Motortuning Rover K

Grundlagen

Aus dem Artikel Grundlagen Motortuning ergeben sich folgende drei Optionen zur Leistungssteigerung:

Erhöhung des Hubraums

Der Rover K wurde ursprünglich für einen Hubraum von 1,4 l entwickelt, dann über Vergrößerung von Durchmesser und Hub auf 1,6 l und 1,8 l gesteigert. Das verbleibende Material im Block zu dünn um den Kolbendurchmesser noch signifikant zu steigern.
Die 1,8 l Version des Rover K der Elise hat gegenüber der 1,4 l Basisversion bereits eine Kurbelwelle mit größerem Hub. Die folgende Tabelle zeigt Durchmesser und Hub der verschiedenen Serienversionen des Rover K:

Hubraum	Zylinder- durchmesser	Hub
1119 cm3	75,0 mm	63,2 mm
1396 cm3	75,0 mm	79,0 mm
1580 cm3	80,0 mm	79,0 mm
1796 cm3	80,0 mm	89,3 mm

Mit Tuning-Kurbelwellen mit noch größerem Hub kann man den Hubraum des Rover K auf 1,9 l erhöhen. Die Verwendung dieser Kurbelwellen erfordert noch weitere Modifikationen am Motor, wie andere Pleuel und eine Zwischenschicht unter dem Zylinderkopf.
Es gibt sogar einige massiv umgebaute Rover K Motoren (z.B. von VGK, Judd, Minister/PTP, Wilcox, Scholar) mit anderen Kolben und Kurbelwellen, die 2,0 l Hubraum haben. Diese Motoren haben Zylinderdruchmesser bis 82,5 mm und Hübe bis 94,0 mm und erreichen Leistungen von über 250 PS.

Bei einer Erhöhung des Hubraums müssen nahezu alle Motorteile bearbeitet, angepasst oder getauscht werden. Insgesamt ist dies also eine relativ teure Maßnahme der Leistungssteigerung. Die meisten bevorzugen für eine ähnlich große Investition den Umbau auf Fremdmotoren wie den Honda K20A oder Audi 1,8 T, die zwar etwas schwerer sind, mit denen alltagstauglich Leistungen über 200 PS oder im Rennbetrieb über 300 PS möglich sind.

Erhöhung der Drehzahl

Um die Drehzahl des Rover K erhöhen zu können, müssen als erstes die Ventilfedern und Stößel modifiziert werden. Beim VVC limitiert die Mechanik zur Ventilsteuerung die Drehzahl. Eine weitergehende Drehzahlsteigerung bringt Block, Lagerung, Kurbelwelle, Pleuel und Kolben an ihre Belastbarkeitsgrenzen, so dass diese teilweise gegen stabilere Teile ersetzt oder modifiziert werden müssen. Extrem getunte Rover K sind teilweise auf Drehzahlen bis über 9000 U/min ausgelegt.

Erhöhung des Mitteldrucks

Das ist beim Rover K die am häufigsten angewandte Form der Leistungssteigerung.
Wichtig ist, dass nicht nur mehr Luft angesaugt wird, sondern im selben Maß auch mehr Kraftstoff eingespritzt wird. Das Originalsteuergerät (ECU) kann nicht umprogrammiert werden, so dass bei erheblichen Änderungen im Luftdurchsatz des Motors oder anderer Einspritzanlage (z. B. Einzeldrosselklappenanlage) auch ein frei programmierbares Steuergerät verwendet werden muss. Die Grenze mit Originalsteuergerät der EU2 Motoren liegt bei ca. 150 - 160 PS.
Wird der Motor bei Vollgas zu mager (zu wenig Kraftstoff im Gemisch) über längere Zeit betreiben, kann es zu Klingeln/Klopfen oder Überhitzung im Zylinder mit Motorschäden kommen.

Porting und größere Ventile

Porting bezeichnet die Nachbearbeitung der Ein- und Auslasskanäle im Zylinderkopf. Die Ein- und Auslasskanäle heißen im Englischen port, daher die Bezeichnung Porting. Ziel ist es, die Querschnittsflächen und Radien der Kanäle so zu bearbeiten, dass möglichst viel Verbrennungsgase in den Kopf ein- und ausströmen um dadruch die Füllung des Zylinders zu verbessern.

Beim Rover K Zylinderkopf ohne VVC sind die Ventile im Verhältnis zum Hubraum relativ klein. Ab einer bestimmten Querschnittsvergrößerung der Ein- und Auslasskanäle durch Porting können keine signifikanten Verbesserungen mehr erzielt werden, da dann die Qerschnitssflächen der Ventilöffnungen (selbst bei Nockenwellen mit großem Hub) der limitierende Flaschenhals sind. Für weiterreichendes Porting hat es sich daher bewährt auch größere Ventilen zu verbauen (z.B. Sabre Heads KR1, DVA K13, Komotec Phase 3).

Ventilgrößen

Motor	Einlass	Auslass
Standard K16 (120 PS)	27,5 mm	24,0 mm
VVC (145 PS)	31,5 mm	27,0 mm
VHPD (192 PS)	31,5 mm	27,0 mm

Standard mit vergrößerten Ventilen

Bezeichnung	Einlass	Auslass
DVA Paul Ivy Ventile	29,5 mm	26,0 mm
Sabreheads Ventile	29,8 mm	24,2 mm
DVA Standard mit VVC Einlassventil	31,5 mm	26,0 mm
Sabreheads Special Ventile	31,5 mm	25,5 mm

VVC mit vergrößerten Ventilen

Bezeichnung	Einlass	Auslass
Sabreheads Valve	32,5 mm	27,4 mm
DVA	32,5 mm	27,0 mm
Sabreheads Big Valve	33,3 mm	28,5 mm
DVA Racehead	33,7 mm	27,0 mm

VHPD mit vergrößerten Ventilen

Bezeichnung	Einlass	Auslass
DVA	32,5 mm	27,0 mm

Turbolader

ToDo

Kompressor

Todo

Ansaugung

Auch ohne mechanische Aufladung kann die Füllung des Zylinders mit neuem Gas und damit der Mitteldruck gesteigert werden. Zum einen muss der Weg von der Umgebungsluft über Luftfilter, Drosselklappe, Ansaugrohr, Zylinderkopf und Ventilsitz in den Zylinder so gestaltet werden, dass dem Luftstrom möglichst wenig Widerstand entgegenwirkt. Zum anderen ist der Luftstrom beim Ansaugvorgang eine dynamische Masse und durch die Länge und Form des Ansaugrohrs kann beeinflusst werden, wie der Drehmomentverlauf über den Drehzahlbereich ist.
Näheres zur Ansaugung in der Kategorie Ansaugung.
Die größte Leistungssteigerung lässt sich erzielen, wenn man die Ansaugung von einer Drosselklappe auf Einzeldrosselklappenanlage umstellt. In der Regel bringt eine Einzeldrosselklappenanlage eine deutliche Mehrleistung bei höheren Drehzahlen zu Lasten des Drehmoments im niedrigen Drehzahlbereich. Sie ist daher eher für reine Rennfahrzeuge interessant. Die Verwendung einer Einzeldrosselklappenanlage funktioniert beim Rover K nur in Verbindung mit einem frei programmierbaren Steuergerät oder speziell dafür programmierten Steuergerät (siehe VHPD).

Abgasanlage

Die Abgasanlage hat die Aufgabe das Abgas derart zu reinigen (Stichwort Kat) und den Lärm zu reduzieren, dass die gesetzlichen Auflagen erfüllt werden. Aus Leistungssicht ist die Kunst dabei, dies so zu tun, dass möglichst viel Abgas nach der Verbrennung aus den Zylinder ausgestoßen wird, damit der Hubraum für einen hohen Mitteldruck mit möglichst viel frischen Verbrennungsgasen gefüllt werden kann. Allerdings sind auch hier dynamische Effekte der Luftmassen zu berücksichtigen. So kann es zum Beispiel bei einer sehr scharfen Auslassnockenwelle passieren, dass durch eine Abgasanlage mit zu wenig Widerstand frische Verbrennungsgase beim Ausstoßtakt mit dem Abgas mitgezogen werden.
Näheres in der Kategorie Abgassystem .

Steuerzeiten und Ventilhub

Durch sogenannte 'scharfe Nockenwellen' wird eine längere Öffnungszeit der Ventile und/oder größerer Ventilhub ermöglicht, dass mehr Luft-Gasgemisch angesaugt und die Abgase besser ausgestoßen werden.
Durch verstellbare Nockenwellenräder können die Steuerzeiten optimiert werden. Besonders wichtig ist dabei der Überlappungsbereich zwischen den Takten 'Ausstoßen' und 'Ansaugen', wenn die Auslassventile noch und die Einlassventile bereits geöffnet sind.

Steuergerät (Zündzeitpunkt und Gemischaufbereitung)

Allein durch das Steuergerät ohne sonstige Modifikationen lässt sich beim Rover K keine nennenswerte Mehrleistung erzielen. Allerdings erfordern alle Maßnahmen, die eine bessere Füllung des Zylinders mit Luft (Ansaugung, Nockenwellen, Porting...) bewirken, eine im gleichen Maß erhöhte Kraftstoffmenge. Durch ein frei programmierbares Steuergerät kann wieder ein optimales Luft-/Kraftsoffgemisch erreicht werden. Auch bei Modifikationen, die eine höhere Drehzahl zur Leistungssteigerung erlauben, muss ein frei programmierbares Steuergerät verwendet werden, um die beim Originalsteuergerät fest eingestellte Drehzahlgrenze zu überschreiten.
Unter Umständen kann auch eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks durch einen einstellbaren Benzindruckregler das Abmagern verhindern. Es kann dann aber zu Problemen mit den Abgaswerten bei niedrigen Drehzahlen kommen.

Bewährte Konzepte ohne Aufladung

Über die Jahre habe sich ein paar erfolgreiche Konzepte zur Leistungssteigerung herausgestellt. Am bekanntesten in der Szene sind z.B. die Leistungssteigerungen durch Dave Andrews (DVA Power), Rover Fabry (Sabre Heads), Komotec, Rotec. Dabei lassen sich die meisten Leistungssteigerungen in die folgenden Kategorien einordnen:

Nockenwellen
Durch scharfe Nockenwellen sind in Kombination mit einer verbesserten Ansaugung und Abgasanlage bis zu 140 PS möglich, darüber hinaus wird ohne frei programmierbare ECU das Gemisch zu mager. Neben den Nockenwellen selbst müssen eventuell die Ventilfedern, Ventilteller, Stößel getauscht und einstellbare Nockenwellenräder verwendet werden.

Nockenwellen + ECU
Durch scharfe Nockenwellen und eine frei programmierbare ECU sind in Kombination mit einer verbesserten Ansaugung und Abgasanlage bis zu 155 PS möglich. Darüber hinaus sind die Kanäle und Ventile im Zylinderkopf zu klein. Neben den Nockenwellen selbst müssen eventuell die Ventilfedern, Ventilteller, Stößel getauscht und einstellbare Nockenwellenräder verwendet werden.

Porting
Durch Porting sind bis zu 140 PS möglich. Das große Potenzial von Porting kommt erst in Verbindung mit schärferen Nockenwellen zur Geltung. Es gibt das reine Porting, also nur die Bearbeitung der Ein- und Auslasskanäle und Porting mit Umbau des Zylinderkopf auf größere Ventile.

Porting + ECU
Durch Porting und geändertem Steuergerät sind bis zu 145 PS möglich. Rover hat dieses Tuning bei der Elise S1 Sport 135 angewandt.

Porting + Nockenwellen
Durch Porting und scharfe Nockenwellen sind bis zu 155 PS möglich, darüber hinaus wird ohne frei programmierbare ECU das Gemisch zu mager. Neben den Nockenwellen selbst müssen eventuell die Ventilfedern, Ventilteller, Stößel getauscht und einstellbare Nockenwellenräder verwendet werden.

Porting + Nockenwellen + ECU
Durch Porting, scharfe Nockenwellen und eine frei programmierbare ECU sind über 180 PS möglich. Neben den Nockenwellen selbst müssen eventuell die Ventilfedern, Ventilteller, Stößel getauscht und einstellbare Nockenwellenräder verwendet werden. Ab 160 PS sollten die Kolben, Pleuel und eventuell sogar die Kurbelwelle gegen belastbarere Schmiedeteile ersetzt werden. Bei Überschreitung von 7500 U/min sollten Ventilfedern, Ventilteller und Stößel gegen belastbarere Versionen getauscht werden.

Porting + Nockenwellen + ECU + Einzeldrosselklappenanlage
Durch Porting, scharfe Nockenwellen, eine frei programmierbare ECU und eine Einzeldrosselklappenanlage sind über 200 PS möglich. Ab 160 PS sollten die Kolben, Pleuel und eventuell sogar die Kurbelwelle gegen belastbarere Schmiedeteile ersetzt werden. Bei Überschreitung von 7500 U/min sollten Ventilfedern, Ventilteller und Stößel gegen belastbarere Versionen getauscht werden.

Ein Vergleich der zur Zeit angebotenen Leistungskits für den Rover K ohne VVC zeigt folgenden Zusammenhang zwischen Kosten und (Maximal-)Leistung. Die Kosten umfassen nur die Teile, bzw. Arbeit für das Porting (zum Teil inklusive größerer Ventile) ohne Montage oder Porto.



Die angegebenen Spitzenleistungen erfordern unter Umständen noch weitere Modifikationen, wie z.B. Getriebe, Ölkühler, Fächerkrümmer, Sportkat oder De-Cat, Sportauspuff, Sportluftfilter, größere Drosselklappe, Alu-Plenum, leichtes Schwungrad, geschmiedete Kolben, Pleuel, Kurbelwelle, steifere Ventilfedern, Ventilteller, Stößel, verstellbare Nockenwellenräder, Trockensumpfölschmierung. Je nach Kit sind diese Modifikationen aber auch schon teilweise in den Kosten berücksichtigt.
Wichtig ist auch immer zu beachten, dass die Spitzenleistung nur wenig über die Kraftentfaltung des Motor über das gesamte Drehzahlband aussagt (siehe Grundlagen Motortuning). Viele Tunings, insbesondere mit hohem Leistungsgewinn, gehen zu Lasten des Drehmoments im niedrigen Drehzalbereich, bis hin zu unrundem Leerlauf. Solche Motoren benötigen ein angepasstes Getriebe und sind für den normalen Straßenverkehr nur noch bedingt tauglich.

Tuning ab Werk

MG TF 135

Der 135 PS aus dem MG TF ist kein Tuning im eigentlichen Sinn, sondern eine späte Variante des Serienmotors. Dennoch wird er gerne als Referenz für mildes Tunig verwendet und darum sollen hier die Unterschiede zum 120 PS Motor der Elise aufgezeigt werden:

• Nockenwellen mit 252 ° Dauer und 9,5 mm Hub (statt 244 ° und 8,8 mm)
• 3-Winkel Ventilsitz
• Alu-Plenum
• MEMS 2.0 Steuergerät mit verteilerloser Zündung

Lotus 135

Dieses Tuning kam ab Werk in der Lotus Elise Sport 135 zum Einsatz oder konnte als vormontierter Austauschzylinderkopf zum Nachrüsten im schicken Flightcase gekauft werden.
Mit dem Tuning wurden über 140 PS erreicht. Die Bezeichnung 135 und offizielle Leistungsangabe 135 BHP wurde aus versicherungstechnischen Gründen gewählt.
Unterschiede 135 gegenüber 120 PS-Version:

• geporteter Zylinderkopf
• Alu-Ansaugplenum
• Sport-Endschalldämpfer (Bj 1998 ohne Katalysator)
• kein MEMS Steuergerät (vermutlich GEMS)
  

Lotus 160

Unterschiede 160 gegenüber gegenüber 120 PS-Version:

• geporteter Zylinderkopf
• scharfe Nockenwellen (vermutlich PTP R140)
• Alu-Ansaugplenum
• die ersten 50 mit GEMs Steuergerät, dann EFI
• Sport-Endschalldämpfer