1275er heiß gemacht

Motor tuning – mehr Leistung
Eins vorweg: das Thema Motor-Tuning ist unglaublich vielfältig und groß. Es wäre eine Anmaßung, zu glauben hier alle diese Aspekte aufführen zu wollen. Noch dazu gibt es Leute mit viel mehr Erfahrung und Wissen wie Ich es habe. Dennoch will Ich hier ein günstiges Konzept vorstellen, dass auch in sich stimmig ist. 

Grundsätzliche Betrachtung

Zuerst muss man sich die Frage stellen, woher Leistung kommt. Aus dieser Antwort kann man ableiten, wie diese Leistung zu vergrößern ist. Ein Verbrennungsmotor verfügt über Kolben. Diese laufen im Ansaugtakt nach unten und geben im Zylinder ein größeres Volumen frei. Diese Vergrößerung des Volumens führt zu einem Unterdruck. Luft strömt in den Motor. Diese Luft, vermengt mit der richtigen Menge Kraftstoff wird im nächsten Takt des Motors verdichtet und gezündet. Leistung entsteht dabei aus der Verbrennung von Luft/Kraftstoff. Je mehr davon, umso mehr Leistung kann der Motor entwickeln. Je mehr Luft/Kraftstoffgemisch der Kolben quasi in den Zylinder ziehen kann, umso mehr Leistung kann entstehen. Mehr Kraftstoff alleine reicht nicht, nur ein Gemisch das sauber verbrennt und zündfähig ist, kann Leistung erzeugen. Vorrangig gilt es, den Füllgrad des Zylinders zu erhöhen.

Begrenzt wird dieser effektiv durch die Wege, welche die Luft nehmen muss. Sprich, je ströhmungsgünstiger die die Ansaugwege gestelltet sind, umso mehr Leistung kann der Motor entwickeln qua höherem Füllgrad.

Maximal große Ansaugwege und Vergaser und Zeug kommen einem also in den Sinn. Das ist aber nur die halbe Wahrheit. Die Geschwindigkeit mit der sich die Luft bewegt, hängt vom Querschnitt der Kanäle ab. So kann ein große Kanal zwar viel Luft führen, diese bewegt sich aber unter Umständen nur sehr träge. Bzw. kommt nur langsam in Bewegung, wenn das Ventil sich öffnet. Und jeder Bruchteil einer Sekunde in der noch keine Luft durch das bereits offene Ventil strömt, kostet direkt Abzüge im Füllgrad = Leistung. Der Zylinder wird nicht vollständig gefüllt, es wird weniger Gemisch verbrannt – Leistung kann nicht entfaltet werden. Ist aber die Länge und der Querschnitt genau richtig, kann die Luft maximal schnell strömen. Ein schmaler, sehr effizient (und schnell) strömender Einlasstrakt ist also einem zu großen, ‚trägen‘ vorzuziehen.

Und das relativiert sich gleich wieder, denn abhängig vom angepeilten Drehzahlband kann ein Einlasstrakt für einen Strassenmotor für einen Renmotor mit Spitzenleistung bei sehr hohen Drehzahlen den Motor regelrecht abwürgen. Ein zu groß dimensionierter einem Strassenmotor unfahrbarkeit bescheren.

Alle Komponenten eines Verbrennungsmotors müssen miteinander harmonieren und zusammenspielen wie in einem Orchester. Lauter Solisten genügen nicht. Und so ist stets alles als Einheit zu betrachten und niemals eine Komponente isoliert. Ein richtig bemessener Ansaugtrakt kann einen regelrechten Aufladungseffekt erzeugen. Die Luft strömt nicht in eine Richtung, sondern vor und zurück! Wenn das Einlassventil schließt, prallt die sich bewegende Luftsäule (Luft hat eine Masse!) dagegen und wird zurück geworfen – die Luftsäule schwingt hin und her. Richtig berechnet öffnet das Ventil genau dann, wenn diese Luftsäule wieder Richtung Ventil drängt. Falsch berechnet passiert das Gegenteil. Die Überschneidung der Nockenwelle (beide Ventile sind für einen kurzen Moment gleichzeitig geöffnet) kann diesen Effekt verstärken. Die Abgassäule im Auslasstrakt schwingt ebenso. Richtig getaktet kann diese die Luft im Einlass regelrecht ansaugen wenn sie abzieht, bzw. mitreißen. Das Gegenteil kann aber auch der Fall sein, hat man das Orchester mit Solisten besetzt..

Dies aber nur als ganz, ganz große Betrachtung. Viel hilft nicht immer viel.

Lesenswerte Lektüre zu dem Thema: ‚Tuning the A-Series Engine‘ von David Vizard. ISBN: 1859606202

Das Buch ist zwar inzwischen schon in die Jahre gekommen und repräsentiert nicht mehr den aktuellen Stand, ist aber immer noch exzellent um die Vorgänge in einem Verbrennungsmotor zu verstehen – mit besonderer Rücksicht auf die Besonderheit des Mini-Motors (siamesische Einlasskanäle). Und diese physikalischen Grundlagen haben sich auch heute noch nicht verändert.

Günstig mehr Leistung erhalten:

Die meisten 1300er Motoren kommen mit 53 bis 63PS daher. Wenige kommen mit über 70PS ab Werk. Diese wenigen Motoren unterscheiden sich aber in nur wenigen Merkmalen von den anderen Motoren. Namentlich: besser strömende Zylinderköpfe (54-63PS sind alle gleich!), andere Steuerzeiten, verbesserter Ein-/Auslass und höhere Verdichtung.

Um bessere Beschleunigung zu erreichen, reicht auch oft schon der Tausch gegen eine kürzere Achsübersetzung. Viele A+ Motoren haben eine 3,11:1 oder längere Übersetzungen. Der Tausch gegen eine 3,21:1 oder gar 3,44:1 Übersetzung schlägt sich direkt in besserer Beschleunigung nieder. Oft werden Minis sogar schneller(!) mit einer kürzeren Übersetzung – einfach, weil der Motor im 4. Gang einen günstigeren Hebel hat.

Die oben genannten ‚über-70SP-Motoren‘ sind leicht nachzubauen. Teile dazu gibt es in gutem Zustand auf dem Gebrauchtmarkt oft für kleines Geld.

Von 53 auf über 70PS!:

Den 53PS SPI Motor gibt es ebenfalls oft für wenig Geld. Er ist aber die etwas schlechtere Ausgangsbasis, hauptsächlich wegen den Kolben. Die größte Serienleistung sollten sie aber verkraften können – mein Motor hat bisher gehalten. Die etwas dickeren Kolben vom 60PS+ Motor haben aber sicher mehr Reserven. Dadurch dass die Kolben (53PS) ca. 0,5mm kürzer sind, muss der Zylinderkopf bei diesen Motoren etwas mehr geplant werden. Warum, dazu später mehr.

Ich stelle jetzt einfach meinen Motor vor. Als Beispiel, wie man einem 1300er Motor mit 53PS vom SPI zu einem spaßigen, Drehfreudigen und kräftigen Trieb-Werk umbauen kann. Für schmales Geld.

Grundvorraussetzung ist: der Motor muss noch in gutem Zustand sein. Deshalb zumindest einmal alle Lagerböcke öffnen und inspizieren. Zeigen sich hier Schäden, Lagerzapfen vermessen und Kurbelwelle neu lagern. Das Gleiche gilt für das Getriebe… Hier lohnen sich keine Kompromisse. Mehr Leistung = mehr Belastung. Für alle Teile.

Basis für den Umbau war ein Zylinderkopf vom Innocenti Cooper 1300. Dies ist ein 11 Loch Kopf mit größeren Kanälen und 36mm statt der normalen 33mm Einlassventile. Auslassventile sind std. mit 29mm. Die kanäle wurden gesäubert, von Ölkohle befreit und leicht geglättet. Den gleichen Kopf, bzw. einen sehr ähnlichen hatte auch der 1300GT, Cooper ‚S‘ MkIII und Innocenti DeTomaso sowie MG Metro Mk1 (und GTa/Van den Plas). Die Gussnummer ist allerdings gleich zu allen anderen 1300er Zylinderköpfen (12G940). Merkmale sind die großen Ventile, Kanäle und ggfs. 11 Stehbolzen.

Der Kopf wurde ausgelitert, dann die nötige Größer der Brennräume berechnet um auf ca. 10:1 Verdichtung zu kommen. Die ensprechenden cc wurden in den Brennraum gefüllt und der Abstand zur Oberfläche gemessen und entsprechend abgeplant. In meinem Fall ca. 0,6mm.

Als Kipphebel habe Ich ebenfalls auf Serienteile zurückgegriffen, und zwar auf die Kipphebel vom Innocenti. Diese sind aus ‚gefaltetem Stahl‘ und verschleisen deutlich weniger wie die gesinterten A+ Kipphebel. Und haben einen etwas größeren Hub.



Innocenti Cooper 1300 Kopf mit 36/29mm Ventilen

Zu diesem Zylinderkopf kam noch eine Nockenwelle vom MG Metro. Dies ist die schärfste Nockenwelle, die ab Werk verbaut wurde. Sie ist trotzdem noch sehr gut im Alltag auf der Strasse zu fahren. Man merkt nur, dass sie im unteren Bereich nicht so viel Kraft entwickeln kann, wie die std. 53PS SPI Nockenwelle. Dafür kann sie im mittleren und oberen Bereich deutlich mehr leisten.

Steuerzeiten:

Profil: Timing (Ein/Aus): Steuerzeit: Hub: Idendifikation:
SPI 53PS 9/41 44/6 230° / 230° 0.235″ 2x 1/8″ Ringe zw. Nocken 7/8
SPI 63PS * 9/41 55/17 230° / 252° 0.263″ 3x 1/8″ Ringe zw. Nocken 7/8
1275cc std. 9/41 55/17 230° / 252° 0.263″ Unmarkiert
MG Metro 16/56 59/29 252° / 268° 0.263″ 1/4″ Rille nach Nocken 1

* die SPI Cooper Nockenwelle ist um 4° versetzt getimed zur std. 1275er Nockenwelle!

Weitere Profile hier [Rechtsklick -> Speichern unter]: camshafts.xls

Die MG Nockenwelle (übrigens auch im Vergaser-Cooper verbaut, aber mit 33mm Einlassventilen) hebt sich also deutlich von den anderen Seriennockenwellen ab. Tatsächlich ist sie ein Hybrid aus zwei alten, aber legendären Leyland ST/BMC Profilen: der Einlass stammt vom Cooper 997, der Auslass von der Leyland 731 Tuning Nockenwelle. Beide Profile geniesen einen legendären Ruf. Eine weitere populäre Strassennockenwelle ist eine verbesserte MG Nockenwelle; die Kent Megadyne (MD) 266. Andere Nockenwellen, die als ‚Street‘ Profile angeboten werden, sind tatsächlich Kopien der MG Nockenwelle.


MG Metro Nockenwelle

Weitere Komponenten meines Motors:

  • Ansaugkrümmer MG/Vergaser-Cooper
  • Maniflow LCB Fächerkrümmer
  • RC40 Auspuff m. VSD
  • K&N Filtereinsatz
  • MG/Vergaser-Cooper Luftfilterbox
  • Innocenti Cooper Kipphebel

Der Ansaugkrümmer vom MG Metro/Vergaser-Cooper ist aus Aluminium und stellt so ziemlich das Beste dar, was es jemals ab Werk gab. Der Krümmer kann sich auch mit vielen Zubehör-Krümmern messen. Das Luftfiltergehäuse ist ebenfalls sehr gut und mit das beste was es jemals ab Werk gab. Die breite Öffnung erlaubt erstens viel Luft einzuströmen und zweitens wird der Filter auf einer großen Fläche direkt angeströmt, weniger Luft muss sich erst den Weg durch den Luftfilterkasten suchen, wie es bei den std. Gehäusen der Fall ist.



MG / 1000er spät / 1000er früh

Das Steuerventil für die Warmluftklappe habe Ich entfernt und die Öffnungen verschlossen. Dies sollte nochmals für bessere Strömung im Inneren sorgen. Da Ich den Ingenieuren viel zutraue und mit diesem Gehäuse und Papierluftfilter über 70PS möglich waren, es dazu noch sehr leise ist – würde Ich es niemals gegen einen ‚offenen‘ Luftfilter tauschen wollen. Das Winkelstück zum Vergaser hinn lässt sich sehr leicht verbessern, in dem man einfach alle kanten glättet und die obere Kante in der Mitte abrundet. Die zwei ‚Ecken‘ die unter den Ausgleichsbohrungen im Vergaser stehen lassen sich einfach abrunden. Der Bolzen welcher das Gehäuse hält stellt keine besonders große Einschränkung dar. Wenn gewünscht, kann man ihn sicher stromlinienförmig gestalten


Modifiziertes Kniestück

Weitere Arbeit hat der Ansaugkrümmer und der Vergaser gebraucht. Zum Vergaser siehe ‚* Vergaser‘. Der Krümmer war innen etwas rauh. Man kann ihn aber einfach glätten. Man nehme ein Stück Gewindestange oder ähnliches, schneide einen Schlitz hinein und stecke einen langen Streifen textiles Schleifpapier (120er) hinein. Dieses wird um den Stab gewickelt, das Ganze in die Bohrmaschine gespannt und unter Volldampf in den Ansaugkrümmer geführt. Nach einiger Zeit hat man eine schöne, sanfte Oberfläche. Mit der gleichen Methode lassen sich auch die Kanäle im Kopf reinigen und glätten.

Weitere Aufmerksamkeit sollte der Übergang von Krümmer zum Vergaser erhalten. Einige Krümmer sind nicht besonders gut gefertigt. Hier muss der Übergang bearbeitet werden. Zum überprüfen kann man das Isostück zwischen Krümmer und Vergaser nehmen. Wenn dieses am Vergaser passt, einfach auf den Krümmer legen Überstand anzeichnen und mit einem Dremel oder ähnlichem die Öffnung im Krümmer erweitern und dabei die Transistion zum Kanal schön sanft gestallten.


Vorher / Nacher

Desweiteren sollte man überprüfen, ob die Zentrierringe auf der Kopfseite in den Kanal im Krümmer stehen. Wenn die dies tun, die Position der Ringe markieren (damit man sie wieder exakt ausgerichtet montiren kann) und entsprechend dünner machen.

Dies alles sind Modifikationen die nur etwas Zeit brauchen, aber einen großen Unterschied machen können. Wir erinnern uns: umso ström, desto Kraft 😉

Der Motor entspricht so ca. einem MG Metro Motor mit leichten Verbesserungen. Die Leistung dürfte sich deutlich über 70PS bewegen. Der Motor hat einen guten Durchzug bis in den oberen Bereich, dreht deutlich höher als ein std. 1300er und verbraucht ca. 7,5l/100km.

Nochmal die genau Spezifikation:

  • 1275cc A+
  • 10:1 Verdichtung
  • Innocenti Cooper 1300 Kopf
  • Kipphebel ‚Faltstahl‘, Innocenti
  • Ansaugkrümmer MG Metro
  • HIF6 (1.75″) SU Vergaser
  • K&N Filtereinsatz
  • MG Metro Filtergehäuse
  • MG Metro Nockenwelle
  • Maniflow LCB
  • RC40 m. VSD
  • 3,21:1 Übersetzung

Kosten waren, zusätzlich zum 1300er Umbau:

  • Kopf: 100e
  • Nockenwelle: im Tausch gegen 1000er Welle
  • Kipphebel: 10e
  • K&N: 15e
  • Kleinteile: 80e

Also nur 190e mehr, für über 20PS! Für so wenig Geld bekommt man kein zweites mal 20PS!

Der nächste Schritt wäre ein vollständig bearbeiteter Kopf. Beim jetzt so vorhandenen Motor ist dieser einfach zu tauschen, ohne Motorausbau.

 

Dazu sei im folgenden noch ein Video empfohlen. David Vizard spricht darüber, wie man der A-Serie zu mehr Kraft verhilft. Und erläutert dabei gleichzeitig die wichtigsten Grundlagen – und das viel besser wie Ich dies tun kann. Wer also 2 Stunden Zeit hat, dem sei wärmstens empfohlen, sich dieses Video sehr aufmerksam anzusehen. Oder sich gleich das große, gelbe Buch zu kaufen.

Ein Gedanke zu „1275er heiß gemacht

  1. vielen Dank für die gute geschriebene und vor allen Dingen gute Anleitung. Jezt soll ja der Sommer irgendwann kommen und vielleicht komme ich dann auch dazu, meinen Untersatz ein wenig zu tunen.

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