat.

==== Alternativen ? ====
Megasquirt ist nicht die einzige Möglichkeit, eine ECU nachzurüsten oder die originale ECU gegen eine zu tauschen, die dem Anwender Möglichkeiten zur Beeinflussung geben. Es gibt da Namen wie Haltech und Lloyd und etliche mehr (von diesen zweien weiß ich, daß Rover V8 damit laufen). Der große Vorteil, den ich bei Megasquirt sehe ist, daß es a) mittlerweile auch nicht mehr verschenkt wird, aber immer noch vergleichsweise preiswert ist, b) es mittlerweile sehr viele Anwendungen mit dem Rover V8 gibt (in England wird der Umbau darauf häufig vorgenommen. Somit gibt es sehr viel Erfahrungswerte und keiner muß neu vor unüberwindbaren Hürden stehen und c) die "Community" in den Foren uneigennützig/unentgeltlich Hilfe leistet sowie, wie schon angesprochen, keine Geheimnisse gewahrt werden wollen (aus monetären und marketingspezifischen Gründen).

=== Die verfügbare Online-Dokumentation ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Online-Doku|Online-Doku]]

=== Die verschiedenen Versionen von Megasquirt ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Versionen|Versionen]]

=== Die Tuning-Software ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Tuning-Software|Tuning-Software]]

=== Wo man bestellen/kaufen kann ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Händler|Händler]]

=== Möglichkeit(en) einer verteilerlosen Zündanlage ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Zündanlagen|Zündanlagen]]

=== Eine exemplarische Anwendung am 4.2L Rover-V8 ===
[[Rover-V8 - Megasquirt/Beispielanwendung|Beispielanwendung]]

=== Weiterführende Links ===
==== Die wesentlichen Foren ====
* [http://www.msextra.com/forums/index.php Das ist das Megasquirt-Extra-Forum]
*: Megasquirt "Extra" begann als SoftwareUpgrade, das durch einen englichen Enthusiasten programmiert wurde und einen Quantensprung der Möglichkeiten darstellte. Gemäß der verschieden Generationen der Hardware gibt es auch jeweile Generationen der "extra"-Software.

* [http://www.msefi.com/index.php Das ist das Megasquirt-B&G-Forum]
*: B&G steht für Bowling & Grippo, also die beiden Leute, die die ganze Bewegung überhaupt erst angestoßen hatten. Der B&G-Code ist der Standardcode. So eine Art "Standardausstattung". In der Regel wird man aber zumeist früher oder später bei den "Extra"-Softwarecodes landen, weil hier einfach aktiver weiterentwickelt wird und etliche Optionen mehr vorliegen. Anderseits sind in diesem Forum ein paar "Größen" aktiver, die ganz fundamentales Fachwissen vereinen und die man sich eigentlich eher in die "Extra"-Foren wünschte, damit dort alles ist, was man braucht. Doch das ist nichts Existentielles.

* [http://www.megasquirt.de/msforum/index.php Hier noch das deutschsprachige Forum]
*:Durchaus aktives Forum, aber naturgemäß viel weniger groß als die weltweit agierenden, anderen Foren.

==== Ergänzende Links ====
Diese Sammlung versteht sich als Ergänzung zu den "Offiziellen Links" bzw. die "Online-Manual". Während letztere eher grundlagenlastig und nicht unbedingt fahrzeugspezifisch sind, sollen diese externen Links schon direkt an den Rover-V8 angelehnt sein.

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showforum=36 Unterverzeichnis des englischen LandRover Forums (LR4x4.com)]
*: Hier wird alles über die Megasquirt diskutiert.

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showtopic=15317&st=0 Thread aus dem engl. LandRover Forum (LR4x4.com)]
*: In diesem Thread wird alles zu MS nochmal erklärt und die Umrüstung eines von JE gebauten 4.5Liter V8 beschrieben. In dem Thread finden sich auch Kennfelder (die manchmal aber bestenfalls als Vergleichsanhalt taugen).

* [http://forums.lr4x4.com/index.php?showtopic=46547 Inhaltsverzeichnis des Threads]
*:Der eben gerade gezeigte Link ist weit über 40 Seiten lang und entspr. unübersichtlich. Jemand hat sich die Mühe gemacht, und eine Art Inhaltsverzeichnis kreiert.

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-11T23:29:14Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.
Daß diese Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-11T23:28:06Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ventil%C3%BCberschneidung (klick)]: die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.
Daß diese Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-11T23:26:33Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''': die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung - das ist möglicherweise auch eine Folge davon, daß bei Sportnockenwellen die Dauer der Ventilöffnungen länger ist, die Überlappung wird dabei größer; wohl inkauf nehmend, dass dabei "versehentlich" unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Sportnocken in höhere Drehzahlen verschoben, und denkbar ist daß man im unteren Bereich weniger Drehmoment hat, als zuvor mit einer Seriennockenwelle.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.). Zu all´ dem muß man auch noch beachten, daß der Motor mit einer Sportnockenwelle bei höheren Drehzahlen mehr Gas durchsetzen kann, sozusagen "entdrosselt" ist. Aber die Ansaugkanäle müssen diesen Gasdurchsatz auch liefern können.
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.
Daß diese Effekte spürbar sind, kann man auch daran verdeutlichen, daß sich Hersteller des Aufwandes berufen fühlten, variable Ventilsteuerungen einzuführen, bspl. BMW mit Vanos, oder andere mit Saugrohrumschaltung . Das erste Prinzip betrifft die Ventilsteuerung, das zweite sorgt dafür daß bei niederen Drehzahlen lange Saugrohre benutzt werden, in denen die Ansaugluftsäule einen "guten" Anlauf, sozusagen "Schwung" holen kann. Bei höheren Drehzahlen wird der Ansaugweg abgekürzt, hier braucht es diesen Effekt nicht und sind die langen Ansaugwege sonst zu restriktiv.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Range Rover

2011-03-09T15:28:36Z

Landybehr: /* Weiterführende Links */

[[Kategorie:Fahrzeug]]
=== Geschichte ===
Durch den Wunsch [[Land Rover]]s endlich auch in dem wichtigen amerikanischen Markt bestehen zu können, wurde ein Fahrzeug entwickelt, welches damals vielleicht als Nischenprodukt für einen Nischenmarkt bezeichnet werden konnte. De facto schuf es aber durch seinen Erfolg einen komplett neuen Typ von Fahrzeug und den Markt dafür, das SUV (Sports Utility Vehicle).

==== Von der Idee bis zum ersten Modell ====
Schon sehr früh beunruhigte die Gebrüder Wilks die Befürchtung, dass eine anziehende Wirtschaft nach dem Krieg den Verkauf des bisher einzigen Modells, der Land Rover [[Serie I]], bremsen würde, da die Menschen dann mehr nach komfortablen Fahrzeugen fragen würden. Dies führte zu der Überlegung ein solches Fahrzeug ebenfalls zu entwickeln um es im im Programm zu haben. So entstand bereits Ende 1948 ein Konzeptwagen ''Station Wagon'', der auch tatsächlich zum Verkauf angeboten wurde. Er floppte jedoch, es wurden nur 641 Einheiten hergestellt und 1951 verschwand er vom Markt.

==== Der Road Rover ====
Der nächste Schritt in die Richtung eines höherwertigen 4x4 Wagens mündete 1951 dann in dem ''Road Rover'', der jedoch nicht auf dem Land Rover Chassis sondern auf dem des [http://de.wikipedia.org/wiki/Rover_P4 Rover P4] beruhte und auch nur dessen Zweiradantrieb an der Hinterachse übernahm. Wie die Serie Modelle bestand der erste Karosserieentwurf aus flachen, geraden Karosserieteilen und die vorderen Kotflügel erinnerten sogar an die der späteren Serie Fahrzeuge, die die Scheinwerfer in den Kotflügeln haben.
Mittlerweile liess jedoch der anhaltende Erfolg der Serie Modelle die Notwendigkeit eines höherwertigen Fahrzeugs im Hintergrund verschwinden. Aber nicht bei den Wilks Brüdern. Sie verfolgten weiterhin das Konzept eines bequemen Allradwagens. Der Erfolg des P4 bei Rover band jedoch die Kräfte bei Rover und so geriet der ''Road Rover'' wieder in den Hintergrund. Dennoch nicht vergessen wurde er zunächst in eine Fortführung der Serie II entwickelt bis dann entschieden wurde ihn an den erfolgreichen Rover P4 anzulehnen und so als Limousine auf den Markt zu bringen. Somit hatte Land Rover ersteinmal den Entwurf für ein andersartiges Fahrzeug verloren.

==== Zweiter Anlauf ====
1964 wandte sich Rover dem amerikanischen Markt zu und suchte ein erfolgreiches Modell für diesen Markt. Der Erfolg des [http://de.wikipedia.org/wiki/Ford_Bronco Ford Bronco] und des [http://de.wikipedia.org/wiki/Jeep_Wagoneer Jeep Wagoneer] sowie große Zuwachsraten in diesem Fahrzeugsegment, erinnerte Rover daran, dass dies eigentlich einmal der Zielmarkt des ''Road Rover'' gewesen war.
Nun fing man an dieses Konzept noch einmal aufzugreifen und diesmal einen luxeriösen Allradwagen zu konzipieren. Auf der Suche nach einem Motor entschied man sich 1966 für den gerade neu eingekauften V8 mit Aluminiumblock, da er leichter als das zur Verfügung stehende 3 L Aggregat war. Intern hiess der Wagen nun ''100-inch Station Wagon'', da er eine Achsendistanz von 99,9 Inch hatte.
1967 gab es dann den ersten Entwurf in voller Größe, der schon dem späteren Range Rover schon sehr ähnlich sah. Zunächst sollte die Karosse nur eine Hülle für die Technik sein, aber die Designer halfen schon mit um ein Gefühl für die Proportionen zu geben. Dem Management gefiel dieser Entwurf so, dass sie diesen weiterentwickelt haben wollten.
Im September 1967 war nun der erste voll fahrtüchtige 1:1 Prototyp fertig und 1968 wurde das Design beendet und für die Produktion freigegeben. Nun begannen die Testfahrten mit den Prototypen.

==== Der Range Rover ist da ====
1970, 22 Jahre nach dem ersten Fahrzeug von [[Land Rover - Das Unternehmen|Land Rover]], der [[Serie I]] stellte der Autobauer sein zweites Modell vor, der den Namen ''Range Rover'' trug. Zu dem damaligen stolzen Preis von 1.998 britischen Pfund, was umgerechnet 17.462 DM oder 8.932 EUR zu dem damaligen [http://wapedia.mobi/de/Deutsche_Mark?t=4. Wechselkurs] von 8,74 DM pro Pfund ist, erwarb man ein Universalfahrzeug. Luxeriös als auch voll geländegängig, eine Reiselimousine und ein Kombi in einem Fahrzeug. Bereits 1971 schaffte er es als einziges Auto der Welt in einem Museum als automobile Kunst ausgestellt zu werden, dazu noch in einem berühmten, dem [http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp?bmLocale=en Louvre] in Paris. 
Er erhielt im Gegensatz zu den bisherigen Fahrzeugen Schrauben- anstatt Blattfedern. Der erste Motor war ein [http://en.wikipedia.org/wiki/Rover_V8_engine Rover-V8]. 26 Jahre blieb er so weitestgehend unverändert. Es gab kleine Änderungen, wie Stoffbezüge oder Heckscheibenwischer, automatische Sicherheitsgurte (ab 1973). 1981 kam dann ein überaus erfolgreicher Viertürer dazu und ab nun waren die Schritzüge geklebt und nicht mehr gesteckt, was dem Rostschutz zuträglich war. 1987 gab es kleine Designänderungen, wie ein Frontspoiler, die für den amerikanischen Markt vorgenommen wurden, Land Rover Projektname ''Eagle''. Diese Variante wurde dann auch die am besten ausgestattete und wartete mit Leder- und Holzinterieur auf.

===== LSE =====
Ende 1992 wurde das bis dahin luxeriöseste Modell mit verlängertem Radstand von 247 cm, der [[Range Rover LSE (Fahrzeug)|LSE]], auf den Markt gebracht. Dieser war mit einem 4,2 L V8 Motor versehen und besaß zudem eine [http://de.wikipedia.org/wiki/Luftfederung Luftfederung] und eine elektronische Traktionskontrolle [[ETC]]]. Im Februar 1996 lief der letzte [[Range Rover Classic (Fahrzeug)|Range Rover Classic]] vom Band. Da bereits 18 Monate der Nachfolger [[Range Rover P38a (Fahrzeug)|P38a]] gebaut wurde, entstanden die letzen Classic Modelle nahezu in Handarbeit auf einem Nebenband.

===== P38a =====
In Land Rover Werk Solihull gibt es ein Gebäude mit der Nummer 38a. Hier wurden die ersten Arbeiten an der 1994 veröffentlichten 2. Modellgeneration des Range Rover durchgeführt und gab dem Fahrzeug den Namen: P38a. Er zielte direkt auf den Premiumbereich. Die [[Special Vehicles Department|Special Vehicles Abteilung]] offerierte das ''Autobiography'' Paket, welches sogar ein Navigationsgerät, das [[Philips CARIN-GPS]], enthielt. Dies machte den P38a zum einzigen Allradfahrzeug mit Navigation weltweit. Zum P38a gab es dann auch einige Sondermodelle: 30th Anniversary, Holland and Holland und der Linley. Letzterer knackte die magische Neupreisgrenze von £100.000 britischen Pfund.
1998 wurde er mit dem [[Thor-V8 (Motor)|Thor-V8]] versehen, der auch im [[Discovery Serie II (Fahrzeug)|Discovery Serie II]] werkelte.

===== L322 =====
Zum [http://en.wikipedia.org/wiki/BMW BMW] Zeiten wurde dann auch die 3. Generation Range Rover auf den Markt gebracht, der [[Range Rover L322 (Fahrzeug)|L322]]. Entwicklungsleiter bei BMW war [http://de.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Reitzle Dr. Wolfgang Reitzle] bis er BMW verließ und zu [http://en.wikipedia.org/wiki/Ford Ford] wechselte. Als Land Rover 2001 an Ford verkauft wurde, wurde dieses Auto somit wieder sein Projekt.
Der L322 konnte einen stattlichen Erfolg verbuchen und machte die €1,5 Mrd. Entwicklungskosten wieder wett. Erstmals wurde er in [http://en.wikipedia.org/wiki/Skibo_Castle Skibo Castle] der Öffentlichkeit präsentiert. Dabei durften Fachjournalisten den Wagen 2 Tage lang über 350 KM weit über eine Teststrecke bewegen.

===== Sport =====
Hauptsächlich auf dem deutschen [http://www.nuerburgring.de/ Nürburgring] wurde der jüngste Range Rover, der [[Range Rover Sport (Fahrzeug)|Sport]] von der Fahrwerksseite her getestet. Diese sportliche Variante, die dennoch ihre Geländetauglichkeit bewahrte, kommt mit einem 4,2 L V8 und Kompressor daher. Mit strammerem Fahrwerk und ''[[Active Roll Control]]'' System wurde er als Sport-SUV im Markt platziert. 2006 war es das am meisten verkaufte Fahrzeugmodell aus dem Hause Land Rover. Seine Basis ist die verkürzte Variante der T5 Plattform des [[Discovery 3 (Fahrzeug)|Discovery 3/LR3]].

=== Prototypen ===
;100-inch Station Wagon: Im Januar 1967 gebaut, im wesentlichen nur für das Testen der Fahrzeugtechnik gedacht und mit einer schnell entwickelten Karosserie versehen, die jedoch dem späteren Modell sehr nahe kam.
;LR100/6: Ein 1969 gebauter Prototyp für die Erprobung auf Langstrecken. Dort auf der Motohaube, wo später der Schriftzug ''RANGE ROVER'' prankte, stand hier nur ''VELAR''. Es ist nicht ganz klar was dieses Wort bedeutete. Man vermutet entweder ein Kunstwort für "V(ee) Eight Land Rover" oder für das lateinische Wort "velare" welches "verbergen" bedeutet. Letzteres scheint die wahrscheinlichere Variante zu sein. Er existiert noch und ist der älteste Range Rover. Er besaß im Gegensatz zu den Serienfahrzeugen eine Motorhaube aus Aluminium.

=== Modelle ===
* Range Rover Classic
*: Gebaut von 1970 bis 1996
* Range Rover P38a
*: Gebaut von 1994 bis
* Range Rover L322
* Range Rover Sport

==== Zivile Varianten ====

===== Sondereditionen =====
* CSK
*: 1990 mit einer Stückzahl von 200 aufgelegt, besaß er Querstabilistoren und eine neue elektronischer Steuerung, die dem 3,9 L V8 mehr Leistung gab. CSK ist dass Kürzel des Land Rover Designers [http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Spencer_King Charles Spencer King].

==== Militär ====

==== Behörden ====
* London Metropolitan Police

=== Technik ===
==== Motoren ====

=== Einzelnachweise ===
* [http://www.aronline.co.uk/index.htm?rroverf.htm A new star is born]

=== Literatur ===
* Nick Dimbleby: ''Das grosse Land Rover Buch''. Heel, Gut Pottscheid 2008, 978-3-89880-946-7.
* James Taylor: ''Range Rover The First Generation''. Crowood, 2002, ISBN 1861265549, ISBN 978-1861265548.

=== Weiterführende Links ===

* [http://www.range-rover-classic.com/ RangeRover-Classic - Internetseite mit großer Sammlung an Bildern und Daten zu Modellpflege etc.]

Range Rover

2011-03-09T15:28:08Z

Landybehr: /* Weiterführende Links */

[[Kategorie:Fahrzeug]]
=== Geschichte ===
Durch den Wunsch [[Land Rover]]s endlich auch in dem wichtigen amerikanischen Markt bestehen zu können, wurde ein Fahrzeug entwickelt, welches damals vielleicht als Nischenprodukt für einen Nischenmarkt bezeichnet werden konnte. De facto schuf es aber durch seinen Erfolg einen komplett neuen Typ von Fahrzeug und den Markt dafür, das SUV (Sports Utility Vehicle).

==== Von der Idee bis zum ersten Modell ====
Schon sehr früh beunruhigte die Gebrüder Wilks die Befürchtung, dass eine anziehende Wirtschaft nach dem Krieg den Verkauf des bisher einzigen Modells, der Land Rover [[Serie I]], bremsen würde, da die Menschen dann mehr nach komfortablen Fahrzeugen fragen würden. Dies führte zu der Überlegung ein solches Fahrzeug ebenfalls zu entwickeln um es im im Programm zu haben. So entstand bereits Ende 1948 ein Konzeptwagen ''Station Wagon'', der auch tatsächlich zum Verkauf angeboten wurde. Er floppte jedoch, es wurden nur 641 Einheiten hergestellt und 1951 verschwand er vom Markt.

==== Der Road Rover ====
Der nächste Schritt in die Richtung eines höherwertigen 4x4 Wagens mündete 1951 dann in dem ''Road Rover'', der jedoch nicht auf dem Land Rover Chassis sondern auf dem des [http://de.wikipedia.org/wiki/Rover_P4 Rover P4] beruhte und auch nur dessen Zweiradantrieb an der Hinterachse übernahm. Wie die Serie Modelle bestand der erste Karosserieentwurf aus flachen, geraden Karosserieteilen und die vorderen Kotflügel erinnerten sogar an die der späteren Serie Fahrzeuge, die die Scheinwerfer in den Kotflügeln haben.
Mittlerweile liess jedoch der anhaltende Erfolg der Serie Modelle die Notwendigkeit eines höherwertigen Fahrzeugs im Hintergrund verschwinden. Aber nicht bei den Wilks Brüdern. Sie verfolgten weiterhin das Konzept eines bequemen Allradwagens. Der Erfolg des P4 bei Rover band jedoch die Kräfte bei Rover und so geriet der ''Road Rover'' wieder in den Hintergrund. Dennoch nicht vergessen wurde er zunächst in eine Fortführung der Serie II entwickelt bis dann entschieden wurde ihn an den erfolgreichen Rover P4 anzulehnen und so als Limousine auf den Markt zu bringen. Somit hatte Land Rover ersteinmal den Entwurf für ein andersartiges Fahrzeug verloren.

==== Zweiter Anlauf ====
1964 wandte sich Rover dem amerikanischen Markt zu und suchte ein erfolgreiches Modell für diesen Markt. Der Erfolg des [http://de.wikipedia.org/wiki/Ford_Bronco Ford Bronco] und des [http://de.wikipedia.org/wiki/Jeep_Wagoneer Jeep Wagoneer] sowie große Zuwachsraten in diesem Fahrzeugsegment, erinnerte Rover daran, dass dies eigentlich einmal der Zielmarkt des ''Road Rover'' gewesen war.
Nun fing man an dieses Konzept noch einmal aufzugreifen und diesmal einen luxeriösen Allradwagen zu konzipieren. Auf der Suche nach einem Motor entschied man sich 1966 für den gerade neu eingekauften V8 mit Aluminiumblock, da er leichter als das zur Verfügung stehende 3 L Aggregat war. Intern hiess der Wagen nun ''100-inch Station Wagon'', da er eine Achsendistanz von 99,9 Inch hatte.
1967 gab es dann den ersten Entwurf in voller Größe, der schon dem späteren Range Rover schon sehr ähnlich sah. Zunächst sollte die Karosse nur eine Hülle für die Technik sein, aber die Designer halfen schon mit um ein Gefühl für die Proportionen zu geben. Dem Management gefiel dieser Entwurf so, dass sie diesen weiterentwickelt haben wollten.
Im September 1967 war nun der erste voll fahrtüchtige 1:1 Prototyp fertig und 1968 wurde das Design beendet und für die Produktion freigegeben. Nun begannen die Testfahrten mit den Prototypen.

==== Der Range Rover ist da ====
1970, 22 Jahre nach dem ersten Fahrzeug von [[Land Rover - Das Unternehmen|Land Rover]], der [[Serie I]] stellte der Autobauer sein zweites Modell vor, der den Namen ''Range Rover'' trug. Zu dem damaligen stolzen Preis von 1.998 britischen Pfund, was umgerechnet 17.462 DM oder 8.932 EUR zu dem damaligen [http://wapedia.mobi/de/Deutsche_Mark?t=4. Wechselkurs] von 8,74 DM pro Pfund ist, erwarb man ein Universalfahrzeug. Luxeriös als auch voll geländegängig, eine Reiselimousine und ein Kombi in einem Fahrzeug. Bereits 1971 schaffte er es als einziges Auto der Welt in einem Museum als automobile Kunst ausgestellt zu werden, dazu noch in einem berühmten, dem [http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp?bmLocale=en Louvre] in Paris. 
Er erhielt im Gegensatz zu den bisherigen Fahrzeugen Schrauben- anstatt Blattfedern. Der erste Motor war ein [http://en.wikipedia.org/wiki/Rover_V8_engine Rover-V8]. 26 Jahre blieb er so weitestgehend unverändert. Es gab kleine Änderungen, wie Stoffbezüge oder Heckscheibenwischer, automatische Sicherheitsgurte (ab 1973). 1981 kam dann ein überaus erfolgreicher Viertürer dazu und ab nun waren die Schritzüge geklebt und nicht mehr gesteckt, was dem Rostschutz zuträglich war. 1987 gab es kleine Designänderungen, wie ein Frontspoiler, die für den amerikanischen Markt vorgenommen wurden, Land Rover Projektname ''Eagle''. Diese Variante wurde dann auch die am besten ausgestattete und wartete mit Leder- und Holzinterieur auf.

===== LSE =====
Ende 1992 wurde das bis dahin luxeriöseste Modell mit verlängertem Radstand von 247 cm, der [[Range Rover LSE (Fahrzeug)|LSE]], auf den Markt gebracht. Dieser war mit einem 4,2 L V8 Motor versehen und besaß zudem eine [http://de.wikipedia.org/wiki/Luftfederung Luftfederung] und eine elektronische Traktionskontrolle [[ETC]]]. Im Februar 1996 lief der letzte [[Range Rover Classic (Fahrzeug)|Range Rover Classic]] vom Band. Da bereits 18 Monate der Nachfolger [[Range Rover P38a (Fahrzeug)|P38a]] gebaut wurde, entstanden die letzen Classic Modelle nahezu in Handarbeit auf einem Nebenband.

===== P38a =====
In Land Rover Werk Solihull gibt es ein Gebäude mit der Nummer 38a. Hier wurden die ersten Arbeiten an der 1994 veröffentlichten 2. Modellgeneration des Range Rover durchgeführt und gab dem Fahrzeug den Namen: P38a. Er zielte direkt auf den Premiumbereich. Die [[Special Vehicles Department|Special Vehicles Abteilung]] offerierte das ''Autobiography'' Paket, welches sogar ein Navigationsgerät, das [[Philips CARIN-GPS]], enthielt. Dies machte den P38a zum einzigen Allradfahrzeug mit Navigation weltweit. Zum P38a gab es dann auch einige Sondermodelle: 30th Anniversary, Holland and Holland und der Linley. Letzterer knackte die magische Neupreisgrenze von £100.000 britischen Pfund.
1998 wurde er mit dem [[Thor-V8 (Motor)|Thor-V8]] versehen, der auch im [[Discovery Serie II (Fahrzeug)|Discovery Serie II]] werkelte.

===== L322 =====
Zum [http://en.wikipedia.org/wiki/BMW BMW] Zeiten wurde dann auch die 3. Generation Range Rover auf den Markt gebracht, der [[Range Rover L322 (Fahrzeug)|L322]]. Entwicklungsleiter bei BMW war [http://de.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Reitzle Dr. Wolfgang Reitzle] bis er BMW verließ und zu [http://en.wikipedia.org/wiki/Ford Ford] wechselte. Als Land Rover 2001 an Ford verkauft wurde, wurde dieses Auto somit wieder sein Projekt.
Der L322 konnte einen stattlichen Erfolg verbuchen und machte die €1,5 Mrd. Entwicklungskosten wieder wett. Erstmals wurde er in [http://en.wikipedia.org/wiki/Skibo_Castle Skibo Castle] der Öffentlichkeit präsentiert. Dabei durften Fachjournalisten den Wagen 2 Tage lang über 350 KM weit über eine Teststrecke bewegen.

===== Sport =====
Hauptsächlich auf dem deutschen [http://www.nuerburgring.de/ Nürburgring] wurde der jüngste Range Rover, der [[Range Rover Sport (Fahrzeug)|Sport]] von der Fahrwerksseite her getestet. Diese sportliche Variante, die dennoch ihre Geländetauglichkeit bewahrte, kommt mit einem 4,2 L V8 und Kompressor daher. Mit strammerem Fahrwerk und ''[[Active Roll Control]]'' System wurde er als Sport-SUV im Markt platziert. 2006 war es das am meisten verkaufte Fahrzeugmodell aus dem Hause Land Rover. Seine Basis ist die verkürzte Variante der T5 Plattform des [[Discovery 3 (Fahrzeug)|Discovery 3/LR3]].

=== Prototypen ===
;100-inch Station Wagon: Im Januar 1967 gebaut, im wesentlichen nur für das Testen der Fahrzeugtechnik gedacht und mit einer schnell entwickelten Karosserie versehen, die jedoch dem späteren Modell sehr nahe kam.
;LR100/6: Ein 1969 gebauter Prototyp für die Erprobung auf Langstrecken. Dort auf der Motohaube, wo später der Schriftzug ''RANGE ROVER'' prankte, stand hier nur ''VELAR''. Es ist nicht ganz klar was dieses Wort bedeutete. Man vermutet entweder ein Kunstwort für "V(ee) Eight Land Rover" oder für das lateinische Wort "velare" welches "verbergen" bedeutet. Letzteres scheint die wahrscheinlichere Variante zu sein. Er existiert noch und ist der älteste Range Rover. Er besaß im Gegensatz zu den Serienfahrzeugen eine Motorhaube aus Aluminium.

=== Modelle ===
* Range Rover Classic
*: Gebaut von 1970 bis 1996
* Range Rover P38a
*: Gebaut von 1994 bis
* Range Rover L322
* Range Rover Sport

==== Zivile Varianten ====

===== Sondereditionen =====
* CSK
*: 1990 mit einer Stückzahl von 200 aufgelegt, besaß er Querstabilistoren und eine neue elektronischer Steuerung, die dem 3,9 L V8 mehr Leistung gab. CSK ist dass Kürzel des Land Rover Designers [http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Spencer_King Charles Spencer King].

==== Militär ====

==== Behörden ====
* London Metropolitan Police

=== Technik ===
==== Motoren ====

=== Einzelnachweise ===
* [http://www.aronline.co.uk/index.htm?rroverf.htm A new star is born]

=== Literatur ===
* Nick Dimbleby: ''Das grosse Land Rover Buch''. Heel, Gut Pottscheid 2008, 978-3-89880-946-7.
* James Taylor: ''Range Rover The First Generation''. Crowood, 2002, ISBN 1861265549, ISBN 978-1861265548.

=== Weiterführende Links ===

* [http://www.range-rover-classic.com/ Internetseite mit großer Sammlung an Bildern und Daten zu Modellpflege etc.]

Rover-V8/Lucas-ECU

2011-03-09T15:25:29Z

Landybehr:

[[Kategorie:Motor]]
=Lucas Einspritzanlagen für den Rover-V8=

==Einleitung==

Es gibt, am Beispiel des RangeRovers insgesamt 4 verschiedene [[ECU]]-Systeme.
Der RangeRover Classic erhielt zunächst die "4CU" und zuletzt die "14CU" bzw. "14CUx". Mit dem P38-RangeRover wurde die "GEMS" eingeführt [http://www.gomog.com/allmorgan/GEMS/GEMSbyPoole.pdf Kompendium zur GEMS hier], die als wesentlichen Fortschritt eine verteilerlose Zündanlage integriert hatte. Die letzten Baureihen des P38 hatten eine Bosch-Motronic; man erkennt diese Motoren daran, daß sie nicht mehr diesen "Kasten" mittig oben auf dem Motor haben (das "Plenum"-Gehäuse), sondern acht erkennbare, flachliegende Saugrohre.
Im Folgenden geht es nur um die Anlage des [[Range Rover]] Classic.
Die Lucas-Anlagen sind im Grunde baugleich zur Bosch-L-Jetronic. Im Buch von Des Hammill ("How To Power Tune The Rover V8") ist das auch nachzulesen; Lucas hat da unter Lizenz gefertigt. Daher verwundert es vielleicht nicht ganz so sehr, wenn z.B. Sensoren und Düsen mit Standard-Bosch-Steckern bestückt sind. Von Bosch selbst gibt es ein Buch "Ottomotor-Management", in der die Jetronics, aber auch Motronic-Anlagen und Dinge wie Zündkerzen ganz gut beschrieben sind (ISBN 3.528-03877-2). Aus diesen beiden Büchern und Internetlinks (an passender Stelle eingefügt) werden die folgenden Informationen entnommen sein - Ziel ist an dieser Stelle, eine Übersicht zu geben und nicht den Anspruch auf das Standardnachschlagewerk zu erheben. Es lohnt sich also, den Links zu folgen, weil dort, besonders für die 4CU sehr tiefgehende Daten und Grafiken stecken. Bedeutsam kann das sein, wenn man sich mit Fehlern herumschlagen muß. Die 4CU entstammt immerhin Zeiten, als der Commodore C64 noch nicht verkauft wurde und damals war die Haltbarkeit elektr. Bausteine noch nicht ganz so gut, wie heute.
Es gibt als Zwischenschritt von 4CU zur 14CU/CUx eine Lucas 13CU. Die 13CU und 14CU sind wohl gleich in dem, daß sie beide mit Luftmassenmesser ("Hotwire", s.u.) arbeiten, die 14CU jedoch mit neueren elektr. Bausteinen bestückt und entsprechend kleiner war. Im engl. [http://en.wikipedia.org/wiki/Lucas_14CUX Wiki (Klick)] steht, daß die 13CU und 14CU nur für den 3.5er liefen; das kann aber nicht korrekt sein, weil die erste Serie des 3.9er V8 im RangeClassic eine 14CU hatte (so eine ECU hat der Autor dieser Zeilen nämlich im Auto gehabt).

== '''Allgemeines für Lucas-4CU und 14CU und 14-CUx:''' ==

=== Benzinpumpe ===
Beim RangeRover sitzt eine '''Benzinpumpe''' im Tank, bzw. sie ist von oben in den Tank eingelassen, der Pumpenkörper befindet sich am Tankdach und über ein Steigrohr wird angesaugt. An der untersten STelle ist ein Drahtnetz als Grobfilter. Die Benzinpumpe ist darauf ausgelegt, dauerhaft 5bar Druck zu erzeugen. Dieser Druck wird im System aber nie zustandekommen, denn ein "hinter" den Einspritzdüsen liegender Druckregler beschränkt den Druck auf 2,5bar. Die Benzinpumpe stellt durch die "Überqualifikation" in allen Lebenslagen sicher, diesen Druck zu erzeugen - unabhängig von Schwankungen im Bedarf und Stromspannungsvarianzen. Das ist durchaus wichtig, weil so die Einspritzdüsen vorhersehbare Mengen einspritzen können.
Die ECU steuert das Relay an, welches den 12V-Arbeitsstrom an die Benzinpumpe liefert.
Wird die Spritpumpe ausgeschaltet, darf der Benzindruck (am Benzinfilter gemessen) um 0,7bar pro Minute abfallen.

=== Benzinfilter ===
Hinter der Spritpumpe fließt das Benzin als nächstes durch den '''Benzinfilter'''. Das Filterelement ist aus Papierstoff. Die mittlere Porenweite liegt im Bereich von 10mikrometer.

=== Fuel-Rail ===
Über die Benzinleitung kommt das Benzin dann am '''Fuel-Rail''' des Motors an. Das [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-O.jpg FuelRail] ist ein Rohrbogen, geformt wie ein nicht ganz geschlossenes "O". und an beiden langen Seiten sind die Einspritzdüsen befestigt. Auf einer Seite ("Eingang") des Rohres wird der Kraftstoff zu den Düsen gedrückt und, am anderen Ende ("Ausgang"), hinter den Düsen sitzt der '''Druckregler'''. Der "Überdruck an Benzin", der von der Pumpe generiert wurde, fließt zurück zum Tank. Weil die Pumpe eben Überschuß leistet, ist dieser Rückstrom ein ständiger. Das sorgt für eine Kühlung des Benzins bzw. Benzin wird im FuelRail nicht lange genug verweilen, um Dampfblasen zu bilden. Üblicherweise (ich schätze auch bei der 4CU) wird die Spritpumpe nach Einschalten der Zündung schon anlaufen, um Druck im FuelRail aufzubauen (und ggf. Gasblasen weiterzutransportieren), damit der Motor gut anspringen mag. (Ob die Pumpe dann wieder abgeschaltet wird, wenn der Motor nach wenigen Sekunden immer noch nicht angelassen wird, weiß ich bei der 4CU nicht. Sinn würde es jedenfalls machen und bei der 14CUx ist es der Fall).

=== Druckregler ===
Über den '''Benzindruckregler''' ist noch zu sagen, daß er durch eine Membran in zwei Kammern geteilt wird. Eine Feder drückt die Membran gegen den Benzindruck, überschreitet letzterer die eingestellte Kraft der Feder, wird der Rückstromkanal freigegeben und Überdruck des FuelRails zurück in den Tank geleitet. Zu beachten ist, daß die Kammer, in der die Feder arbeitet mit dem Saugrohr verbunden ist. Liegt dort ein Unterdruck an (Leerlauf), wird die Kraft der Feder vermindert. Ist der Saugrohrdruck hoch (Vollast), kann die Feder unbeeinträchtigt arbeiten - das heißt, jetzt wird der Benzindruck etwas höher liegen. Andersrum - beim Leerlauf mit geringem Saugrohrdruck (entspr. hohem Unterdruck) wird der Benzindruck geringer, weil der Rückstrom früher öffnet. Sinn ist auszugleichen, daß eine Düse leichter in einen Unterdruck spritzen kann und so tendenziell mehr einspritzt, als bei hohem Saugrohrdruck. Durch die Saugrohrdruckabhängigkeit des Druckreglers wird dafür gesorgt, daß die Einspritzmenge saurohrdruckunabhängig wird.

=== Einspritzdüsen ===
Mit dem FuelRail sind, über ein kurzes Stück Schlauch, 8 '''Einspritzdüsen''' verbunden. Die [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-D.jpg Düsen] spritzen schräg in den Luftstrom, kurz vor das Einlaßventil ein - jeweils eine pro Zylinder. Das ist recht vorteilhaft, weil - im Gegensatz zu Vergasermodellen - jeder Zylinder zuverlässiger dasgleiche Gemisch erhält und die direkte Zufüllung fördert den Drehmomentverlauf. Die Düsenspitzen sind bei der 4CU mit einem Gummi-O-Ring gegen das Saugrohr abgedichtet; bei der Bosch-Jetronic erfolgt die Fixierung offenbar durch Gummiformteile, um Wärmeübertragung und Gasbasenbildung und Vibrationsbelastung zu minimieren (Beim Rover hier sind es m.W Metallplatten, die jeweils zwei Düsen festklemmen). Bei der 14CU/14CUX sind die Düsen in passende Hülsen am FuelRail geschoben und dichten dort mit einem Gummiring, kleine "U"-förmige Metallklammern helfen, sie darin zu fixieren. Die Einspritzdüsen sind bei der 4CU sogenannte "Low Impedance"-Düsen, bei der 14CU/14CUx "High Impedance". Das bezieht sich auf den elektrischen Widerstand der Magnetventilwicklung im Düsenkörper und hat eine Bedeutung primär nur für die Bauteile im Inneren der ECU, die darauf ausgerichtet sein müssen - denn Low-Impedanzdüsen können nicht mit ganzen 12V betrieben werden. High-Impedance heißt, daß man über die beiden Kontaktpins der Düse einen Widerstand von rund 15Ohm (Varianz von 11-16) und bei Low-Impedance um 3Ohm (<1 bis 5) misst. Um eine ausgebaute High-Impedanz-Düse zu testen kann man ihre beiden Kontaktpins kurz mit 12V Batteriepolen verbinden. Man hört dann ein deutliches "Tick"-Geräusch, wenn der Elektromagnet in der Düse die Nadel abhebt. Die Leerlaufgeräusche übertonen das ansonsten gut vernehmbare Geräusch, aber es hilft bereits, ein Rohr als "Stethoskop"/Hörrohr auf eine Düse zu setzen. Die Düse längere Zeit manuell unter Strom zu setzen ist evtl. nicht gut für sie, im Betrieb ist eine Düse immer "gepulst". Also kein Einspritzvorgang für eine Zylinderbeschickung dauert so lange, daß die Düse bis zur nächsten Aktion nicht eine Weile geschlossen wäre. Das ist auch wichtig, denn es bedeutet, daß die maximale Einspritzmenge nicht ausgeschöpft wird. Leistungssteigerungen weit über die Serienauslegung hinaus können dazu führen, daß der Kraftstoffbedarf dazu führt, daß die Düse bei Vollast tatsächlich permanent geöffnet ist. Ein Problem bestünde hier, wenn der Motor für sicheren Vollastbetrieb (cave: Abmagerung. S."Risse im Block") nun noch mehr Sprit benötigte - aber mehr als permanent geöffnet sein kann die Düse dann nicht mehr. In diesem Fall müsste man sich bei der reichhaltigen Auswahl an Bosch-Einspritzdüsen bedienen und welche mit größerer Durchflußmenge [http://users.erols.com/srweiss/tableifc.htm#BOSCH bestellen (s.link)] (was das Steuergerät dazu natürlich verarbeiten können müsste). Die Düse für einen 3.5er hat 180ml/min Durchfluß 3.9er hat einen Durchfluß von etwa 190ml/min (bezogen auf Benzin und 20°); vereinzelt schwanken die Angaben dazu im Internet (bis 210ml/min für 3.9er Düsen), denkbar daß Rover verschiedene Düsen verwendete - oder es wurden verschiedene Meßmedien oder Meßdrücke verwendet. Im Allgemeinen liegen die Flußraten der Land/Range-Rover Düsen offenbar aber verdächtig eng beieinander. Mit den Flußraten liegen diese Düsen relativ niedrig, sind also "kleine" Düsen. Vorteilhaft ist das, weil die Mengen im Leerlauf dann dank längerer Pulsdauer besser bemessen werden können; mit dem Nachteil, daß die Düse bei Vollast länger auf sein muß - eben alles Auslegungssache.
Sollte der Durchfluß nicht ausreichen, bestünde die Möglichkeit, den Benzindruck mittels anderem Druckregler zu erhöhen. Das Maximum wird hier bei 3,0bar liegen.
Wenn eine Düse angesteuert wird, wird die Düsennadel um 0,1mm abgehoben - das reicht, um genug Benzin durchzulassen. Anzugs- und Abfallszeit liegen bei 1,0-1,5ms (in dieser Zeit ist also noch nicht voller Durchfluß da, bzw. findet immer noch welcher statt. Das ist etwas was in der Programmierung vom Steuergerät beachtet werden muß).
Im Buch von DesHammil wird von zwei verschiedenen Typen an Düsen gesprochen, solche mit Düsennadel (von denen bisher stets hier die Rede war) und "disc-type" Düsen. Die Unterscheidung ist für den Betrieb nicht so belangvoll. Genaueres findet sich [http://www.sdsefi.com/injectors.htm hier].

===Luftfilter===
Die Frischluft wird natürlich erst vom Luftfilter gereinigt, hinter dem dann auch gleich der Luftmengenmesser (3.5er) oder später als Weiterentwicklung der Luftmassenmesser (3.9er) liegt. Ein Luftfilter hat in Serienprodukten meist einen Papiereinsatz. Der STaubgehalt der Luft wird im Mittel auf 1mg/Kubikmeter Luft geschätzt. Bei ungünstigen Bedingungen (staubige Straße, Baustelle, OffRoad) kann der Staubgehalt auf 40mg pro Kubikmeter und mehr steigen. Auf eintausend Straßenkilometer kämen theoretisch 50g Staug in der Ansaugluft zusammen.
Luftfilter aus Papier klingen billig und sind es sicher auch, haben aber deswegen nicht nur Nachteile. Es gibt als Alternative z.B. Filterelemente von K&N, das sind vom Prinzip Baumwollgewebe in einem stützenden Drahtgeflecht, die mit Öl getränkt sind. Er ist kein "Einweg"-Filter, sondern wird irgendwann gereinigt und mit neuem Öl getränkt. Lagert sich Staub an, saugt er sich mit Öl voll und vergrößert die Filteroberfläche. Die Standzeit des Filters wird als ein Mehrfaches gegenüber Papierfiltern angegeben. Nicht ganz klar ist, ob die Filterwirkung mit den Papierfiltern mithalten kann. Es scheint so, als ließe ein K&N noch kleinere Partikel mit durchschlüpfen. Was wiederum die Frage aufwürfe, ob das überhaupt schlimm ist bzw. ob so kleine Partikel nicht einfach mit dem Abgas wieder ausgestoßen sind. [wer dazu fundiertes Info hat, bitte hier eintragen]. Ungünstig scheinen die K&N-Filter zu sein, wenn das Fahrzeug in der "Sahara" bewegt wird. Die großen Staubmengen verkleben am Filter und die Reinigung ist unangenehm. Einfacher ist dann, Papierfilter auszuklopfen.

=== Luftmengenmesser ===
Der '''Luftmengenmesser''' gibt der "L-Jetronic" ("L" = Luft) ihren Namen und arbeitet über eine im Luftstrom liegende, federbelastete Klappe. Hier ein Bild des Gehäuses: [http://www.gomog.com/plus8/airflowflap.jpg Luftmengenmesser]. Die angesaugte Luft prallt gegen diese Klappe und lenkt sie mehr oder weniger weit aus. Diese Auslenkung mißt ein Potentiometer. Wegen dieser Klappe wird dieses System im Englischen auch "'''Flapper'''" genannt. Das Potentiometer wird mit maximal 4,5Volt vom Steuergerät beschickt, und bei Leerlauf liegt ein geringer Widerstand über dem Potentiometer an (so daß man über ihm eine hohe Spannung mißt) während bei Vollgas ein hoher Widerstand anliegt (und man nur eine geringe Spannung mißt).
Bei Leerlaufstellung wird man eine Spannung von 3,5V messen und bei voll geöffneter Klappe 1,6V. Der Luftmengenmesser ist mit drei Kabeln zur ECU verbunden: ein grünes (Masse), ein rotes (Spannungssignal zur ECU) und ein gelbes (4,5Volt Spannungszufuhr). Es gibt eine Gemischschraube, mit der Luft in einem "Bypass" an der Klappe vorbeigeleitet wird. Damit stellt man das Leerlaufgemisch ein.
Ein Problem ist, daß der Mengenmesser mit der Zeit einer Alterung unterliegt und bspl. die Feder oder Schwergängigkeit der beweglichen Teile falsche Signale verursachen können. Man kann den Luftmengenmesser justieren. Dazu müsste man mit Kabeln ein Voltmeter mit ihm verbinden und bei Vollast die Spannung messen. Bei denkbar kältester Ansaugluft sind 1,63Volt anzustreben.
[http://www.roversd1.nl/sd1web/airflow.html Details zur Funktion und Aufbau].
Hier findet man unter [http://www.gomog.com/allmorgan/FlapperPLUS8.html "Airflowmeter - adjusting"] eine Anleitung, wie man da was einstellt.
Im Falle der abrupten Beschleunigung kann ein Problem auftauchen - die Drosselklappe wird dabei schlagartig aufgerissen und das Gemisch magert kurzzeitig ab (das Auto "stuckert", weil Luft schneller in den Brennraum gelangt, als das "schwerere" Benzin. Durch die Position der Düsen direkt vor die Ventile ist dieser Effekt gering, aber vorhanden. Passiert nun also diese rasche Drosselklappenöffnung, wird sowohl die Luft, die die Brennräume verlangen als auch die Luft die das Saugrohrgehäuse ("Plenum Chamber") füllt durch den Luftmengenmesser. Die Klappe schwingt dabei kurzzeitig stärker aus, als für die Brennräume sinnvoll und dadurch wird das Gemisch passager angereichter, was das "Stuckern" nicht auftreten läßt. Während des Warmlaufes reicht das nicht, und offenbar zählt die Geschwindigkeit der Stauklappenbewegung in die Berechnung mit ein.

Die Luftmengenmessung ist generell eine feine Sache. Das Signal des Luftmengenmessers eilt der Zylinderfüllung etwas voraus, denn bis dorthin ist es ja noch ein Stück, so daß das Gemisch bei Lastwechseln stets passend geregelt werden kann. Zudem werden motorseitige Änderungen wie Verschleiß, Brennraumablagerungen und Ventilsteuerungsveränderungen berücksichtig - so der "Original-Ton" von Bosch. Nun gibt es aber ein Problem: Die Luftdichte kann verschieden sein. Einerseits durch die Temperatur. Dieses Problem ist recht einfach in den Griff zu kriegen - im Luftmassenmesser sitzt eingangs ein '''Temperatursensor'''. Daneben aber kann die Luftdichte auch Höhenbedingt schwanken; in den Alpen kann die Luft auch 20° warm sein und dennoch ist die Dichte anders, als an in Nordfriesland. Das kann erst mit einem Luftmassenmesser beherrscht werden. Während also der Luftmengenmesser eher das Volumen mißt, kann der Luftmassenmesser besser die tatsächliche Menge an Sauerstoffatomen bemessen (bei höherer Dichte enthält dieselbe Menge Luft natürlich auch mehr Sauerstoff).

=== Luftmassenmesser ===
Der '''Luftmassenmesser''' wird auch "Hitzdraht"-Luftmassenmesser genannt (es gibt auch einen "Hitzfilm"-Luftmassenmesser, aber nicht in diesem Kontext). Hier ein Bild des Gehäuses: [http://www.gomog.com/plus8/airflowwire.jpg Luftmassenmesser]. Kernbaustück des Luftmassenmessers ist ein 70mikrometer dünner [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-W.jpg Platindraht], der elektrisch beheizt wird. Und auch hier ist ein Temperatursensor für die Ansaugluft vorhanden. Weil der Draht, wie gesagt, erhitzt wird, sprechen die Engländer gern von "'''Hotwire'''" (= heißer Draht) und weil der Hotwire als wesentlichen prinzipiellen Unterschied die Lucas 14CU/CUx von der 4CU abhebt, wird der Ausdruck Hotwire oft als Synonym mit der gesamten Bauanlage des neueren Einspritzsystems vestanden ("Flapper" wäre entsprechend das Synonmy für die 4CU-Anlage). Das "H" für Hitzdraht gibt einer L-Jetronic dann auch den Namen L'''H'''-Jectronic. Der Hitzdraht und Lufttemperatursensor sind Bestandteile einer Brückenschaltung und funktionieren als temperaturabhängige Widerstände, die dem Steuergerät ein Spannungssignal wiedergeben; der Hitzdraht wird durch einen Strom stets auf derselben Temperatur gehalten, wobei der Draht durch den Luftstrom mehr oder weniger gekühlt wird. Der Heizstrom, der jeweils nötig ist, um die Drahttemperatur zu halten läßt auf den Luftmassenstrom rückschließen. Konkretere Einzelheiten finden sich [http://de.wikipedia.org/wiki/L-Jetronic hier] und [http://www.motorlexikon.de/?I=1308 hier].

=== Drosselklappenpoti ===
Nachdem die Luft nun bemessen wurde, muß sie - wie bei fast allen Ottomotoren - die Drosselklappe passieren. Die Drosselklappe ist in das [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-I.jpg Plenumgehäuse] integriert.
In unserem Fall ist mit der Drosselklappenwelle ein Potentiometer verbunden, das der ECU die Stellung der Drosselklappe mitteilen kann. Bei der 4CU-Anlage muß das '''Drosselklappenpotentiometer''' kalibriert werden, dazu ist es durch Langlöcher an seinem Gehäuse möglich, es etwas zu verdrehen. Das Potis hat drei Kabel, auch hier sind sie grün (Masse), rot (Signal zur ECU) und gelb (4,5Volt Speisespannung). Mißt man mit einem Voltmeter über das grüne und das gelbe Kabel, muß man bei Leerlaufstellung 0,3-0,32Volt messen. Bei der 14CU/CUx ist diese Kalibrierung nicht mehr nötig und auch nicht möglich, weil das Poti hier keine Langlöcher mehr hat.
Das Drosselklappensignal kann (oder wird) zur Schubabschaltung verwendet werden. Das heißt, daß, nimmt man während der Fahrt plötzlich den Fuß von Gas oder bei Bergabfahrt wirkt die "Motorbremse" muß kein Benzin eingspritzt werden. Die Düsen können für diesen Moment also komplett geschlossen gehalten werden.

=== Lambdasonden ===
Im Zuge der Ansprüche an die Abgasqualität und -reinigung gab es sowohl 4CU, also auch 14CU/CUx Anlagen mit '''Lambdasonden''' und Katalysatoren im Auspuff.
Die Lambdasonden sind "Sprungsonden", im englischen auch "Narrow-Band"-Sonden genannt. Der deutsche Name ist dabei m.E. sehr viel aussagefähiger. Tatsächlich liefert diese Sonde primär kein stabiles Signal, wie man erwartet - sondern es springt hin- und her. Für die Katalysatoren ist es ja wichtig, daß das Gemisch stöchimetrisch, also auf ein Luft-/Benzingemisch von 14,7:1 geregelt wird. Nun kann die Sonde für diesen Punkt kein Signal liefern, sondern nur sagen ob das Gemisch fetter oder magerer ist. Sobald das Gemisch auch nur ein wenig fetter ist, springt Spannung des Sondensignales auf nahezu 1,0Volt. Sobald es magerer ist, fällt die Spannung auf nahezu 0Volt. Beim stöchimetrischen Gemisch läge die Spannung bei etwa 0,54V, doch wird sie eben nie stabil anliegen. Aber auch hiermit kann das Steuergerät arbeiten, d.h. es wird das Gemisch immer komplementär zum Sondensignal gegenregeln und wenn das gut gelingen kann dann mit jeweils nur geringen Gemischabweichungen um den Zielwert. Das englische Wort "NarrowBand" suggeriert, daß die Sonde bloß über einen kleinen Gemischbereich ein Meßsignal ausspuckt. Und das hat in einem engl. Forum auch schon zu Mißverständnissen geführt, weil später "Breitbandsonden" ("Wide Band") entwickelt wurden, die über einen Gemischbereich von AFR 10:1 bis 17:1 ein wunderbares lineares Signal anbieten - was nicht nur mitteilt, ob das Gemisch fetter oder magerer ist, sondern auch gleich um wieviel. Eine gute Grafik über die Sondensignale gibt es [http://www.megamanual.com/v22manual/wbvolts.gif hier]. Narrowband scheint das Gedankenbild zu erzeugen, daß auch ein lineares Signal geliefert wird, das halt nur einen schmaleren Bereich offenlegt. Das aber ist falsch.
DesHammill spricht von zwei verschiedenen Typen der Sprungsonden: "Zirconia"-Typen für die 4CU und "Titania"-Typen für die 14CU/CUx. Wesentlicher Unterschied scheint die Sondenheizung zu sein. Durch sie wird die Sonde direkt beim/vor dem Motorstart schon augeheizt und ist so schneller bei Betriebstemperatur, als würde sie erst vom Abgas erwärmt - das bedeutet, daß sie bereits nach 20-30Sekunden sinnvolle Signale liefert.
Weiter schreibt DesHammill, daß die ECU die Spritmenge während der Lambdaregelung in 5% Abstufungen regelt. Sagt die Sonde, das Gemisch wäre zu fett, wird also zunächst man um 5% weniger eingespritzt. Reicht das nicht, dann um weitere 5%. Das geschehe in einem Rahmen von +- 22%. Bosch schreibt von Regelschritten typischerweise im Bereich von 3%. Die Beschränkung auf einen Rahmen von 22% ist in jedem Fall sinnvoll, denn eine defekte Sonde könnte, sonst unbeschränkt, den Betrieb und Motor ernsthaft gefährden.
Rover hat für jede der beiden Zylinderbänke je eine Lambdasonde verbaut. Dementsprechend werden die beiden Bänke auch individuell geregelt. Logisch, daß dann auch die 4Einspritzdüsen einer Bank "zusammenhängen" - also parallel verkabelt sind und für das Steuergerät wirken "wie eine Düse". Es ist dabei nicht zu vermeiden, daß die Düsen mal mehr, mal weniger günstig einspritzen - bezogen auf die Öffnung des Einlaßventils; weil ja die Ventile für die 4 Zylinder einer Bank unterschiedlich gesteuert werden. Und so kann mal an einem offenen Ventil vorbei, und mal gegen ein geschlossenes gespritzt werden, und irgendwas dazwischen. Das ist überhaupt nicht schlimm, weil bei langen Einspritzdauern die Einspritzzeit sowieso länger dauern kann, als die Ventilöffnungszeit. Der Leerlauf ist die Bedingung, in der es sich am meisten bemerkbar macht. Zu ändern wäre es nur mit einer "Sequentiellen" Einspritzung, bei der jede Düse in etwa wie eine Zündkerze zylindertaktgerecht zu spritzen beginnen. Die gegenwärtigen, höhergradigen Euro-Abgasvorschriften wären mit dem alten Prinzip nicht zu leisten.
Eine Lambdasonde verträgt dauerhaft nur Temperaturen bis 850°C, kurzzeitig bis 930°C. Das wird durch die Eibauposition in angemessener Entfernung zum Auslaßventil bedacht. Zu weit weg darf es aber auch nicht sein, weil eine Lambdasonde optimal bei 600°C arbeitet. Dann bietet sie minimale Ansprechzeiten von <50ms, während diese Zeit bei unter 350°C im Sekundenbereich liegt (erst ab dieser Temperatur wird das Keramikmaterial der Lambdasonde (als Zweipunktsonde nach dem Nernst-Prinzip) für Sauerstoff leitfähig). Eine beheizte Sonde ist nicht davon abhängig, durch das Abgas zuverlässig über 350°C gehalten zu werden (was beim Leerlauf möglicherweise "knapp" werden kann) und kann somit weiter distal im Abgasstrom liegen - was die Sonde den thermischen Belastungen bei Vollast weniger direkt aussetzt.
Das Prinzip, daß im ersten Schritt nach den Daten aller Sensoren eine sinnvolle, gewisse Menge Benzin zugeteilt wird, DANN gemessen wird zu welchem Ergebnis es führte (mittels Lambdasonde) und DANN zum nächsten Schritt entsprechend eine sinnvoll andere Menge Benzin zugeteilt wird, nennt man '''"Closed-Loop"-Regelschleife'''. Das ist bei den Katalysatorautos der Fall.
Die andere Regelung, "Open-Loop" genannt, arbeitet ohne ein Feedback. Die Sensordaten legen dem Steuergerät nahe, welche Menge Benzin eingespritzt werden soll (dazu guckt es im Kennfeld nach) und das Ergebnis ist dann quasi egal - es hat jedenfalls keinen Einfluß auf den nächsten Einspritzvorgang.

Etwas läßt sich noch zu den Sonden ergänzen. Die einfachen Sprungsonden, also wie im RangeClassic verbaut, werden direkt mit dem Steuergerät verkabelt. Breitbandsonden brauchen ein eigenes, kleines Steuergerät - den "Controller". Der Controller liefert dann das Lambdasignal an die ECU; dabei allerdings kann man die Controller meistens programmieren, d.h. sie eichen (die Sondenkalibration geschieht anhand von den 21% Atmosphären-Sauerstoff) und meistens die Ausgangsspannungsbreite bestimmen. Daneben kann der Controller problemlos eine Sprungsonde simulieren. Entweder hat er gleich zwei Kabel, je eins für Breitband- und eins für Sprungsondensignal. Jedenfalls ist das bei fast allen "generischen" Breitbandcontrollern der Fall. Das bietet die Möglichkeit, daß man in einen Rover mit Lucas-ECU eine Breitbandsonde verbaut und das Sprungsondensignal zur ECU leitet und das Breitbandsignal nutzt, um sich entweder nur eine Anzeige (des Breitbandsignales) zu ermöglichen oder um später ohne extra Umbauaufwand auf ein anderes Steuergerät zu wechseln.
Übliche Breitbandcontroller stammen von [http://www.14point7.com 14point7], [http://www.techedge.com.au/ TechEdge] oder [http://www.innovatemotorsports.com/products/lc1.php Innovate]. Die ersten beiden scheinen Vorteile in der Langzeit-Zuverlässigkeit zu haben. Der letzte ist offenbar der verbreitetste.
Die Breitbandsonden selbst stammen meist von Bosch (zumindest, was die o.g. Controller angeht; dies alles vor dem Megasquirt-Hintergrund). Meistens handelt es sich um die [http://www.bosch-motorsport.de/content/language1/html/2886.htm LSU 4.2]

=== Kühlwassertemperatursensor ===
Ein ganz wichtiger Sensor ist der '''Kühlwassertemperatursensor'''. Welche Temperatur der Motor hat muß das Steuergerät wissen, um die Start-/Kaltlauf- und Warmlaufanreicherungen korrekt zu addieren. Bei der 4CU wird während des Warmfahrens die Zusatzmenge in 3 Stufen reduziert: bei 32°, 50° und schlußendlich bei 80°. Ab dieser Kühlwassertemperatur wird also kein Benzin mehr im Sinne der Warmlaufanreicherung mehr hinzugerechnet; der Kühlwasserthermostat sollte also das Kühlwasser oberhalb dieses Wertes halten. Diese Abstufungen sind relativ grob, und die 14CU/CUx müsste das in sehr viel feineren Stufen möglich machen.

=== Drehzahlsignal ===
Jede ECU muß ein '''Drehzahlsignal''' haben. Schließlich muss der Zylinder bei jedem Ansaugtakt sein Zumaß an Benzin bekommen und dazu muß die ECU wissen wie schnell die Motortaktzyklen aufeinander folgen - eben, wie schnell der Motor dreht. Hierfür führt ein Kabel von der Zündspule zur ECU.

=='''Weitere, individuelle Komponenten zur Anpassung an Betriebszustände:'''==

Hier gibt es zwischen der 4CU und 14CU/CUx nun doch einige Unterschiede. Daher werden die beiden Konzepte nun getrennt weiter beschrieben:

=== '''Lucas-4CU:''' ===

Rover führte mit der 4CU die Benzineinspritzung 1985 beim RangeRover ein. Zu diesem Zeitpunkt hatte der Range ausschließlich den 3,5Liter V8. Zuerst war die Einspritzung den "Vogue"-Modellen vorbehalten, bis sie 11/1986 schließlich alle Varianten des Range bekamen. Die Leistung des Motors stieg vom Vergasermodell mit 125bhp auf 165bhp (bhp = brake horse power) bei jeweils 4000U/min. Das Drehmoment stieg von 185lb/ft auf 206lb/ft. In anderen Fahrzeugen des Rover- bzw. BritishLeyland-Automobilkonzerns wurde diese Einspritzanlage schon früher verwendet; erstmals rund um 1974 - aber eben noch nicht in einem LandRover. Beim Rover-SD1-PKW (1982-1987), Triumph TR8 (1980-81, zuerst für d. US-Markt). Für den Jaguar gab es ähnliche Anlagen als "6CU", "16CU" und weitere [http://www.jagweb.com/aj6eng/lucas_efi.php Übersicht hier].
Eine gute, englische Beschreibung des Systems und Schritt-für-Schritt Anweisungen zur Fehlereingrenzung haben wir [http://www.roversd1.nl/sd1web/fuelindex.html hier]. Auch [http://www.vintagemodelairplane.com/pages/Rover_Technical/EfiComponents01.html die hier] ist da lesenswert. [http://www.gomog.com/plus8/lucasefi.gif Hier] ist eine Übersichtsgrafik der Lucas-L-Jetronic-anlage.

==== '''Kaltstartventil''' ====
Im Prinzip ist auch das Kaltstartventil ein Einspritz-magnetventil. Es wird dabei gern auch als "9.Düse" bezeichnet. Wird der Magnet unter Strom gesetzt, hebt der Magnetanker ab und gibt den Benzinfluß frei. Die Ausformung der Düsenspitze gibt dem fein zerstäubten Sprühnebel einen Drall. Diese Düse ist nicht gepulst, sondern sprüht permanent in das Saugrohrgehäuse - muß also alle Zylinder irgendwie beschicken. Die Einspritzdauer wird durch einen Thermoschalter gesteuert.
Zusätzlich zur 9.Düse, die nur für die erste Zeit nach dem Anlassen dient (Nachstartanreicherung, "AfterStartEnrichment") werden während der Warmlauflaufphase auch die Einspritzmengen der Düsen länger sein (Warmlaufanreicherung, "WarmUpEnrichment").
Es ist darüberhinaus so, daß das Ventil während des Anlaßvorganges kurz geöffnet wird, aber ab Drehzahlen von 120U/min gleich wieder geschlossen wird, selbst wenn die Temperatur es nicht erzwänge (lt. DesHammill).

==== ThermoTimeSwitch ====
Der '''Thermozeitschalter''' ("Thermo time switch") ist ein einfacher Bimetallstreifen, der beim Kaltstart mit unter STrom gesetzt wird. Er erwärmt sich dabei und öffnet bei entsprechender Temperatur seinen Stromkreis. Bei -20° dauert es etwa 7-8Sekunden, bis das geschieht. Ist er durch Motorwärme schon vorgewärmt (Warmstart), passiert das schneller. Er wird daher auch bei einem zu langdauerndem Startversuch binnen der o.g. Zeit abschalten, oder bei einem wiederholten Startversuch evtl. gar nicht erst "an"schalten - damit der Motor nicht "absäuft".

==== Zusatzluftschieber ====
Der '''Zusatzluftschieber''': Bei einem Kaltstart ist der Motor schwergängiger, z.B. weil das Öl noch kalt ist und Reibungswiderstände noch größer sind. Es ist daher nicht nur nötig, mehr Benzin zuzuführen (um Kondensationsverluste und solche durch unvollständige Verbrennung zu kompensieren) sondern es braucht auch etwas mehr Luft. Die Drehzahl wird dadurch angehoben und der Motorlauf runder. Dem Fahrer ist es nicht zuzumuten, dafür das Gaspedal zu benutzen, daher gibt es besagten Zusatzluftschieber. Dabei handelt es sich um eine Lochblende, durch die die benötigte Luft strömen kann. Es wird dabei Luft an der Drosselklappe vorbeigeleitet. Die Lochblende wird, dem Bedarf gemäß, bewegt um mehr oder weniger Lochquerschnitt freizugeben. Die Bewegung von ihr steuert auch hier ein Bimetall, das ebenfalls elektrisch beheizt wird. Genau wie beim Thermozeitschalter wird auch er durch die Motortemperatur mehr oder weniger vorgewärmt.

=== '''Lucas 14CU/CUx:''' ===

Der Range Rover bekam zum Modelljahr 1989 die "Hotwire" Anlage. Eine schöne ÜBersicht der Komponenten gibt es [http://www.britishv8.org/Articles/Rover-14CUX-EFI.htm hier] und fast alles sonst wissenswerte [http://www.gomog.com/allmorgan/HotwirePLUS8.html hier]. Eine Schritt-für-Schritt Anleitung zur Fehlereingrenzung gibt es [http://www.landroverclub.net//Club/HTML/Check_procedures39.htm hier] oder [http://www.conehead.org/landrover/14cux_fuel_injection.pdf hier]. Mit dem Produktionsstop des RangeRover Classiv 1995 endete auch die Verwendung der 14CUx bei LandRover.
Wie schon beschrieben, ist der Hauptfortschritt hier der Luftmassenmesser mit seiner höheren Präzision und Langzeitstabilität/Zuverlässigkeit. Das Steuergerät ist auch weiterentwickelt. Ein paar Daten zu den elektr. Bauteilen liest man [http://wapedia.mobi/en/Lucas_14CUX hier]. Jetzt wurden schon Mikrochips eingesetzt und damit ist einerseits eine OBD-1-Fähigkeit gegeben (essentiell für die US-Märkte) und es ist Speicherplatz mehrere verschiedene Kennfelder. Bei der 14CU-Anlage, die nur für ein Jahr verbaut wurde (Fahrgestellnummern mit "...FA...") ist es nicht möglich, später zwischen Kennfeldern zu wählen, diese Option bietet erst die 14CUx-ECU. Am Kabelbaum kann man dazu einen [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-S.jpg Widerstand] (f. 5Watt) einstöpseln, der der ECU vorschreibt, welches Kennfeld es nutzen soll. So konnte das Werk die Autos ganz einfach für katalysatorlose Märkte, oder solche mit verschiedenen gesetzlichen Anforderungen ausrüsten. Es gibt einen weißen Widerstand (3900 Ohm) für Europa+USA mit Katalysator, einen gelben (910 Ohm) für SaudiArabien ohne Kat, einen grünen (470 Ohm) für Europa+USA ohne Kat und einen roten (180 Ohm)für Australien und Rest-Of-World.
Das "x" im Namen der 14CUx-Steuergerätes steht für "extended" und meint vielleicht daß es um die Anschlußmöglichkeit eines kleinen [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-U.jpg Diagnosedisplays] erweitert wurde, oder eben um die Möglichkeit des Tune-Widerstandes.
Zunächst kam diese ECU mit dem 3.9l V8 (anzunehmen, daß übergangsweise ein paar 3.5l V8 schon damit ausgerüstet wurden; für den Discovery-1 gab es das eindeutig in den frühen 90ern) und als später (um das Mehrgewicht des LSE-Modelles zu kompensieren) der 4.2l V8 mit etwas mehr als 300ml Mehrhubraum kam, konnte er mit ein und demselben Steuergerät fahren. Im Teilekatalog hat die ECU für den 3.9er und 4.2er dieselbe Teilenummer. Möglich macht das der Luftmassenmesser, der den Luftbedarf über ein ausreichend weites Spektrum bemessen kann.

==== Kraftstofftemperatursensor ====
Als neuer Sensor ist ein '''Kraftstofftemperatursensor''' vorn am FuelRail angebracht. Er hat keinen direkten Kontakt zum Benzin, kann also ohne Auslaufen von Benzin gewechselt werden - ohne daß das nötig wäre. Die Bedeutung des Sensors ist nicht ganz klar. Bosch erwähnt ihn nicht. Und auch in Foren wird mehr spekuliert. Man kann sich zwar vorstellen, daß wärmeres Benzin eine geringere Dichte hat und man kompensatorisch eine minimale Menge mehr davon einspritzen müsste, oder daß das FuelRail sich nach Abstellen des warmen Motors besonders erwärmt hat. Wie bedeutungsvoll das ist, kann ich nicht sagen.

==== Geschwindigkeitssensor ====
Ebenso ist ein '''Geschwindigkeitssensor''' neu. Im englischen auch "Road Speed Transducer" genannt. Man finden ihn am linken Chassislängsholm, etwas vor dem Verteilergetriebe. Ein kurzes Stück Tachowelle verbindet ihn mit dem Verteilergetriebe und bei RangeRovern mit mechanischem Tacho gibt es eine weitere Tachowelle vom Geschwindigkeitssensor bis zum Tacho. Hat der Wagen einen elektronischen Tacho, ist der entspr. Tachowellenanschluß mit einer Blindmutter verschlossen. Dafür ist dann das Signal vom Sensor nicht nur zur ECU, sondern auch zum Tacho weitergeleitet.
Der Sensor wird mit 12V Systemspannung beaufschlagt und gibt jede Umdrehung eines Rades 6x ein Spannungssignal weiter (bzw. die Spannung sinkt 6x). Für eine Umdrehung der Tachowelle soll das 8x geschehen.
Die ECU unterscheidet daran, ob der Wagen steht oder fährt. Das hat Einfluß auf die Leerlaufdrehzahl (über die Zusatzluftmenge, die im Stand wohl reduziert wird, damit die Drehzahl auf niedrigerem Level liegt) aber auch eine Geschwindigkeitslimitierung des Fahrzeugs wird dadurch gesteuert. Das war vermutlich nötig, um die Reifen nicht durch zu hohes Tempo zu überlasten.

==== Stepper Motor ====
Während bei der 4CU für zusätzlichen Luftbedarf (im wesentlichen für Leerlaufbedingungen) der Zusatzluftschieber existiert, hat die 14CU/CUx einen '''Schrittmotor''' ("Stepper Motor"). Der [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-T.jpg "Stepper"] funktioniert gleich dem Motor der Druckwalze z.B. eines Tintenstrahldruckers - er bewegt sich in präzisen, fest voreingestellten Schritten, in unserem Fall in beide Richtungen. Dabei wird eine kegelige Spitze mehr oder weniger weit aus dem StepperMotorgehäuse herausgefahren und in einen komplementären Sitz hinten rechts am Plenumgehäuse gefahren, oder eben aus diesem Sitz heraus - was dann mehr Luft durchläßt.
Während des Warmlaufs kann so die Zusatzluft in etlichen, feinen Schritten reguliert werden, bis er bei warmen Motor geschlossen ist. Aber während der Zusatzluftschieber der 4CU nur von "offen" zu "geschlossen" agieren kann, läßt sich der Stepper auch wieder zurückfahren, also bei warmen Motor kann er dazu gebracht werden, wieder etwas mehr Luft in die Saugrohre gelangen zu lassen (das hat i.w. dengleichen Effekt, als hätte man das Gaspedal ein bißchen getreten - die Drehzahl steigt. Hier aber eben ohne Fahrerzutun). Das veranlaßt die ECU auch, wenn die Klimaanlage oder Windschutzscheibenheizung eingeschaltet wird (durch die Verbraucher (Klimakompressor oder Lichtmaschine) steigt die Last für den Motor und ohne Weiteres würde sonst die Drehzahl abfallen). Die Öffnung des Steppers erfolgt dabei um einen vordefinierten, festen Wert.

==== Purge-Valve ====
Die Emissionsvorschriften verlangten ab irgendeinem Baujahr, daß die Benzindämpfe des Tanks nicht mehr über dessen Entlüftung einfach in die Atmosphäre entweichen. Hierzu ist auf dem rechten Innenkotflügel ein '''Aktivkohlekanister''' montiert, in den die Dämpfe über eine Leitung hindurchgezwungen werden. An diesem Kanister ist ein Ventil, das '''"Purge Valve"''', das höchstwahrscheinlich in bestimmten Zeitzyklen und/oder bestimmten Betriebszuständen für eine bestimmte Zeit geöffnet wird. Sodann saugt der Motor über einen Schlauch Luft durch den Kanister mit ein. Dabei werden dann an der Aktivkohle gebundenes Benzin "weggesaugt" und mit verbrannt. Die Gemischsteuerung hat dabei theoretisch ein Problem, weil die ECU ja nicht wissen kann, wie viel Benzin gespeichert gewesen ist und dann plötzlich der Verbrennung zugeführt wird. Aber das ist eher ein "Nachkommastellenproblem".

==== Check-Engine-Light ====
Bei Fehlern läßt die ECU eine '''Warnleuchte''' im Armaturenbrett aufleuchten (bei 14CU eine rote "Efi"-Leuchte und bei der 14CUx eine gelbe "!"-Leuchte). Beim Einschalten der Zündung leuchtet die Lampe kurz auf (Funktionstest). Man kann eine dauerhaft leuchtende Lampe durch kurzzeitiges Abklemmen der Batterie erlöschen lassen, weil man dadurch den Fehlerspeicher der ECU löscht. Leuchtet die Lampe dann erneut, ist ein Fehler aber anzunehmen. Fehler, die die ECU dazu veranlassen sind:

- Luftmassenmesser
- Lambdasonden
- Drosselklappenpoti
- Wassertemperatursensor

In den USA hatten frühe Modelle (4CU) auch ein "Check-Engine" Warnlicht - mißverständlicherweise. Das sollte nämlich nur an Wartungsintervalle erinnern und war betriebsstundegetriggert (oder so ähnlich).

==== Automatigetriebe-Gangwahlgeber ====
Zu guter Letzt existiert bekommt die ECU noch ein Signal ("Transmission Gear Switch Signal") vom Automatikgetriebe, ob "Neutral" oder "Park" eingelegt ist, und es gibt einen "CrashSensor" ("Inertia Switch"), der im Fall eines massiven Aufpralles, also Unfalls, die STromzufuhr zur Spritpumpe unterbricht. Normalerweise spricht diese Sicherung nicht im Betrieb oder selbst bei rauher Geländenutzung an. Falls doch, ist ein Knopf vorhanden, mit dem er wieder entriegelt werden kann (beim RangeClassic unter dem Beifahrersitz).

==== Idle-Bypass-Adjustment ====
'''Leerlaufjustierung''': In der Serienfertigung kommen Toleranzen in der Montage und bei den EFi-Bauteilen vor, die dazu führen (können), daß die vom Band kommenden Motoren unterschiedlich laufen. Vorstellbar sind ja geringe Differenzen in der Justierung und Montage der Drosselklappe. Bemerkbar macht sich das dann speziell beim Leerlauf, weil da so ein hoher Unterdruck sich Luft "herbeisaugt", wo er sie nur herkriegen kann und allgemein nur wenig Luft die Zylinder füllt. Heißt - die Motoren hätten alle eine gewisse Schwankung der Leerlaufdrehzahl. Um das zu nivellieren gibt es eine kleine Madenschraube am Plenumgehäuse, über die ein Bypass-luftstrom an der Drosselklappe fest eingestellt werden kann. Die Madenschraube ist nach der Werkseinstellung mit einer flachen Metallkappe/-stopfen auf dem kurzen, aus dem Plenum hervorstehendem Gehäusestummel verblendet. Einstellungen hier zu machen, ist erst sinnvoll, wenn der Steppermotor voll geschlossen ist - er wäre neben der Drosselklappe die einzige andere Variable im Lufteinstrom. Bei der Einstellung der Madenschraube, wobei die Einstellung ja eine "Grundeinstellung" ist, würden aber Variablen nur stören (Das Werkstatthandbuch sieht für die Einstellarbeit vor, den Schlauch der von der Drosselklappe hinter dem Motor zum Steppermotorgehäuse verläuft in beide Richtungen zum Justieren bds. passager blind zu verschließen).

==== Fehler-Display ====
IIRC waren es die Anforderungen an OBD-1 in den USA, die verlangten, daß der Benutzer die Möglichkeit hatte, Fehlercodes des Steuergerätes in menschenlesbarer Form zu erhalten, dies mittels eines [http://www.britishv8.org/Articles/Images-V15-1/Rover-EFI-U.jpg Zusatzgerätes/Displays]. Nur die 14CUx hat dazu einen Anschluß. Im europäischen Raum wurde die 14CUx nicht mit dem Display ausgeliefert, in den USA m.W. eben durchaus. Schafft man es, so ein Display zu besorgen, kann man es auch mit einer "europäischen" ECU betreiben. Die Anzeige ist zweistellung. Auf einer der die 14CUx beschreibenden Internetseite sind die Fehlercodes und Bestellnummern gelistet [http://www.britishv8.org/Articles/Rover-14CUX-EFI.htm (Klick und hinunterscrollen)].

== Links ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/L-Jetronic Bosch L-Jetronic]
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Lucas_14CUX Wikipedia zur 14CUx]
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Rover_V8 Wikipedia zum Rover V8, englisch]
* [http://www.carelect.demon.co.uk/photo.html Foto-Vergleich der ECU-Versionen]

* [http://www.roversd1.nl/sd1web/fuelindex.html Seite über die 4CU, Systembeschreibung und Anleitungen zur Fehlerdiagnose]
* [http://www.tr8.com/ECU.htm Platinenlayout 4CU, Reparaturmöglichkeiten]
* [http://www.conehead.org/landrover/14cux_fuel_injection.pdf Auszug aus dem Werkstatthandbuch mit ECU-Kabelbelegung, Kabelfarben und Testverfahren zum Ausmessen der Signale am ECU-Zentralstecker - für die 14CUx]

* [http://alum.wpi.edu/~colinb/14cux_software.html OpenSource-Möglichkeit um eine 14CUx über Seriellen Port zu auszulesen]
* [http://alum.wpi.edu/~colinb/14cux.html Daten zur Speicheradressierung der 14CUx, falls Kennfelder mal selbst programmiert werden wollen]

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-08T17:26:43Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''': die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung; wohl inkauf nehmend, dass dabei versehentlich unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Nockenwellen mit größerer Ventilüberschneidung in höhere Drehzahlen verschoben.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - aber der Bereich niederer Drehzahlen, mithin das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.).
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-08T17:22:52Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''': die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung; wohl inkauf nehmend, dass dabei versehentlich unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Nockenwellen mit größerer Ventilüberschneidung in höhere Drehzahlen verschoben.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit); naja und eben wie "breit" die Nocken sind, also wie lange sie ein Ventil offen halten. Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - das, was Sportnockenwellen kennzeichnet. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - also das "Anhängerziehen" etwas leidet. Es ist doch so: Drehmoment ist Kraft (Verbrennungsdruck der auf die Kolbenfläche wirkt) mal Hebel (über das Pleuel). Die Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Letztere kommt der Drehzahl nahe. Will man mit einer Nockenwelle die Leistung erhöhen, geht das i.w. nur, indem man sich in den Bereich höherer Drehzahlen flüchtet und dort die Verbrennungsdrücke erhöht. Denn im Hochdrehzahlbereich ist die Zeit für die Füllung des einzelnen Zylinders ja kürzer geworden. Hier kann man mit einer länger gewordenen Zeit die die Ventile offen sind, der Füllung und damit den Verbrennungsdrücken helfen. Die niederen Drehzahlen brauchen das aber nicht, hier ist das dann eher abträglich.).
Ansonsten kann eine Nocke laienhaft ausgedrückt "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen weil das Ventil schnell viel Öffnungsfläche freigibt, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-05T14:18:54Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''': die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung; wohl inkauf nehmend, dass dabei versehentlich unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Nockenwellen mit größerer Ventilüberschneidung in höhere Drehzahlen verschoben.

Zu '''Nockenwellen''' kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit). Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - inwieweit das Sinn macht und vorgenommen wird kann erstmal offen bleiben an dieser Stelle. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - also das "Anhängerziehen" etwas leidet). Ansonsten kann eine Nocke "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, ermöglicht es doch dem Gas, schneller den Zylinder zu füllen, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''

Rover-V8/Risse im Block

2011-03-05T14:15:50Z

Landybehr: /* Einflüsse auf die Zylinderfüllung */

[[Kategorie:Motor]]
= Der Rover-V8 Motor, Risse im Block und was der Brennraum damit nicht zu tun hat. =

vorweg - Ziel dieses Artikels ist es, die Informationen zuzusammenzufassen, die mit dem leidigen Problem des "Cracked Block" des Rover V8 zusammenhängen. In diesem Zuge ergänzen sich umfangreich Hintergründe zu Gemischen und Verbrennungsvorgängen, die mit dem Motorblock erstmal gar nicht zusammenhängen, aber nötig sind, um bestimmte Behauptungen zu widerlegen.

== Allgemeines ==

'''Hinweis''':
Für einen gründlichen, allgemeinen Einstieg in die Verbrennung beim Benzinmotor lohnt es unbedingt, die „Basics“ auf der Megasquirt-Seite zu lesen: http://www.megamanual.com/begintuning.htm#works

'''Einführung und die Irreführung''':
Es geht hier um das Problem des „cracked block“, oder „porous block“, das beim Rover V8 doch relativ spezifisch ist. Es gibt Überlegungen zu dem Thema, mit denen auch Werbung (um einen neuen Block zu kaufen) gemacht wird, darauf fussend, dass Rover das Verbrennungsgemisch in bestimmten Betriebsbereichen absichtlich abgemagert hätte. Und zwar in solchen Betriebsbedingungen, die für die Standardmessung vom Fahrzeugverbrauch wichtig sind. Da ein mageres Gemisch gern mit heißer Verbrennung gleichgesetzt wird, wurden daraus zu heiße Brennraumtemperaturen abgeleitet, die als Belastung für das Material die Risse entstehen ließen (siehe hier: http://www.v8engines.com/Acrobat/LRO_May_small.PDF). Das kann so nicht stehen bleiben.

== '''Technische Gegebenheiten beim Rover V8''': ==

Vorab kann man an wenige technische Besonderheiten des Rover-V8 denken: sowohl Block, als auch Köpfe sind aus Aluminium.
Die Laufbuchsen sind aus Stahl und sie sind, vereinfacht, ein schlichtes Rohr und wurden im Werk eingeschrumpft. Da ihre Wandung recht dünn ist, kann die Zylinderkopfdichtung nicht auf der Wandung selbst dichten, sondern tut das am/auf dem Aluminium des Blockes, sozusagen „hinter“ der Laufbuchse. Die Laufbuchse wird nur durch die „Spannkraft“ (wohl Reibung) am Platz gehalten, die sie durch das Einschrumpfen erhielt. Geht diese Spannkraft verloren (z.B. durch Verformung des ummantelnden Aluminiums, v.a. bei einem Riß), kann sich die Laufbuchse bewegen. Das geschieht dann, wenn sich der Motorblock erwärmt und dabei ausdehnt (Aluminium macht das mehr als Stahl). Manchmal rutscht sie etwas nach unten (ein Stück kann sie das, durch die Anatomie im Kurbeltriebbereich aber nicht sehr weit). Manchmal wird sie dann auch vom Kolben mitbewegt und macht klopfende Geräusche.
Zwischen den Zylindern ist nicht sehr viel Platz, und ein Kühlwasserkanal muß dort noch hindurchlaufen. Die Materialstärke der Aluminiumwandung „hinter“ der Laufbuchse beträgt beim 3,9/4,0/4,2/4,6 Liter Motor optimalerweise 3mm (i.d.R. ist es etwas weniger), beim 3,5Liter V8 etwas mehr (dessen Zylinderbohrung beträgt 88,90 statt 94,04mm, somit lassen 5mm Differenz der Wandung hinter jeder Laufbuchse gut 2,5mm mehr Stärke – rechnerisch, und kommt auf gut 5mm Wanddicke).
Zylinderkopfdichtungsschäden treten beim RoverV8 natürlich auch auf. Die Motoren bis etwa 1994 hatten dünne Blechdichtungen. Allgemeinwissen ist es bereits, dass die Zylinderköpfe durch das Vorhandensein der äußersten Reihe der kurzen Kopfschrauben ungleichmäßig (also an der Außenseite zu fest und an der Mittelseite relativ zu wenig) geklemmt wurden und im Bereich der Motormittenachse im Laufe der Zeit undicht wurden. Verbrennungsgase kommen dadurch in das „Valley“ des Motors, also dorthin, wo Nockenwelle und Stößel sind. Das Motoröl wird dadurch stärker belastet und die Motorentlüftung natürlich auch, aber die schafft das. Mit Einführung der dicken „Composite“ Dichtung wurden die Zylinderköpfe von Rover etwas flacher geschliffen, damit das Mehr an Dicke der Dichtung ausgeglichen wurde; ansonsten hätte man dadurch die Verdichtung verringert (lt. RPI-V8 um etwa 0,6:1). Aber im gleichen Zug wurde auch die äußerste Reihe der Kopfschrauben einfach weggelassen. Das tut den Zylinderköpfen ganz gut, und um den Brennraum herum ist ja immer noch an jeder Ecke je eine Schraube – die Kopfdichtung kann so funktionieren. Mit der Compositedichtung wurden Dehnschrauben verwendet. Und die sind auch wichtig, und machen das lästige Nachspannen von normalen Kopfschrauben überflüssig.
Es ist nicht sehr üblich, dass ein Zylinderkopfdichtungsschaden durch Kühlwasserverbrauch auf sich aufmerksam macht. Guckt man sich eine Kopfdichtung an, dann finden sich die Kühlwasserführungen einmal vor dem ersten und einmal hinter dem letzten Zylinder. In diesem Bereich hat der Motor keine großen Probleme.
Die Zylinderköpfe von Rover sind im Grunde selbst solide. Risse sind die absolute Ausnahme. So sehr, dass ein Abdrücken im Rahmen einer Überholung empfohlen wird, aber Werkstätten schreiben dass sie diese Maßnahme und Kosten mittlerweile sparen ohne „bestraft“ zu werden.

[[Datei:Rover-V8-mit-Flanschbuchsen.jpg|800px]]

''Block eines 4.2Liter V8 mit Flanschbuchsen.
Unterhalb jedes Zylinders im Bild ist das leere Gewinde für die dritte Reihe an Kopfschrauben zu erkennen.''

[[Datei:ZylinderkopfplanflächeV8.jpg|800px]]

''Zylinderkopf für einen Motor mit Compositedichtungen.
Die Durchbohrungen für eine dritte Reihe Kopfschrauben ist hier schon nicht mehr vorhanden.''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse.PNG]]

''Schema eines Schnittes durch den Block. In der Mitte würde sich der Kolben befinden.''

''- grau = Aluminiumsteg zwischen zwei Brennräumen
- hellblau = Kühlwasserkanal
- rot = Laufbuchse
- grün = Zylinderkopfdichtung
''

[[Datei:Schema-ohne-flanschbuchse-crack.JPG]]

''Schema des Schnittes durch den Block. Hier in Gelb der Weg, den das Wasser geht, um in den Brennraum zu gelangen. Über denselben Weg gelangen Verbrennungsgase in das Kühlwasser.''

[[Datei:BrennraumV8.jpg]]

''Seitlicher Blick auf den Brennraum im Kopf. Die Form nennt sich "Open Wedge"''

== Einflüsse auf die Zylinderfüllung ==

Nochmal zurück zu den Brennraumtemperaturen und dazu wird ein wenig ausgeholt:
Nehmen wir als Modell nur einen Zylinder des Motors. Gerade eben hat eine Zündung stattgefunden und der 4.Motortakt stößt das Abgas aus. Etwas zu beachten ist, dass Reste vom Abgas im Brennraum bleiben – der Kolben kann ja nicht höher als bis zum oberen Totpunkt. Darüber aber bleibt ein Raum, nämlich der Kompressionsraum in dem das angesaugte Gemisch beim 2.Motortakt verdichtet wurde. Hat der Motor eine niedrige Verdichtung, ist dieser Raum relativ groß, es bleibt also viel Abgas zurück, bei hoher Verdichtung entsprechend weniger. Wenn der Motor gleich angesaugt hat, komprimiert er also etwas altes Abgas noch einmal mit. Das Abgas ist natürlich sauerstoffarm und tut nichts zur Leistung dazu. Je weniger also verbleibt, desto mehr frisches Gemisch kann komprimiert werden und desto mehr Leistung fällt an.

Dazu dient eine hohe Verdichtung und auch die '''Ventilüberschneidung''': die Nockenwelle sorgt dafür, dass das Auslassventil noch eine kurze Weile aufbleibt, wenn das Einlassventil schon geöffnet wurde und der Kolben gerade hinunterzufahren beginnt und gleich Gemisch ansaugt. Die soeben ausgestoßene Abgassäule im Auspuff „zieht“ (dank ihrer Geschwindigkeit und Trägheit „'''Scavenging'''“) nun noch schnell etwas verbrauchtes Gemisch aus dem Brennraum, was dann durch nachströmendes Frischgas ersetzt wird - nachvollziehbar ist, daß diese "Abgassäule" bei höheren Drehzahlen mehr Effekt aufweist; bei geringen sind die Gasmengen dafür zu gering; Einfluß kann man durch Auslegung des Auspuffs darauf nehmen (ein eher dünner Rohrdurchmesser erhöht die Abgassäulengeschwindigkeit bei weniger hohen Drehzahlen; dabei er leider dann bei hohen Drehzahlen restriktiv wirkt. Es ist also eine Auslegungssache, und etwas wie in Werbung versprochene Mehrleistung "ohne Reue" gibt es nicht). Sportmotoren haben i.d.R eine große Ventilüberschneidung; wohl inkauf nehmend, dass dabei versehentlich unbenutztes Benzin in den Auspuff gezogen wird, bevor der 2.Zylindertakt überhaupt richtig begonnen hat. Für den Verbrauch ist das also negativ. Für einen ruhigen Leerlauf auch, und so sind Serienmotoren bei der Ventilüberschneidung eher moderat. Wenn ich nicht irre, dann wird auch die Drehmomententwicklung bei Nockenwellen mit größerer Ventilüberschneidung in höhere Drehzahlen verschoben.

Zu Nockenwellen kann einem noch einfallen, daß die Nocken zwei Qualitäten aufweisen: 1) das Timing, also die relative Position von Einlaß- zu Auslaßnocke zueinander und 2) die Höhe und Form der Nocke. Mehr kann man an ihnen nicht ändern (außer der Metallqualität und Härtung, aber das dient der Haltbarkeit). Für die Nockenwellen aus dem Zubehör gilt das auch. Man soll vorab bedenken, daß die Serien-nockenwelle einen Kompromiß darstellt, der sicher einige Versuchsabläufe und Messungen "hinter sich" hat. Und vom Hersteller für einen Einsatzzweck hin gestellt wurde. Vergißt man das, kann man auch hier "verschlimmbessern". Anderes Timing beschreibt das, was oben u.a. die Ventilüberschneidung zu einem bedeutenden Teil miterklärt. Der andere Teil wäre ein früheres Öffnen von Einlaßventil und späteres Schließen des Auslaßventils - inwieweit das Sinn macht und vorgenommen wird kann erstmal offen bleiben an dieser Stelle. Klar ist, daß sich die Leistungsentfaltung verändert (also mehr Leistung entsteht, aber u.a. in höheren Drehzahlen - also das "Anhängerziehen" etwas leidet). Ansonsten kann eine Nocke "schärfer" sein, also das Ventil in kürzerer Zeit komplett öffnen/schließen. Das ist erstmal sinnvoll, aber es belastet auch den Ventiltrieb mechanisch viel mehr; genauso wie ein höherer Hub der Nocke, der das Ventil weiter hinausbewegt. Das soll nun kein pauschales Urteil gegen Zubehörwellen sein, aber Anlaß geben sich beim Kauf erklären zu lassen, wodurch bei "ebendieser" Welle Vorteile erzeugt werden und welche Nachteile dadurch für den Anwender persönlich entstehen. Für einen schweren Geländewagen mit üblichem "Allerweltseinsatz" ist eine Seriennockenwelle jedenfalls kein Schandfleck.

Eine höhere Verdichtung sorgt darüber hinaus auch für, klar, eine höhere Dichte des Gemisches nach dem Kompressionstakt des Motors und das Gemisch kann dabei nach dem Zündfunken sicher schneller verbrennen. In einem Punkt bin ich nicht ganz sicher, und das betrifft die Verbrennungstemperaturen: mal am Beispiel des 3.9er V8 gibt es ihn in 8,13:1 und 9,35:1. Letzteres ist verbreiteter. Der niedrig verdichtete Motor war m.W. im Hinblick auf den amerikanischen Markt so ausgelegt. Nimmt man die Zündkerzen, dann sprechen diese als Indiz für geringere Temperaturen, als es beim höher verdichteten Motor sein müsste. Ich vermute, daß das Abgas und v.a. die Stickodixe derart durch die niedrigere Verdichtung reduziert werden sollten. Ohne, daß das bei späteren Baureihen des 3.9ers dann konsequent weitergeführt worden wäre. Vor dem Hintergrund des eingangs erwähnten Problems der Brennraumtemperaturen könnte das auch eine Rolle spielen. Ich vermute aber weiter, daß das hintergeordneter Relevanz ist.

== '''Zylinderfüllung am Beispiel des Leerlaufes''' ==

Im Vorausblick auf die später beschriebenen Verbrennungsprozesse könnte man noch über die „Füllmengen“ an Gemisch denken – je nachdem, wie man das Gaspedal, respektive die Drosselklappe gestellt hat.
Denken wir zunächst an den Leerlauf. Dabei ist die Drosselklappe maximal geschlossen und der Motor saugt so gut er kann durch winzige Öffnungen (beim Rover V8 schätze ich, dass man sich ein Loch von etwa 4mm Durchmesser vorstellen kann). Wenn der Kolben beim 2.Motortakt hinunterwandert, ist im Saugrohr kaum Luft die er sich „holen“ kann. Das spiegelt sich in sehr geringen Saugrohrdrücken wieder (die höchstens im Schubbetrieb noch überboten werden. Diese geringen Drücke, andersrum auch als Unterdruck bezeichnet, werden eingesetzt, um den Bremskraftverstärker zu bedienen. Macht ja auch Sinn – keiner benutzt auf der Straße gleichzeitig die Bremse und hat dabei die Drosselklappe nicht geschlossen). Auf alle Fälle hat der Kolben gerade eben wenig Luftmenge einsaugen können und beim 3.Takt gibt es daher auch wenig zu komprimieren. Selbst wenn man jetzt ein sehr fettes Gemisch hat, dann kommt da vergleichsweise wenig Benzin in´s Spiel – ist ja auch klar: für wenig Luft braucht man auch weniger Benzin um das Gemisch fett werden zu lassen. Ganz im Gegensatz zum Vollgas, bei dem der Kolben im 2.Takt den Zylinder komplett mit Luft füllt. Im Leerlauf nun ist also relativ wenig Benzin zur Verbrennung vorhanden und daher bringt der Zylinder beim Verbrennen auch nur wenig Leistung; halt soviel, wie es für den Rundlauf im Leerlauf nötig ist. Der Rover-V8 scheint den ruhigsten Leerlauf zu bieten, wenn man das Gemisch bei 13,5:1 einstellen würde – wer es messen kann, stellt beim ruhigsten/stabilsten Leerlauf den niedrigsten Saugrohrdruck fest.

== '''Verbrennungsprozesse''' ==

Jetzt zum eigentlichen - gehen wir zunächst davon aus, dass das Gaspedal komplett durchgedrückt ist. Das bedeutet an der Drosselklappe, dass sie sich dem Luftstrom nicht „drosselnd“ entgegenstellt und die Atmosphärenluft beim 1.Motortakt ungehindert in den Brennraum strömt. Wir sprechen hier jetzt vom Vollastbetrieb – das trifft für die ein wenig später im Text erklärte zweite Betriebsbedingung zu (es ist wichtig zu unterscheiden, dass bei der ersten und dritten Betriebsbedingung die Drosselklappe nie ganz geöffnet sein wird. Im Hinblick auf die Zylinderfüllung das wird hintendran anhand des Leerlaufes erklärt).
Der Luftdruck im Saugrohr, bzw. „Plenumgehäuse“ beim RoverV8-Efi ist jetzt, unter Vollast, also optimalerweise gleich dem Umgebungsluftdruck, je nach „Lufthunger“ des Motors – z.B. bei hohen Drehzahlen kann er Saugrohrdruck etwas geringer (gleichzusetzen mit größerem „Unterdruck“) liegen und das umso mehr, desto ungünstiger/restriktiver die Ansaugwege geformt sind. Bei niedrigen, alltagsrelevanten Drehzahlen spielt das nicht so eine große Rolle (dies mag man bedenken, wenn man Geld in Tuning steckt). Ok, der Zylinder ist nun voll mit Gemisch und komprimiert es im 3.Motortakt. Gemisch heißt natürlich, dass im Gas auch Benzin vorhanden ist. Und ab hier wird es etwas komplexer.

== '''Drei Betriebsbedingungen''' :==

=== Gemisch Stöchimetrisch ===

In einem Fall soll der Motor jetzt möglich katalysator- und umweltfreundlich verbrennen. Dazu muß das Verhältnis von Luft zu Benzin 14,7:1 betragen – auch als stöchimetrisch bezeichnet. Das Verhältnis Luft zu Benzin wird meist AFR bezeichnet (AirFuelRatio) – und diese Bezeichnung wird fortan vorausgesetzt. So wie es „Grad Celsius“ und „Grad Kelvin“ gibt, die mit anderen Zahlen und Skalen dieselbe Temperatur ausdrücken, gibt es beim Gemisch neben der AFR auch noch die Lambda-einteilung. Eine AFR von 14,7:1 entspricht Lambda = 1. (Im Alltag kommt ein Lamda größenordnungsmäßig von 0,85 bis 1,15 vor).
Bei einer AFR 14,7:1 also sind die Verbrennungsgeschwindigkeiten am konstantesten und vorhersehbarsten. Das dabei entstehende Abgas hat den niedrigsten Gehalt an Schadstoffen namens CO (Kohlenmonoxid) und HC (HydroCarbons = Kohlenwasserstoffe), ohne dass NOx (Stickoxide) allzu hoch wären. Macht man das Gemisch magerer, steigen die NOx, macht man es fetter, dann steigen die anderen beiden Schadstoffe. Wenn das Gemisch jetzt 14,7:1 ist bedeutet es hingegen keineswegs, dass der Motor nun am besten läuft oder am sparsamsten – sondern nur, dass die Abgase am saubersten sind.

=== Fettes Gemisch ===

Im anderen Fall soll der Motor besonders viel Leistung bringen. Klar, dass man dazu mehr Kraftstoff braucht. Das Gemisch wird also fetter. Man bewegt es in Regionen von 12,5:1 bis 13,0:1. Maximale Leistung erzeugt unser Zylinder in unser modellhaften Betrachtung nun, wenn jedes Sauerstoffmolekül zur Verbrennung genutzt wird (noch mal: ein mageres Gemisch hat per Definition einen Sauerstoffüberschuß, ein fettes eine Sauerstoffschuld). Mann kann sich vorstellen, dass jetzt auch ordentlich Wärmemenge anfällt, viel mehr als bei sehr mageren Gemischen; gerade so als wenn man viel Holz in den Kamin geschoben hat. Offenbar ist bei den eben genannten Gemischen die Verbrennung im realen Leben nicht optimal. Wir haben eigentlich etwas zu viel Benzin eingebracht und nicht jedes Molekül ist eine gute Verbindung mit Sauerstoff eingegangen, daher finden sich eben auch jetzt viele Kohlenwasserstoffe und CO im Abgas – das CO könnte selbst als Brenngas taugen (wie z.B. im Holzvergaser) und ist im Auspuff quasi verschwendet, sehr wirtschaftlich ist der Betrieb nun also nicht. Ich schätze, dass diese „konfusen“ und nicht durchgehend optimalen chemischen Reaktionen und Energieverluste bei derart fetten Gemischen dazu führen, dass die Abgastemperaturen gar nicht mal die höchste Temperatur erreicht. Das wäre etwa bei einem Gemisch von 14,1:1 der Fall – und nicht etwa bei magereren. Die Überlegung, das Gemisch nun bei Vollast nicht fetter zu machen als 14,1:1 ist aber keine gute. Denken wir kurz an die im Motor verwendeten Materialen, allen voran dem Aluminium des Kolbens. Viel Hitze kann dazu führen, dass etwas verbrennt oder schmilzt – auch bei Aluminium. Für eine Verbrennung braucht es aber Sauerstoff. Ist das Gemisch nun etwas fetter, als absolut nötig (also eben bei 12,5-13,0:1) dann ist garantiert kein Sauerstoff mehr nach der Gemischdurchbrennung übrig. Es verbleibt kein Sauerstoff, der mit dem Aluminium des Kolbens verbrennen könnte (ansonsten brennt buchstäblich ein Loch in den Kolben). Wenn, dann müsste der Kolben jetzt schon schmelzen und das fällt ihm schwerer. Noch eine Kleinigkeit – auch Benzin erzeugt Kälte beim Verdunsten. Das merkt der Zylinder und Kolben beim 2.Motortakt. Ein fetteres Gemisch leistet daher mehr „Innenkühlung“ als ein mageres. Auf das sehr fette Gemisch von 12,5-13,0:1 muß man bei Vollast also bestehen, damit der Motor intakt bleibt. Das geschieht auch bei Katalysatorautos – unter Vollgas (Beschleunigung bzw. Hochgeschwindigkeit) ist es mit dem sauberen Abgas vorbei.
Ein recht fettes Gemisch durchbrennt auch sehr schnell (im Zylinder findet eine Verbrennung und nicht eine Explosion statt), daher kann der Zündzeitpunkt relativ spät liegen – also eher nicht so viel an Vorzündung ist vonnöten. Man hat den Zeitpunkt optimal gelegt, wenn der mit der Verbrennung ansteigende Druck im Brennraum das Maximum erreicht hat sobald der Kolben bei 17° nach OT steht. Dann wird der Kolben optimal beschleunigt.

=== Mageres Gemisch ===

Im letzten Fall soll der Motor besonders sparsam sein und der Leistungsanspruch steht im Hintergrund. Hier taugt ein mageres Gemisch. Mager ist es, wenn man sich zwischen 14,8:1 bis 16,5:1 bewegt. Ein noch magereres Gemisch ist denkbar, jedoch sind die Benzinmoleküle dann so spärlich vorhanden, dass eine zuverlässige und berechenbare Durchbrennung nicht gewährleistet ist. Es kommt zu Fehlzündungen. Für den Fahrer fühlen sie sich so an, als würde ein dickes Gummiband das Fahrzeugheck immer kurz loslassen und wieder festhalten. Für das Abgas sind diese Fehlzündungen extrem schlecht, weil nun Unmengen an unvollständig verbranntem Benzin ausgestossen werden. Aber selbst wenn keine Fehlzündungen stattfinden, verschlechtert sich das Abgas: der NOx Anteil steigt massiv, während (durch Mangel an Benzin und Überschuß an Sauerstoff das CO und KH äußerst niedrig sind). Warum steigt das NOx so an – nun, Stickoxide entstehen, wenn ausreichend ! viel Wärme und der Anteil an Stickoxid der Atmosphärenluft zusammentreffen. Das Stickoxid reagiert träger, und wenn genug Benzin da ist (fettes Gemisch) zieht es den Kürzeren. Bei magerem Gemisch kann man es bildlich als „Brennstoff aus Verlegenheit“ betrachten. Ein mageres Gemisch verbrennt nun auch viel langsamer. Im Bereich eines Gemisches von 16,5:1 ist die Flammenfront nur etwa halb so schnell wie bei einem Gemisch von 11,1:1 um bei noch fetteren Gemischen wieder langsamer zu werden (wobei es völlig unnsinnig wäre, wegen dieses Umstandes zu irgendeiner Betriebsbedingung fetter als 12,5:1 zu gehen). Jedenfalls muß man bei mageren Gemischen mehr Vorzündung anbieten, um keine Leistung zu verschenken. Die Kraft, die ein Motor bei mageren Gemischen aufbringt würde im Grunde für die meisten Alltagssituationen ausreichen. Für´s „Cruisen“ und auch leichte Steigungen allemal. Daß die abgasgeregelten Motoren trotzdem mindestens ein Gemisch von 14,7:1 haben ist also dem Gesetzgeber geschuldet und nicht dem Motorbedarf.
Ich glaube, dass Allgemeinwissen durcheinander gebracht wird, wenn man sehr hohe Stickoxide mit maximal hohen Brennraumtemperaturen durcheinanderbringt. Klar, auch ein mageres Gemisch erzeugt Hitze. Aber in Analogie zum dem Beispiel des Kamins nun mal mit einem brennenden Holzscheit viel weniger, als wenn man mehrere Holzscheite auflegt.
Die Saugrohrdrücke beim "Cruisen" sind deutlich geringer, als bei Vollgas. Nicht überraschend, weil man dabei das Gaspedal ja nicht übermäßig weit durchdrückt. In absoluten Zahlen beträgt der Saugrohrdruck so um 50-75kPa verglichen zu 100kPa Atmosphärendruck (Meeresspiegel). Dies sind Bereiche die nach oben gesagtem also mit stöchiometrischem Gemisch (14,7:1) geregelt werden. Auch sind es die Bereiche, in denen ich vermuten würde daß dort die Fahrtzyklen stattfinden bei denen Verbrauchsmessungen stattfinden (Stadtverkehr (explizit ohne Vollgas), 90km/h oder 120km/h). Das wird in der "Folgerung" später nochmal aufgegriffen.
Noch eine Kleinigkeit: ein mageres Gemisch benötigt, wie gesagt, mehr Zeit für das Durchbrennen. Trägt man diesem Umstand durch einen vorverlegten Zündzeitpunkt keine Rechnung, dann kann es sein daß die Verbrennung noch läuft, während schon das Auslaßventil aufgemacht wird. Ist an dieser Stelle nun eine Abgastemperaturmeßsonde, dann wird die in diesem Moment höchstwahrscheinlich ein Ansteigen der Temperatur vermelden. Also: gemessen wird da die Abgastemperatur und nicht etwa die Brennraumtemperatur. Hätte die Verbrennung hier früher begonnen, dann wäre ein Teil der Wärme schon an die Brennraumwände und das Kühlsystem abgegeben worden.

=='''Folgerungen'''==

Wenn man das alles bedenkt, dann bleibt kein Platz für einen Zusammenhang von mageren Gemischen und übermäßiger Hitze und das Problem der Risse im Motorblock.
Zwar steht auch im Buch von DesHammil, daß Lucas das Gemisch für "Cruise"-Fahrbedingungen auf 14,35 statt auf 14,7:1 regelte weil a) Stickoxide dadurch weniger würden und b) die Motoren auf 14,7:1 tendenziell heiß laufen würden (daher 14,35:1 als fetteres, "kälteres" Gemisch). Ich frage mich, wie eine Lucas-Anlage mit den für die 4CU-/14CU-CUX üblichen Sprungsonden es technisch ermöglichen sollte, auf irgendetwas anderes als 14,7:1 zu regeln. Also, Wiederholung macht etwas Falsches auch nicht richtiger.

Selbst wenn die Gemische von Rover in den Bereichen abgemagert wären, die für Verbrauchsmesszyklen wichtig sind, dann entstehen hier viel geringere Temperaturen, als bei Vollast. Darüber hinaus ist das Abmagern in diesen Bereichen gar nicht zulässig, weil die Autos nun mal ab Mitte-/Ende der 80er Jahre mit Katalysator und Lambdaregelung ausgetattet sind. Die damals eingesetzen Lambdasonden (Sprungsonden, im englischen etwas missverständlich als „Narrowband sond“ bezeichnet) können dem vom Steuergerät auch nur sinnvoll eingesetzt werden, um auf ein Gemisch von 14,7:1 einzuregeln. Ein englischer User hat das an seinem RangeClassic auch mal überprüft. Die Behauptung des Abmagerns ist Unsinn.

Rover hat anscheinend die Materialdicken des Aluminiums hinter den Laufbuchsen als entscheidend gehalten. Nachzulesen im Buch von DesHammill („How To Power Tune The Rover V8). Mit dem 4.0 und 4.6Liter V8 (bei Einführung des RangeRover P38) wurde nach kurzer Zeit die Schichtdicke gemessen. Nochmal – in dem Aluminiumsteg zwischen den Zylindern läuft noch ein Kühlwasserkanal hindurch. Die Produktion, genauer das Gussverfahren des Motorblockes war nicht so präzise, dass der Kühlkanal immer genau in der Mitte saß gleichdick war. Es kam also zu Unregelmäßigkeiten und mal war der Aluminiumsteg hinter der Laufbuchse dicker, mal dünner. Daß ein dünnerer Steg eher zum Reißen neigt, wenn die Belastungen entsprechend gegeben sind, ist gut denkbar. Rover hat also die Aluminiumdicken gemessen und die Blöcke eingeteilt. Es gab solche, die gleich Ausschuß waren (Wanddicke unter 2,1mm) und dann solche mit guten, gleichmäßigen Werten die zum 4.6er wurden (Wanddicke mind. 2,5-3,0mm) und dann solche die noch in Toleranzen lagen und 4.0er wurden (Wanddicke 2,2-2,5mm). Nach 1997 sollen die 4,6er mindestens 2,8mm gehabt haben. Daß an den 4.6er höhere Ansprüche gestellt wurden, würde ich so werten, dass man dabei an die größeren thermischen Belastungen dachte die entstehen, wenn 0,6 Liter mehr Hubraum nun mal auch mehr Brennstoff durchschleusen.
Ich meine, man kann ruhig allgemein von „cracked block“ sprechen. Das „porous block“ ist wohl in die Diskussion gekommen weil man meinte, dass im Gussverfahren des Motorblockes Lunker oder Lufteinschlüsse oder irgendsowas entstanden sind die dann zum Durchlaß von Kühlwasser führten. Bisher habe ich nirgendwo etwas Nachvollziehbares gelesen oder gehört, dass das stützen konnte. Es ist wohl mehr in´s „Blaue hinein“ überlegt worden und hält sich hartnäckig, wohl aufgrund der bildlichen Vorstellbarkeit.
Normalerweise sind Risse im Block ja selten und wenn, dann habe ich es i.w. im Zusammenhang von klopfender Verbrennung gelesen. Durch die Materialwahl beim RoverV8 und angesprochene Unregelmäßigkeiten ist wohl einfach eine Schwäche gegeben.
Soweit ich weiß, wurde das Gussverfahren des prinzipiell seit Ende der 60iger gefertigten Blockes eine Weile nach Auslaufen der RangeRover P38verbessert. Zu diesem Zeitpunkt hatte Rover diesen V8 schon nicht mehr im Programm und die Fertigung abgestoßen. Die Blöcke ab dieser Zeit heißen „coscast“. Coscast ist wohl ein Gussverfahren, bei dem Mahle seine Finger im Spiel hat. Eine absolute Garantie gegen Risse gibt es dadurch aber nicht, jedenfalls kann man im Internet von solchen Motoren lesen, die trotzdem einen Defekt/Riß bekommen.
Es könnte sein, dass die Risse bevorzugt in dem Bereich der Zylinderkopfschrauben vorkommen. Sowieso ist es einen kurzen Gedanke wert, ob man nicht besser Stehbolzen (von ARP) nimmt. Dafür spricht, dass sie das Aluminiumgewinde im Block schonen – denn beim Anziehen der Mutter wird das Gewinde nur auf Spannung und nicht auch noch auf Scherung wie bei sich drehender Schraube belastet (weil sich der Stehbolzen dabei nicht selbst drehen muss). Und sie ermöglichen eine stärkere Klemmkraft, so dass sie bei aufgeladenen Motoren (wer macht so was schon ..) empfohlen werden. Dagegen spricht, dass Stehbolzen mehr kosten, man sie nachspannen muss, sie für einen normalen Motor überhaupt nicht essentiell nötig sind und sie nach langer Laufleistung womöglich die Demontage des Kopfes erschweren wenn Korrosion auftrat.

Es ist wert anzusprechen, aber in der Bedeutung nicht klar oder diskutiert, daß die Kühlwassertemperaturen eine Rolle spielen könnten. Im Laufe der Zeit wurden die V8 immer heißer "gefahren". So gibt es für die V8 bis zu den 90ern Kühlwasserthermostaten mit 74°, 82° und 88°C. Die Motoren vor dem 3.9er V8 (und evtl. dessen allererste Versionen) hatten einen 82° Thermostat, aber ansonsten hatte der 3.9er den ansonsten 88°. Der P38 RangeRover musste noch heißer laufen. Der 74° Thermostat ist ein Originalteil, man bekommt es bei LandRover, aber es sieht nicht so aus, als hätten europäische Modelle ihn bekommen. Einspritzmodelle würden damit schon gar nicht harmonieren, weil der Motor nie über die Temperatur käme aber der die ECU davon ausgeht, daß er warm wäre (bis dahin gibt sie Warmlaufanreicherungen). Es sieht eher nach Zufall aus, aber tendenziell kommen die Blockrisse mehr bei den späteren Modellen vor (die eben, vermutlich aus Abgasgründen, heißer laufen). Man könnte daher der Idee verfallen, einen 82°C Thermostat zu nehmen, wo vorher 88°C waren. Wer es seitens der Motorsteuerung möglich hat, kann auch 74°C fahren - weniger ist für straßengenutzte Wagen einfach nicht sinnvoll. Die niedrigere Öffnungstemperatur der 82° oder gar 74°C Thermostate führt, logisch genug, zu niedrigeren Blocktemperaturen. Das minimiert den Streß, der im Block durch unterschiedliche Metallexpansion von Stahl und Aluminium entsteht (diese Metallkombinationen hat man ja im Bereich der Laufbuchsen und, anders als bei den allermeisten anderen Motoren, auch bei den unteren Kurbellagerböcken). Vielleicht hat man damit etwas in der Hand, der Haltbarkeit des Blockes zuzutragen. Das hat aber Hypothesenstatus. Nachteile gibt es auch, natürlich, in der Form daß es zu höherer Belastung des Motoröls durch Benzineinwaschungen kommt, weil Benzin schlechter verdunstet (was bei Einspritungen weniger bedeutend wird) und gleichzeitig ist das Motoröl kühler und kann Wasserkondensate nicht mehr so gut durch verdampfen "entsorgen". In anderen Worten könnte dadurch der Verschleiß erhöht werden - was wiederum durch die Motorölqualität und Wechselintervalle zu teilkompensieren wäre. Auf der anderen Seite ist ein kühlerer Block der Leistungsentwicklung zuträglich, hat mehr Reserven für Belastungen. Dabei kann man den Benzineinwaschungen in das Motoröl etwas vorbeugen, indem man die Gemische eben nicht unnötig fett führt (speziell im Warmlaufbereich).

Warum ist so ein Riß im Motorblock überhaupt ein Problem ? Ok, der Riss verbindet meist den Kühlwasserkanal mit der Rückfläche der Laufbuchse. Wasser kann somit hinter der Laufbuchse emporsteigen. Nach unten kriecht es erfahrungsgemäß nie, vielleicht weil der Kühlwasserkanal im oberen Bereich der Laufbuchse sitzt und die Laufbuchse unten dann doch noch stramm und dicht genug sitzt. Aber es kann nach oben steigen und schleicht sich an der Zylinderkopfdichtung vorbei in den Brennraum (die Dichtung dichtet ja erst „hinter“ der originalen Laufbuchse). Ich schätze, das passiert dann, wenn man den Motor abstellt. Wenn er nämlich läuft dann sind ja relativ hohe Drücke im Brennraum, die drücken jetzt erstmal Abgase auf demselben Weg Gase in das Kühlsystem. Steht der Motor aber, dann hält das (normalerweise in sich geschlossene) Kühlsystem durch das noch heiße Wasser seinen leichten Überdruck und der reicht jetzt, um Wasser in den Brennraum zu drücken. Kühlwasserverbrauch ist daher auch ein ganz typisches Symptom eines Blockrisses. Zusätzlich zu den auch genannten Symptomen, die man sonst mehr bei Zylinderkopfdichtungsschäden erlebt. Die beschriebenen Probleme treten fast immer schleichend auf und ganz oft kann man unter Nachkippen von Kühlwasser noch eine ganze Zeit fahren. Ohne dass das empfehlenswert wäre.

Eine, wenn nicht gar die einzige Lösung bzw. Reparaturmöglichkeit bei einem Riss im Block besteht in Flanschbuchsen („T-liner“, „Top Hat Liner“). Diese ersetzen die originalen Laufbuchsen von Rover. Sie haben an der oberen Kante einen kleinen Kragen, eben einen schmalen Flansch. Dieser Flansch bietet zwei Vorteile. Erstens verhindert er, dass die Laufbuchse sich bewegt. Zweitens bietet er der Zylinderkopfdichtung eine Dichtfläche. Das Kühlwasser kann jetzt vielleicht immer noch hinter die Laufbuchse kriechen und auch ggf. auch noch an ihr empor. Aber spätestens beim Flansch oder bei der Kopfdichtung ist dann Schluß. Keine Chance, dass Wasser jetzt noch in den Brennraum kommt – mit anderen Worten: ob jetzt ein Riß da ist oder nicht stört nicht mehr. Ich hörte mich zu gegebener Zeit (etwa 2007) im Internet und Foren ein wenig um. Damals war kein Fall bekannt, dass nach der Installation von Flanschbuchsen wieder eins der besprochenen Probleme auftrat. Die Firma RPI-V8 hatte mir ein Foto zugemailt, das einen Motor mit Flanschbuchsen zeigte, bei dem der Flansch abgebrochen war. Ich schätze das ist nur möglich, wenn die Flanschbuchse geschwächt worden ist weil man sie zur Hubraumserweiterung noch etwas ausgebohrt hatte – danach sah es auf dem Foto auf. Bestätigen oder dementieren wollte man mir das wohl nicht, eine Antwort erhielt ich nie.
Bis dato gelten Flanschbuchsen als endgültige und zuverlässige Lösung.

[[Datei:Schema-mit-flanschbuchse.PNG]]
''Dasselbe Schema eines Querschnittes durch den Motorblock.
Diesmal mit eingebauten Flanschbuchsen.''