Hoch und Tief

Autor Rüdiger Etzold
Veröffentlichungsdatum 1973
Veröffentlicht in Gute Fahrt
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Gute Fahrt Tuning, 6. Folge: Ölkühlanlagen

Ein getunter Käfer braucht für gesunde Motortemperaturen einen zusätzliche Ölkühler. Welche Olkühlanlagen und welche Olsorten sich bewährten, verrät die GUTE FAHRT in ihrer 6. Tuningfolge.

Nachdem wir die Leistung unseres GF-1-Motors auf 75 PS angehoben und den Wagen fast ausschließlich im Vollastbereich gefahren hatten, zeigte sich deutlich, daß eine derartige Leistungsstufe nicht ohne zusätzliche Motoröl-Kühlung betrieben werden kann. Zwar wäre es sinnvoller, die hohen Zylindertemperaturen mit einem verstärkten Angebot an kühlender Luft herunterzusetzen, doch das Verpflanzen des ohnehin schon außerhalb des Gebläsekastens liegenden Ölkühlers und die Herausnahme der Regelklappen können die Temperatur an den Zylinderwandungen nicht nennenswert verringern. So bleibt zur verstärkten Kühlung nur das öl, dessen Temperatur, im Sumpf gemessen, zwischen 80° und 100° C als ideal bezeichnet werden kann. Ideal deshalb, weil unter 80° C das im öl befindliche Benzin bzw. Wasser – beide Flüssigkeiten mindern die Schmierfähigkeit des Öles erheblich – nicht verdunsten kann. Und ein Temperaturanstieg von über 100° C wirkt sich in keiner Weise positiv aus. Eher negativ, denn mit steigender Temperatur wird die Ölalterung forciert.

Nun kann ein serienmäßiger Käfer-Motor bei richtiger Ölviskosität ohne weiteres über einen längeren Zeitraum mit Temperaturen um 130° C (im Sumpf gemessen) betrieben werden. Ein getunter Käfer allerdings nicht. Das mag unlogisch klingen, doch gilt es zu bedenken, daß Ventil- und Kolbenspiel auf die beim serienmäßigen Motor auftretenden Temperaturspitzen abgestimmt sind. Ein getunter Motor wird jedoch aufgrund der höheren Verbrennungsdrücke, der höheren Kompression und der höheren Motordrehzahlen vor allem an Zylinderköpfen, Kolben und Zylindern heißer. Verstärkte Kühlung kann nur vom Motoröl kommen, das also wesentlich kälter sein muß, um die angestaute Wärme aufzunehmen.

Bei der Trockensumpf Schmierung wird das Öl aus der Motorölwanne abgesaugt und über eine Druckpumpe (2) über ölfilter (3) und Thermostat (4) direkt zum Ölbehälter (1), beziehungsweise über den zusätzlich installierten Ölkühler (5) gepumpt. Vom Öltank (I) fördert dann die Doppelölpumpe (2) das beruhigte und abgekühlte Öl über den Serienkühler direkt an die Lagerstellen.

Bei der Trockensumpf Schmierung wird das Öl aus der Motorölwanne abgesaugt und über eine Druckpumpe (2) über ölfilter (3) und Thermostat (4) direkt zum Ölbehälter (1), beziehungsweise über den zusätzlich installierten Ölkühler (5) gepumpt. Vom Öltank (I) fördert dann die Doppelölpumpe (2) das beruhigte und abgekühlte Öl über den Serienkühler direkt an die Lagerstellen.

Die simpelste Art der zusätzlichen Motorkühlung besteht darin, die hintere Motorhaube aufzustellen. Diese Maßnahme reduziert die Motoröl-Temperatur um rund 5° C. Das ist in der Regel zu wenig, auch muß eine zusätzliche Motorverschmutzung hingenommen werden. Und die Gesetzeshüter sehen es nicht gern, wenn das an der Haube befestigte Nummernschild nicht mehr im vorgeschriebenen Winkel steht.

Eine andere Möglichkeit, die Temperatur zu senken, gelingt mit einem Nebenstromölfilter, wenn die Ölzufuhr über eine Kühlschlange vorgenommen wird. Da die Ölversorgung für den Filter vom Hauptstrom abgezwackt wird, darf die Pipeline keinen zu großen Durchmesser haben. Sonst würde der notwendige Öldruck zusammensacken. Aus diesem Grund fließt also nur eine geringe Menge Öl durch Filter und Leitungsschlange, so daß diese Zusatzkühlung auch nur minimale Wirkung zeigt.

Die Ölkühler

Etwas teurer, jedoch auch wirksamer sind jene Kühler, die man unter die Ölwanne schraubt. Zwei Systeme werden angeboten. Zum einen eine Aluminiumwanne, die den Motorölinhalt vergrößert, der dann zur intensiveren Kühlung beiträgt. Etwas anders arbeitet der Röhrenkühler von Hegglin. Hier wird das Ölansaugrohr verlängert, so daß es auch in engen Kurven immer Öl ansaugt. Durch die ausgeklügelte Konstruktion wird der Röhrenkörper erst dann vollständig von öl durchflossen, wenn das aufgrund der gestiegenen Temperaturen notwendig wird (dadurch ist eine schnelle Erwärmung des Motoröls gewährleistet). Beide Systeme, Wanne wie auch Röhrenwerk, haben den Nachteil, daß sie die Bodenfreiheit des Wagens herabsetzen. Und außerdem scheint uns die Aufhängung an den 6-mm-Schrau-ben, die eigentlich nur den Verschlußdeckel für das Ölsieb halten sollen, etwas fragwürdig. Die Wirksamkeit der Kühler, die direkt unter der heißen Ölwanne liegen, ist mit rund 20° C begrenzt, so daß sie für einen 75 PS starken Käfer unserer Meinung nach nicht immer ausreichen.

Die feinere Art, das Öl zu kühlen, gelingt mit einem an der vorderen Stoßstange befestigten Zusatz-Ölkühler. Allerdings kann man auch auf diesen teuren Ölkühler verzichten, schraubt man den serienmäßigen Käfer-Kühler vorn an den vorderen Stoßstangenhalter. Die Firma Schrick verkauft dazu die notwendigen Flansche. Da in der Regel jedoch ein VW-Kühler nicht ausreicht, müssen zwei von dieser Größe montiert werden (Ersatzteilpreis ca. 50 DM). Insgesamt wird dann eine Kühlwirkung (laut Schrick) von rund 30° C erreicht — zu wenig für einen getunten 90-PS-Mo-tor. Der Vorteil dieser Kühlanlage liegt darin, daß nur ein preiswerter Kühler hinzugekauft werden muß und daß die serienmäßige Ölpumpe beibehalten werden kann. Zudem behindert der serienmäßige Ölkühler, der ia dann an der Stoßstange hängt, nicht mehr die Luftzufuhr (bei den älteren Käfern) zu den Zylindern 3 und 4.

Auch muß positiv hervorgehoben werden, daß das öl im Hauptstrom gekühlt wird. Es durchläuft also erst den Kühler, um dann direkt an die Lagerstellen gepumpt zu werden. Unbedingt erforderlich ist deshalb bei dieser Anlage ein Thermostat, damit bei kalter Witterung das öl nicht erst die lange Reise nach vorn über den Kühler antreten muß. Erst dadurch ist sichergestellt, daß im Winter das kalte öl nicht jber den Kühler läuft, so daß eine schnelle Erwärmung des Motors erzielt wird. Mit zunehmender Leistungssteigerung kann diese Anlage jedoch die Ölkühlung nicht im ausreichenden Maß garantieren. Deshalb greifen viele zur ZusatzÖlkühlung, die das öl über eine Extra-Pumpe aus dem Ölsumpf direkt über einen Thermostat in einen an der vorderen Stoßstange befestigten Ölkühler fördert, von wo es dann heruntergekühlt wieder in den Ölsumpf gelangt. Hier vermengt sich das gekühlte mit dem heißen öl im Ölsumpf und wird von einer zweiten Pumpe über den serienmäßigen Kühler an die Lagerstellen gepumpt. Das öl durchläuft also zwei Kühler. Und wenn im Ölsumpf eine Temperatur von 80° C herrscht, kann man davon ausgehen, daß diese Öltemperatur nochmals um 20° C sinkt, bevor das öl an die Lagerstellen kommt, da der Serien-Kühler die Temperatur um rund 20° C drückt.

 

Beim serienmäßigen Olkreislauf (rechts) wird das Ol aus der Motorölwanne (I) von der Olpumpe (2) angesaugt. Von hier gelangt es, vorbei an Öldruckschalter (4) und ölüberdruckventil (3), über den Ölkühler (5) zu den Lagerstellen von Kurbel- (7) und Nockenwelle (8). Während das erste Ölüberdruckventil (3) nur dann den Weg über den Ölkühler verschließt, wenn das Ol sehr kalt ist, öffnet das zweite Ölüberdruckventil (6) erst dann, wenn sich in den Lagerstellen ein bestimmter Druck aufgebaut hat. Wird ein 2. Ölkühler installiert, drückt eine 2. Ölpumpe das Öl über Thermostat und Ölkühler direkt wieder in den Ölsumpf.

Beim serienmäßigen Olkreislauf (rechts) wird das Ol aus der Motorölwanne (I) von der Olpumpe (2) angesaugt. Von hier gelangt es, vorbei an Öldruckschalter (4) und ölüberdruckventil (3), über den Ölkühler (5) zu den Lagerstellen von Kurbel- (7) und Nockenwelle (8). Während das erste Ölüberdruckventil (3) nur dann den Weg über den Ölkühler verschließt, wenn das Ol sehr kalt ist, öffnet das zweite Ölüberdruckventil (6) erst dann, wenn sich in den Lagerstellen ein bestimmter Druck aufgebaut hat. Wird ein 2. Ölkühler installiert, drückt eine 2. Ölpumpe das Öl über Thermostat und Ölkühler direkt wieder in den Ölsumpf.

Aufgrund der zwei Ölkreise ist eine doppelt wirkende Ölpumpe notwendig. Einige Tuner greifen deshalb auf die Ölpumpe vom Automatic-Käfer zurück, die den Motorölkreislauf aufrechterhält und außerdem das dünnflüssige Automatic-Öl in den Wandler pumpt. Dieser Teil der Pumpe übernimmt dann beim handgeschalteten Käfer die Aufgabe, das Motoröl aus dem Sumpf in den Kühler zu befördern. Doch hat sich herausgestellt, daß das noch kalte öl, selbst wenn das in der Pumpe eingebaute Überdruckventil mit einer anderen Feder verstärkt wurde, stärker war und die Pumpe sprengte. Aus diesem Grund hat Riechert die Automatic-Pumpe umgeändert, und zwar wird die Papierdichtung aus dem zweiten Pumpenteil entfernt und in das Außenteil eine Ringnut eingedreht, in die ein Rundschnurring paßt. Diese Maßnahmen erhöhen den Pumpendruck und, so Riechert, lassen das Gehäuse heil. Wer dennoch dieser Pumpe argwöhnisch gegenübersteht, kann von Riechert eine Pumpe kaufen, die von einer Riemenscheibe über einen Keilriemen angetrieben wird. Oder man kauft sich von Decker eine doppelt wirkende Ölpumpe, die ähnlich wie die Automatic-Pumpe arbeitet, jedoch für größere Leistung ausgelegt ist.

Unser GF-1 ist derzeit mit einer Trockensumpfschmierung und einem zusätzlichen Ölkühler von Theo Decker ausgerüstet. Die Trockensumpfschmierung erfordert neben einer leistungsstarken und doppelt wirkenden Ölpumpe einen zusätzlichen Ölbehälter, der bei unserem Käfer hinter der Rücksitzbank untergebracht wurde. Dadurch riecht es im Wagen immer leicht nach öl, und das muntere Geplätscher im Behälter macht jederzeit deutlich, daß die Anlage noch arbeitet. Es gibt Tuningwerkstätten, die den zusätzlichen Ölbehälter seitlich unter den hinteren Kotflügel anbringen. Theo Decker ist von dieser Anordnung wieder abgekommen, da nach, seiner Meinung in scharf gefahrenen Kurven nicht sichergestellt ist, daß auch öl angesaugt wird.

Bei dieser Art der Ölschmierung wird das öl also von einer Pumpe direkt aus dem Sumpf abgesaugt und über Thermostat und Zusatzkühler in den Ölsammelbehälter gepumpt. Hier kann sich das aufgeschäumte öl beruhigen und gelangt dann über den Druckteil der Ölpumpe direkt -nochmals gekühlt durch den Serien-Kühler – an die Lagerstellen. Vorher läßt sich noch ein ölfilter Zwischenschalten, so daß das öl nicht nur im Hauptstrom gekühlt, sondern gleichzeitig gefiltert wird.

Der Unterschied einer Trockensumpfschmierung gegenüber dem serienmäßigen Ölkreislauf besteht also darin, daß Öl aus einem großen Behälter (Ölinhalt insgesamt 6 Liter) zu den Lagerstellen gefördert wird und so in jeder Kurvenlage der Druck in den Lagerstellen nicht abreißt. Deshalb ist die Trockensumpfschmierung bei einer Rallye oder beim Slalom unbedingt erforderlich. Eine zusätzliche Kühlung, wie in vielen Prospekten versprochen, leistet diese Anlage nur aufgrund des größeren Ölvolumens, doch reicht das bei weitem nicht aus, das öl auf rund 80° C herunterzukühlen. Man braucht also auch hier einen zusätzlichen Ölkühler samt Thermostat, so daß die gesamte Anlage nicht gerade billig wird (Preise siehe Tabelle). Dafür hat man dann das Optimum erreicht. Die Temperatur im Ölsumpf liegt bei unserem GF-1 zwischen 80-90° C und der Öldruck beträgt bei einer Drehzahl von 4000 U/min 3,5 atü. Damit kann man den Käfer bei guter Laune halten.

Die Wege zum Kühler

Vor Jahren wurde der Zusatzölkühler mit einem Hahn angeboten, der von Hand bedient wurde und das öl über den größeren Kreislauf fließen ließ. Heute übernimmt die Handarbeit ein Thermostat. Das ist sinnvoller, zumal das Thermoelement den Ölkreislauf zum Kühler ab einer vorprogrammierten Temperatur (meistens zwischen 75 und 85° C) kontinuierlich zuschaltet, so daß kein Temperaturgefälle eintritt.

Riechert bietet einen Temperaturregler an, der aus dem Hause Porsche stammt. Dieser Regler hat einen druckentlasteten Schieber, der durch ein Dehnstoffelement gesteuert wird. Aufgrund der großen Querschnitte ist für eine schnelle Ölumwälzung gesorgt. Negatives stellt sich bei diesem Regler nicht ein; es sei denn, der Schieber rostet fest, was schon mal im Winter möglich ist, wenn der Ölkühler nicht zugeschaltet wird und das Wasser im öl den Schieber korridieren läßt. Theo Decker glaubt deshalb, bei seinem neu konstruierten Regler das Ei des Kolumbus in Form einer Kugel gefunden zu haben. Hier schließt eine Kugel den Olkreislauf kurz, damit das öl auf dem kürzesten Weg wieder zurückfließt. Ein recht simpler Temperaturregler wird unter dem Namen Mocal von Sauer und Sohn vertrieben. Hier fließt das Öl so unschicklich durch das Gehäuse, daß das Dehnelement laufend zwischen „kalt“ und „warm“ flattert und dadurch ständig auf- und z1973-6_hoch und tief-8umacht. Es ist deshalb weniger empfehlenswert.

Die Zusatzkühler, die vorn an der Stoßstange oder beim VW 1302/1303 unter dem vorderen Abschlußblech (dann ist allerdings ein Stück Blech herauszutrennen) montiert werden können, sind praktisch (außer Schrick) alle vom gleichen Hersteller. Es gibt drei Größen: 360/520/675 mm, wobei unserer Meinung nach der mittlere bis rund 90 PS ausreicht. Unterschiede stellen sich deshalb bei den von den Tunern angebotenen Anlagen nur bei der Verbindung zwischen Motor und Kühler ein. Schrick verwendet dafür verzinkte Stahlrohre und gepanzerte Schläuche. Die Stahlrohre halten wir für sinnvoll, weil sie die Kühlung unterstützen; die gepanzerten Gummischläuche haben den Nachteil, daß mit zunehmendem Alter das Drahtgeflecht verrostet. Und da der Schlauch allein dem Öldruck nicht standhalten kann, sind geplatzte Schläuche nicht selten. Aus diesem Grund verlegt zum Beispiel Riechert nur noch Schläuche ohne Drahtummantelung. Dennoch halten sie, weil Gewebeeinlagen einem Druck von 15 atü entgegenwirken. Wir empfehlen, falls keine Stahlrohre eingesetzt werden, unbedingt den Schlauchtyp OLN zu verwenden, auch wenn er nicht gerade billig ist.

Bei der Schlauch- oder Rohrverlegung ist peinlich darauf zu achten, daß keine scharfen Knickstellen entstehen, sonst muß die Ölpumpe zu hohe Widerstände überwinden. Abgenommen wird das Öl meistens unten am Ölsieb. Von hier wird dann eine Leitung zur Ölpumpe gelegt, die über Temperaturregler und Kühler nieder zum Motor führt. Die Rückführung des Öls in den Motor erfolgt bei manchen Anlagen über den Lichtmaschinenträger oder über einen der beiden Ventildeckel (Sauer und Sohn). Vor allem die zuletzt genannte Lösung ist schlecht, weil sich in der Kurve das zurückfließende Öl im Ventildeckel stauen kann und dann durch die Ventilführungen in den Verbrennungsraum gesaugt wird. Da ist es schon besser, man legt den Ölanschluß direkt an den Motor (hier befindet sich im Gehäuse ein Blindstopfen).

Fragt man die verschiedenen Tuner, welches Öl im hergerichteten Käfermotor sinnvoll ist, wird allgemein ein 30er Einbereichsöl empfohlen. Fragt man die Mineralölindustrie (siehe Tabelle auf Seite 42), dann wird allgemein ein Mehrbereichsöl empfohlen.

Welches Öl?

Ein Mehrbereichsöl, man weiß es, besteht zu rund 75 Prozent aus einem Grundöl, meistens nimmt man dazu ein 10er, der Rest sind chemische Beigaben – vor allem sogenannte Verdicker, die mit zunehmender Temperatur das dünne Öl stabilisieren. Ein solches Öi kann heute die gesamte Viskositätspalette von einem 10er bis hin zu einem 50er öl abdecken. Das funktioniert aber nicht immer, denn mit zunehmendem Alter und vor allem durch die harte Scherbeanspruchung im Ventiltrieb (genau da, wo Nockenwelle und Stößel aufeinandertreffen), sterben die Verdicker zum Teil ab. Ein öl der Viskosität 10 W 40 kann dann ohne weiteres zu einem 10 W 25 werden. Doch, sagen die Mineralölfirmen, das war einmal. Inzwischen haben wir so gute VI-(Viskositäts-)Verbesserer entwickelt, die auch nach längerer und harter Beanspruchung kaum zu knacken sind. Und, so sagt die Shell, nicht ohne Grund hat Porsche unser neues 10 W 50 als erstes Mehrbereichsöl freigegeben. Damit dürfte dann auch der schon legendäre Ruf des Shell – Rotella – Einbereichsöls angeknackst sein. Gerade dieses Öl, von Porsche empfohlen, hat die Tuner darin bestärkt, Einbereichsöl für getunte Käfer zu empfehlen.

Wir meinen, wer seinen Käfer hart beansprucht und lange Strecken in einem Stück fährt, ist mit einem preiswerten Einbereichsöl (Ölviskosität mindestens 30, im Hochsommer auch 40er möglich) richtig bedient, weil ein dickes Öl besser abdichten kann. Wer jedoch mit seinem getunten Käfer viele Kaltstarts hat und dann nur kurze Strecken fährt, sollte auf ein Mehrbereichsöl zurückgreifen, zum Beispiel auf ein 10 W 50. Ein Mehrbereichsöl der Spezifikation 10 W 30 ist unserer Meinung nach den Ansprüchen, selbst in einem serienmäßigen Käfer, nicht immer gewachsen.

Hans-Rüdiger Etzold