M20-Motor: Revision, Optimierung, 2,7-Liter-Umbau: Dokumentation mit vielen Bildern

[Anderl]

Gut – ich entschied mich dafür, die kürzeren Pleuel zu verwenden und dafür den Motorblock abfräsen zu lassen. Bevor man allerdings eine Entscheidung trifft, um welches Maß man den Block abfräsen lässt, muss man sich die Frage beantworten, was man haben will.
In meinem Fall war ein Katalysator-Motor die Ausgangsbasis. Die Verdichtung von 8,8:1 wurde mit Hilfe niedrig verdichtender Kolben erreicht. Mit einem Abfräsmaß von 1,6 mm erreicht man in Verbindung mit einer eta-Welle und den kurzen Pleueln eine Verdichtung von 9,0:1 und hat noch einen Quetschspalt von 1,6 mm. Der Quetschspalt – das ist der verbleibende Raum zwischen Kolbenfläche im oberen OT und der runden Zylinderkopffläche, die den eigentlichen Brennraum umgibt und den Rest der Bohrung Richtung Kolben abdeckt. Denn der Brennraum hat einen kleineren Durchmesser als die Bohrung hergeben würde. Wie gesagt – 1,6 mm - das reicht dicke. Mit diesen Kolben kann man bis auf ein Abfräsmaß von 2,4 mm gehen und erreicht dann eine Verdichtung von 9,8:1 bei einem Quetschspalt von 0,8 mm. Unter 0,8 mm darf es auf keinen Fall gehen!
Bei einer Verdichtung bis einschließlich 9,5:1 kann der Motor mit Normal bleifrei, also mit 91 Oktan gefahren werden. Das gibt es allerdings nicht mehr – eine Optimierung in diesem Bereich ist also unwirtschaftlich.
Bei einer Verdichtung zwischen 9,6:1 bis 10,2:1 muss der Motor mindestens mit Super bleifrei, also mit 95 Oktan betrieben werden. Genau hier wollte ich hin, also entschied ich mich dazu, den Motorblock um 2,0 Millimeter abfräsen zu lassen, um ein Verdichtungsverhältnis von 9,4 zu bekommen. Ihr seht: ich war sehr vorsichtig, aber ich wollte wegen des erhöhten Hubs der geplanten Schrick-Nockenwelle auf Nummer Sicher gehen und den „Verlust“ durch das Planen des Zylinderkopfes galt es auch noch zu berücksichtigen. Inzwischen weiß ich: ich habe Luft, vieeeel Luft! Ich hätte locker auf 2,2 mm Abfräsmaß hochgehen können, um eine Verdichtung von 9,6:1 zu erreichen. Dann würde mein Motor jetzt sparsamer laufen.
Die Tabelle mit den Maßen zum Abfräsen könnt Ihr auf Tinos Seite abrufen: http://www.e30.de, unter: „Motoren“ > „M20“ > „327i Umbauanleitung“

Ein höheres Verdichtungsmaß (welches allerdings nach Super Plus mit 98 Oktan verlangt), lässt sich nur mit den höher-verdichtenden Katlos-Kolben erreichen. Diese haben allerdings zwei Nachteile: Erstens sind sie mittlerweile sehr selten geworden (neu zu kaufen kann man preislich gesehen vergessen) und zweitens sind deren Kolbenhemd so lang, das sie mit den größeren Ausgleichsgewichten der eta-Welle kollidieren würden. Der Aufwand für das Nacharbeiten der Katlos-Kolben ist enorm! Andererseits lockt ein günstiger Spritverbrauch von unter 10 Litern …

Egal: ich hatte die Katalysator-Kolben nun mal da. Sie werden gemäß ETK als „gewichtsoptimiert“ geführt, verfügen also über kurze Kolbenhemden, die nicht mit der eta-Welle kollidieren. Also blieb ich bei meinem Entschluss, meine alten Katalysator-Kolben weiter zu verwenden, und mit einem Abfräsmaß von 2,0 Millimetern ein Verdichtungsverhältnis von 9,4:1 anzustreben.

Nun stand ich vor dem nächsten Problem: „Um 2 mm abfräsen?“ Der Motorenbauer meines Vertrauens schüttelte den Kopf. „Die Spezialmaschine hierfür habe ich nicht!“ Aber er empfahl mir einen Betrieb in Winnenden, der diese Arbeit dann für 110,- Euro erledigte. Das hier ist bereits der gekürzte Block:



Hinzu kommt das Abfräsen der zwei neuen Passhülsen um ebenfalls 2 mm (logisch, aber nicht zu vergessen!) Das kam mit 50,- € relativ teuer, konnte nämlich nur per Handarbeit erledigt werden. Das nächste Mal mache ich das mit der Feile selber ;-)

Wir halten fest: Mehraufwand Motorblockbearbeitung für das Tuning gegenüber Revision / Optimierung: 160,- Euro.

Hier können wir die sauber geschliffene Dichtungsfläche in Richtung Ölwanne bewundern:



Hier sehen wir die Stirnfläche des Blocks nach der Bearbeitung,



und hier die Rückseite: