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Hier geht es nun also, wie die Überschrift ja schon sagt, um den Einbau einer 2,9er 12-Ventiler Kurbelwelle in einen 2,8er Motor. Die 2,9er Kurbelwelle hat 3,5mm mehr Hub und sorgt so für 141 cm³ mehr Hubraum, rund 2935 cm³ beim serienmässigen 2,9 gegenüber 2794 cm³ beim 2,8, bei jeweils gleicher Bohrung von 93 mm. Nun wird sich der geneigte Betrachter womöglich Fragen, warum das Ganze? Warum nicht einfach einen normalen, serienmässigen 2,9er Motor nehmen und auf Vergaser oder K-Jetronic umbauen? Das geht doch auch! (später mal mehr dazu). Nun, stimmt schon, aber hier ging es unter anderem auch darum, die komplett originale Optik und den Stirnradantrieb der Nockenwelle beizubehalten, was im 2,9er Block ja nur sehr schwer möglich ist, allein passt das Steuergehäuse der alten Motoren nicht vor den 2,9er Block. Also an's Werk:

Als erstes muß also die Kurbelwelle vorn geändert werden, damit das Stirnrad anstatt des Kettenrades passt. Hier zum Vergleich rechts eine serienmässige 2,9er Kurbelwelle, links im Block die geänderte Welle mit Stirnrad. Dazu wurde der Zapfen abgedreht und eine neue Bogennut für die Passfeder gefräst. Hört sich einfach an, ist es aber nicht, deshalb hat's Kumpel Wolfgang gemacht, und zwar perfekt.

Dann müssen die originalen 2,8er Kolben abgedreht werden, damit sie nicht zu weit aus dem Block gucken und die Zylinderköpfe abheben wollen. Mit der 2,9er Kurbelwelle stehen die 2,8er Kolben im OT etwa 1,3 mm aus dem Block, also muß gut 1mm von den Kolbenböden abgedreht werden. Dazu wird dann erstmal eine Vorrichtung gebaut...

...auf die der Kolben dann an dieser Stelle (Pfeil) aufgespannt wird. Hier wird auch der Kolbenrohling bei der Herstellung aufgespannt, zu dieser Fläche beziehen sich also alle Bereiche des Kolbens, die spanabhebend bearbeitet werden, wie der Kolbenboden, die Ringnuten, das Kolbenhemd, die Kolbenbolzenbohrung usw. Wenn man den Kolben wieder hier aufspannt, stellt man also sicher,...

...das der Kolben nicht eiert oder schlägt, der Kolbenboden also präzise gleichmässig abgedreht wird. Hier geht's dem ersten Kolben an den Kragen, besser gesagt an den Boden. Mit der Messuhr wird das abgedrehte Mass nach jedem Schritt überprüft. Lohn der Mühe: Alle Kolben innerhalb einer Toleranz von 3/100 mm abgedreht, eine kleinere Toleranz als beim Serienmotor, wie sich später herausstellte.

Hier mal ein 2,8er Kolben (links) im Vergleich mit dem 2,9er Gegenstück. Gut zu erkennen das unterschiedliche Kolbenhemd, was ausreichend Platz für die Gegengewichte der Kurbelwelle machen muss. Beim längeren Hub guckt der Kolben ja nicht nur weiter nach oben aus dem Motorblock, er kommt der Kurbelwelle im UT auch näher.

Also wurden die Kolbenhemden seitlich etwas ausgefräst, hier an den "blanken" Stellen zu sehen. Hier ist nun also auch genug Platz, also kann der Zusammenbau des Motors beginnen.

Erstmal werden die Zylinder noch leicht nachgehont, um wieder die richtige Oberfläche für die neuen Kolbenringe herzustellen. Die leichten Schatten oben im Zylinder liessen sich zwar theoretisch auch noch weghonen, praktisch ist das aber nicht nötig. Klar, besser wären natürlich neue Kolben und ein neu gebohrter Block, darauf wird bei diesem "low budget" Experimentiermotor aber verzichtet.

Rein mit der Kurbelwelle. Selbstverständlich mit neuen Lagern, die, wie sich das gehört, auch mit "Plastigage" eingemessen und kontrolliert wurden. Und nie mit dem Öl sparsam sein! Die Lagermasse sind vollkommen gleich beim 2,8 und 2,9.

Als nächstes werden dann die Kolben mit den Pleueln eingebaut, durch das Abdrehen sehen die Kolben nun wie neu aus. Es würden auch die 2,9er Kolben ohne weiteres in den 2,8er Block passen, nur wollten wir genau das nicht, haben doch die 2,9er Kolben eine Mulde, die das Verdichtungsverhältnis wieder reduzieren würde. Für Turbo - Motoren wäre das natürlich sehr interessant, da wären die Muldenkolben des 2,9 145 PS Motors ideal.

Hier ist beim rechten Kolben die Mulde schön zu sehen. Links der erste, abgedrehte 2,8 "Experimentalkolben".  Meiner Meinung nach ist dies die bessere Lösung für einen Saugmotor, bessere Brennraumform und weniger Aufheizung des Kolbens durch weniger Oberfläche. Ausserdem bessere Kraftstoffausnutzung durch engere Quetschspalte, bedingt durch den 0,25 mm Kolbenüberstand. Beim 2,8 Serienmotor hat der Kolben 0,5 mm Rückstand im OT.

Dann wird die verstärkte Ölpumpe eingebaut, nicht nur mit höherem Öldruck, sondern, viel wichtiger, auch mit höherem Fördervolumen. Bewerkstelligt wird das durch einen grösseren Rotor in der Ölpumpe, hier im Vergleich gut am höheren Rotorgehäuse zu erkennen. Die Antriebswelle für die Ölpumpe sollte auch beim geringsten Anzeichen von Verschleiss, sprich abgerundete Ecken am Sechskant, immer erneuert werden.

Update 19.08.2005:

Weiter geht's mit den Lagerbuchsen der Nockenwellen, hier auf dem Bild sind schon die glänzenden Neuteile zu sehen. Diese Lagerbuchsen wurden in den Ford V6 Motoren mehrmals geändert. Zuerst wurden Zweistofflager verwendet, die ab '79 durch Broncebuchsen ersetzt wurden, die dann ab September '82 im Durchmesser vergrössert wurden. Da soll einer den Überblick behalten! Dieser Block stammt von '79,...

...hatte also schon Broncebuchsen, die aber trotzdem völlig verschlissen waren. Übrigens ein häufiges Problem bei den Ford V6, niedriger Öldruck besonders bei Leerlaufdrehzahl oder mangelnde Schmierung der Kipphebelwellen (dadurch schneller Verschleiss von Kipphebeln und -Wellen) wird fast immer durch verschlissene Nockenwellenlager verursacht! Wenn man sich den Ölkreislauf auf dem...

... Diagramm im WHB ansieht, wird auch schnell klar, warum. Also lange Rede, kurzer Sinn, neue Nockenwellenlager sind Pflicht, also rein damit, die Lagerbuchsen sind zum Glück alle unterschiedlich gross, lassen sich also alle prima nacheinander in den Block fädeln und mit diesen Druckstücken, frisch von der Drehbank, und einer M12 Gewindestange relativ einfach an ihren Platz ziehen. Auf dem Bild hier drüber "in Action" zu sehen.

Hier ist die Nockenwelle schon drin. Ist eine gebrauchte, aber neuwertige "Kent Cams V6T31", 284°, 11,2mm Hub. Eigentlich eine Einspritzerwelle, deshalb habe ich sie für diesen Vergasermotor auf etwas mehr Vorlauf getimed, Erfahrungsgemäss sollte das mit dem Vergasermotor etwas besser passen. Erstmals probiere ich ein Alustirnrad. Man hört ja viele unterschiedliche Meinungen darüber, manche schwören drauf, andere raten davon ab. Was bleibt also anderes übrig, als es mal selbst auszuprobieren. Ein "Freiläufer" ist der Motor jedenfalls nicht mehr, bei Zahnausfall gibt's Stösselstangenspaghetti mit Krummventilsauce...

Praktisch für diese Einstellarbeiten, wo man den Motor viel von Hand weiterdrehen muss, sind zwei "Griffe" am Schwungrad, bestehend aus zwei langen M8 Schrauben. Vorn an der Kurbelwelle ist die Gradscheibe befestigt, die sich auf keinen Fall auf der Kurbelwelle verdrehen darf. Also dreht man dann besser "hinten".

So, die Nockenwelle "passt", also kann das Steuergehäuse auch dran. Hier muss man meist mit etwas Dichtmasse nachhelfen, speziell das Blech zwischen Steuergehäuse und Motorblock sorgt oft und gerne für Undichtigkeiten. Normalerweise ist es ratsam, dieses Blech zu erneuern, wenn man es denn noch neu bekommt...

Zwischendurch noch etwas "Forschung" an 2,9er Serienkolben. Mich interessierte nun doch mal, wo man mit der Verdichtung landen würde, wenn man die 2,9er Kurbelwelle zusammen mit den 2,9er Kolben im 2,8er Block mit 2,8er Köpfen verwenden würde. Also erstmal die Kolbenmulden ausgelitert. Auf dem nächsten Bild mal alle Kolben im Vergleich. Links 2,8; mittig 2,9mc 145 PS, rechts 2,9hc 150PS, dachte ich jedenfalls, bis ich dann auf dem vermeintlichen "hc" Kolben eine "mc" Buchstabenkombination entdeckt habe!? Verstehe ich allerdings nicht ganz, was ist dann der mittlere Kolben?? Der stammt auf jeden Fall aus einem 145PS, also mc, Motor, ist allerdings ein 0,5mm Übermasskolben. Aber auch das rechtfertigt nicht die viel grössere Mulde.

Also (rechne, rechne...): Mit dem rechten Kolben käme man auf ein Verdichtungsverhältnis von 9,3 : 1 im 2,8er Block mit ungeplanten 2,8er Köpfen und natürlich auch mit 2,9er Kurbelwelle. Mit dem mittleren Kolben käme man zwar auf rund 2965 cm³ Hubraum, aber nur auf 8,5 : 1 an Verdichtung. Absolut idealer Kolben für Turbo also. Hm.

Update 25.09.2006 (endlich...)

So, endlich mal wieder ein Update. Nicht das wir faul waren, gut Ding will ja bekanntlich Weile haben. Eigentlich hatten wir geplant, bei einer I-Netauktion erworbene und angeblich professionell bearbeitete Zylinderköpfe direkt auf den Block aufzubauen. Doch die Neugier siegte, und so wurden die Köpfe, die angeblich keine 3000 km gelaufen sein sollten, erstmal zerlegt und geprüft.

Und das war auch gut so. An diesen Köpfen wurde wohl so ziemlich alles falsch gemacht, was man nur falsch machen kann. Grössere Ventile waren drin, das stimmte wohl, aber die Ventilsitze waren so schlecht bearbeitet, dass die grossen Ventile wohl fast völlig ohne Wirkung blieben. Hier ein Einlassventilsitz: die hellere Sitzfläche oben war die des neuen Ventils, darunter eine riesige Kante des unteren Korrekturwinkels,das macht in dieser Form das grosse Ventil praktisch überflüssig. An der Ventilführungsnase kann man eher halbherzige Kanalbearbeitungsversuche erkennen. Ausserdem waren die Köpfe angeblich nicht geplant, ausgelitert hatten die Brennräume aber nur noch 37 cm³ an Volumen, ca 45 cm³ sind Serie bei 2,8er Köpfen. Als ob das alles nicht schon genug wäre, waren auch noch falsche, viel zu kurze Ventilfedern verbaut, die die geschlossenen Ventile mit "satten" 22 kp auf den Sitzen hielten. Wahrscheinlich drehte der Motor mit diesen Köpfen nur noch ca. 4500 1/min, mit fröhlich vor sich hin flatternden Ventilen, und deshalb wurden die Köpfe vielleicht auch verkauft...

Nützte also nix, allzu teuer waren die Köpfe immerhin nicht, also haben wir die Ventile (44 mm Einlass, 38 mm Auslass) davon behalten, die Köpfe in die Schrotttonne entsorgt, und haben "neue" Köpfe gemacht. Erstmal wurden dann die Kanäle grob geglättet und überstehende Kanten beseitigt.


Hier das Zwischenergebnis. Glatter brauchen die Kanalwände auch nicht sein, gerade die Ford V6 haben Probleme mit Kraftstoffkondensation in den Einlasskanälen. Bei zu glatten, polierten Kanälen habe die kondensierten Kraftstofftröpfchen keine Chance, noch in den Kanälen zu verdunsten und rollen dann die Kanalwand entlang, wie Wassertropfen auf der Windschutzscheibe, und sorgen dann für eine schlechte Verbrennung.

Als nächstes werden die Ventilsitze gefräst, mit dem Mira Gerät erhält man perfekte Ventilsitze auch in Speziellen Formen. Die Ventilsitze sind am Einlass 1,3 mm breit, am Auslass 1,5 mm. Ausserdem haben wir penibel darauf geachtet, dass der Ventilsitz ganz aussen am Ventilteller liegt, damit der jeweilige Ventildurchmesser auch komplett ausgenutzt wird.

Hier mal das Ventilsitzfräsgerät in voller Pracht. Schräg nach rechts unten zeigt der Formstahl für die Ventilsitzkontur. Wenn das Gerät einmal eingestellt ist, ist das Fräsen der Ventilsitze relativ schnell gemacht. Für die grösseren Ventile muss allerdings ganz ordentlich Material weggefräst werden, das sorgt dann schon für lange Arme.

Unterhalb der Ventilsitze hat sich nun ein Grat gebildet, der vooorsichtig verschliffen werden muss. Nur nicht abrutschen!

Die Ventile selbst lassen dann auch noch etwas Material auf der Ventildrehbank. Die Ventile werden vorher im Sitz leicht eingeschliffen um die Sitzbreite am Ventil zu "markieren". Überflüssiger Sitzbereich am Ventil wird dann weggedreht, um die Strömung nicht zu behindern. Der Bereich um den Ventilsitz ist nun mal die entscheidende Stelle im Kanal. Hier ist am meisten zu gewinnen (oder zu verlieren...).

Damit sind die Ventile fertig, macht immer wieder was her.

Die Brennräume werden dann ausgelitert, ist ja nichts neues, das alle Brennräume eines Motors möglichst das gleiche Volumen haben sollten. Die V6 Köpfe sind von Haus aus aber meist schon recht gut, grössere Unterschiede als 2 cm³ sind eher selten.

Dann müssen die Ventilfedern noch eingemessen werden. Durch dünne Scheiben wird die richtige Einbaulänge der Federn eingestellt. 40,26 mm müssen es hier sein.

Hier sind die Scheiben unter den Federn nochmal zu sehen. Federn und Schaftdichtungen sind natürlich neu. Diese Zylinderköpfe haben auf den Einlassventilen schon richtige Schaft- abdichtungen und nur auf den Auslassventilen die Ölabschirmkappen aus Nylon. Frühere Köpfe hatten auch Einlassseitig die Nylonkappen, dagegen hatten die späteren Köpfe dann auch auf den Auslassventilen richtige Schaftabdichtungen.

Fertig. Die Köpfe wurden noch leicht geplant, damit die Kopfdichtungen wieder richtigen Halt haben. Die Verdichtung liegt nun bei 10,8 : 1, hauptsächlich kommt die hohe Verdichtung natürlich durch den grösseren Hubraum und den nicht mehr vorhandenen Kolbenrückstand. Deshalb wurden die Köpfe gerade mal soviel wie eben nötig geplant.

Also rauf damit auf den Motorblock, bevor der Rost ansetzt. Der Zusammenbau geht dann fix, immer schön, wenn alles sauber ist. Hier hatten wir schon die Bohrmaschine zum Öldruck vorpumpen im Einsatz. Sofort kam auch an den Kipphebelwellen ordentlich Öl an, so soll es sein.

Die Ansaugbrücke brauchte dann auch noch etwas Einsatz, genaugenommen mehrere Einsätze von Heli-Coil. So gut kommt man später nicht mehr dran.

Sieht langsam wieder nach was aus. Oben drauf sitzt ein Weber 40 DFI5 Vergaser. Diese Vergaser stammen ursrünglich vom Ferrari 330 GTC, der hat als V12 dann 3 davon. Auf den Saab V4 Rallyautos wurde der Vergaser auch oft verwendet, ausserdem war der Vergaser auch auf dem Capri 3,0 Gruppe 1 für den Motorsport homologiert. Kann also nicht ganz schlecht sein.

Rein mit dem Motor in ein Auto. Als Testwagen und zum Einfahren muss mal wieder Gonzo herhalten, ideales Auto dafür mit S-Fahrwerk inklusive 26 mm Stabi, 5-Gang Getriebe, innenbelüfteter Bremse usw. Spass soll's ja auch machen.

Leihweise gibt's von Jürgen eine May Turbo Auspuffanlage. Vielen Dank dafür nochmal. Die Edelstahlfächerkrümmer haben genau den richtigen Durchmesser dafür, also brauchten wir nur noch Adapterrohre bauen. Hört sich alles einfach an, war aber eine Quälerei. Scheinbar passt der Auspuff universal auch unter Fiesta, Taunus, Sierra, Focus, Scorpio usw...


In die Adapterrohre kamen dann Lamdasondengewinde. Man will ja auch wissen, wie es dem Motor so geht.

Eine Bosch Breitbandsonde zusammen mit dem Innovate LM 1 Abgasmessgerät kam dann zum Einsatz. Das LM 1 war eindeutig eine der besten Anschaffungen der letzten Jahre. Erleichtert das Abstimmen des Motors um Welten. Der Weber Vergaser zickte etwas rum, zwischen 3000 und 4000 1/min war Anfangs ein leichtes "Loch" mit viel zu fettem Gemisch. Ansonsten verhält sich der Motor sehr gut, etwas unrunder Leerlauf, aber gute Leistung schon ab 2000 1/min, mit extra Schub ab 4000 bis mindestens 6500 1/min. Mehr sollte dem Motor mit Serienpleuelen auch nicht zugemutuet werden. Gut 1000 problemlose km hat er nun schon gelaufen, was noch kommt ist die endgültige Abstimmung auf dem Prüfstand mit Leistungsmessung. Also einmal noch:

Fortsetzung folgt...

 
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