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Audi 80 / 90 Quattro 2,5l

Dieser Beitrag zeigt den Nachbau eines 5 Zylinder 2,5L 10V Saugmotors.  Als Basis war in dem Audi 80 Quattro ein 5 Zylinder 2,1L 100 KW/136PS Motor.

 

In den 80er Jahren hatte die Fa. Oettinger für den Audi 80 und Audi 90 incl. den Quattromodellen einen Umbau von 2,1l bzw 2,2l auf 2,5l im Angebot. Die Hubraumvergrößerung wurde mit einem größeren Hub der Kurbelwelle und durch die Verwendung von geänderten Kolben mit einem größeren Durchmesser erzielt. Der Serienhub betrug 86,4mm, bei der Oettinger Kurbelwelle beträgt der Hub 94,5mm.

Die Kurbelwelle gab es bei Oettinger in zwei Ausführungen. Der Unterschied lag in den Pleuelzapfen. So wie Audi diese Zapfen mit der Weiterentwicklung der 5 Zylinder von 46mm  auf ca. 47mm verändert hatte, hat Oettinger dies zuerst mit speziellen Pleuelschalen überbrückt, um auch die neuen Pleuel zu verwenden und später auch mit den ca. 47mm Zapfen angeboten. Diese speziellen Pleuelschalen dienten praktisch übergangsweise als Adapter zwischen dem alten Pleuelzapfen und dem neuen Pleuel. Nur diese Lagenschalen gibt es nicht mehr. Bei diesem Umbau kommt die Kurbelwelle mit dem 46mm Pleuelzapfen zum Einsatz.  Also habe ich nun die alte Ausführung übernommen und damit kam das alte und sehr kurze Pleuel von 136mm Länge wieder zum Einsatz. (Bild Pleuel) Mit diesem Pleuel war auch die Auswahl der Kolben begrenzter. Zum einen war der Kolbenbolzen größer als bei den neueren Kolben ( Bild Kolbenbolzen ) und die alte Ausführung  war deutlich robuster gebaut als die neueren Kolben. Das war wieder ein Vorteil für meinen Umbau, denn durch den großen Hub und dem kurzen Pleuel nimmt auch die Verschränkung zwischen OT und UT deutlich zu, somit schiebt der Kolben auch deutlich stärker gegen die Zylinderwand. Diese Mehrbelastung nimmt dieser alte und sehr robuste Kolben solide auf. KK 28  Die Mehrbelastung an der Zylinderwand muss mit entsprechenden Ölen aufgefangen werden.  Beim 20V Turbo zeigte sich, dass die Zylinderwände eine leichte Verchromung bildeten. (Bild Zylinder) Nur dieser Motor hat Aufgrund der Aufladung eine deutlich höhere Druckbelastung als es der KK 2,5L haben wird. Diese Verchromung ist kein Problem für den Motor.

Doch nun weiter zum KK 2,5L Motor. Auch bei diesem Motor mussten viele Dinge beachtet werden.

 

Wie weit der Serien Kolben mit der Oettinger Kurbelwelle aus dem Motorblock ragt, kann man auf diesem Bild gut erkennen. KK 06 Die Serien Kurbelwellen und die von Oettinger unterschieden sich nicht nur in den technischen Daten, sondern auch optisch, das ist auf dem folgendem Bild gut erkennen. Oben ist die Serien Kurbelwelle und unten die massive Oettinger Kurbelwelle zu sehen. KK 08  In der Serie schließt der Kolben bündig mit der Zylinderblockkante ab.  Als weiterer Punkt kommt hinzu, dass sich die Oettinger Kurbelwelle mit dem Serienkolben nicht ganz herum drehen lässt. Mit dem kurzen Pleuel und dem langen Kolben berühren die Kolben die Kurbelwellenwangen, bevor der UT  (Unterer Totpunkt) erreicht ist. Wie auch beim 20V Turbo müssen für den Freigang auch die dynamischen Wege mit beachtet werden, die der Kolben zurücklegt wenn die Drehzahl steigt.  Die erste Probeverbauung habe ich hier in einem KK Motorblock vorgenommen. Audi 80 Quattro KK Motor 2,5l   Für den Umbau habe ich mich dann für einen Motorblock entschieden, der über Öldüsen verfügt, um den Kolbenboden zu kühlen. KK 09  KK 10  Als Kolben, die ich für diesen Nachbau verwenden konnte, habe ich mich hier für Serienkolben aus dem Audi Teile Sortiment entschieden. Diese mussten sehr verändert werden, damit sie für diesen Umbau verwendet werden konnten. 

Wichtig war auch, dass der Verdichtungsraum, der sich im Zylinderkopf und im Kolben befindet, entsprechend angepasst wurde. Da im Kopf nur begrenzte Veränderungen möglich waren, KK 25 KK 26 musste der Kolben entsprechend verändert werden. Ein zu hohes Verdichtungsverhältnis kann später zu größeren Problemen führen, die sogar als kapitaler Motorschaden enden können. Die Bearbeitung des Kolbens war nur mit entsprechender Materialabnahme möglich. Um sicher zustellen, dass der Kolben Aufgrund der deutlich geringeren Masse nicht zu warm wird und es somit zu klopfenden Verbrennung und damit zu verehrenden Schäden kommt, kommt hier die Kolbenbodenkühlung zum Einsatz. KK 13    KK 16  KK 17  Selbst nach dem Einpassen ist es noch sehr sehr eng zwischen der Kurbelwelle und dem Kolben im UT Bereich. KK 14  KK 15 Nach dem Anpassen des Verdichtungsraumes und der Einbauhöhe zeigte sich folgendes Bild im  Motorblock. KK 12 Die Quetschkanten der Kolbenoberflächen haben exakt die gleiche Höhe zum Zylinderkopf wie die Serienkolben. Damit ist eine entsprechende Verwirbelung und somit eine gute Gemischbildung sicher gestellt. Die Zylinderkopfdichtung bei diesem Motor stammt aus dem Seriensortiment.  Bei diesem Nachbau wurden Serienteile verwendet, die für diesen Umbau bearbeitet wurden. Neben den Veränderungen am Kurbeltrieb wurden natürlich auch Änderungen am Zylinderkopf vorgenommen. Die Einlassventile mit 38mm Durchmesser wurden durch Ventile mit 40mm Durchmesser und den passenden Ventilsitzringen ersetzt. KK 27 Im Auslassbereich wurden die Ventile mit 33mm bearbeitet und die Sitzringe deutlich verändert. Auf den Bildern kann man gut erkennen wie sehr der Steg zwischen den Ventilen kleiner geworden ist. KK 21  KK 22  Kopf 03  Neben diesen Veränderungen wurden auch die Ansaug- und Auslasskanäle bearbeitet. Alle anderen Teile wurden als Serienteile übernommen. Nach und nach entstand dann ein neuer Motor, KK 23  KK 24 an dem auch optisch vieles aufgearbeitet wurde. Hier ist das Saugrohr nach dem ersten KK 29 KK 30 und der zweiten Bearbeitung zu sehen. KK 31 KK 32 Auch hartnäckige Ablagerungen am Abgaskrümmer, die sich zwischen den Stegen gebildet hatten, KK 33 konnten mit einem speziellen Strahlmittel entfernt werden. KK 34 mit dieser gereinigten Fläche wurde der Abgaskrümmer an den Zylinderkopf montiert.  KK35 Nun ging es an die Aufbereitung des Motorraums KK36 Als erste wurde der Rost und lose Farbereste mit einem Stahlgerät bis in die kleinsten Vertiefungen komplett beseitigt.  KK 39  KK 41  KK 42  KK 43  KK 44  KK 45  KK 46 Genauso wurden auch die Achsteile bis auf das blanke Metall gereinigt und anschließend mit Rostschutz + Grundierung und im Anschluß schwarz Lackiert. Zum Schutz bekam das Federbein noch eine spezielle Beschichtung die eine Korrosion vorerst verhindert.   KK 47  Auf den Bildern kann man sehen das der Motorraum gefülltert und im Anschluß geschliffen wurde. KK 48  KK 49  KK 50 Nach dem der Untergrund sorgfälltig geschliffen war, konnte der Motorraum lackiert werden.  KK 51  KK 52  KK 53  KK 54   Neben dem Motorraum wurden auch einzelne Fahrwerksteile aufgearbeite, Fahrschemel dieser Fahrschemel hatte nun schon einiges hinter sich und so sah er auch aus. Als erstes wurde dieser von mir gestrahlt. Fahrschemel 01 Danach Grundiert, Fahrschemel 02 Gefüllert, Fahrschemel 03  Lackiert, Fahrschemel 04 nach dem Einbau wurde der Schemel komplett konserviert.  Nach dem allte Teile fertig waren konnte nun wieder alles zusammen gefügt werden. Motor 2,5l 01 Motor 2,5l 02 Motor 2,5l 03 Und nun konnten die Tests und Abstimmungen vorgenommen werden.  Als alles fertig war, wurde es nun ernst und der Weg zum Prüfstand stand an. Messung 01  Messung 02 Messung 03  Messung 04  Und das Ergebnis war durch weg zufriedenstellend. Diagramm Das Ziel einen Motor zu bauen der aus niedrigen Drehzahlen vollkommen entspannt auch im 5. Gang das Fahrzeug zügig hoch beschleunigt war erreicht worden.  Der Motor lief einwandfrei und hatte in allen Drehzahlen genügend Drehmoment.  Das kurze Seriengetriebe hätte mit diesem Motor ruhig etwas länger übersetzt sein dürfen. Denn die hohen Drehzahlen die der Serien KK Motor sonst zum beschleunigen benötigte, wurden jetzt nicht mehr gebraucht. 

Die Leitungsdaten im Vergleich:

Drehmoment:  Serie 176 Nm bei 4500  Umbau  217 Nm bei 4500  

Von 2200 U/min bis 5900 U/min liegt das Drehmoment über dem Serienwert von 176 Nm

Leistung: Serie 136 PS bei 5900 U/min  Umbau 151PS bei 5500 U/min

Verdichtung: Serie 9,3:1    Umbau  11,5:1  

 

 www.myvideo.de/watch/9527731/Audi_80_Quattro_2_5l

 

Audi 80 Quattro Test:      https://www.youtube.com/watch?v=sR9a9Ig0nNA

 

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