Rover K

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Rover K Serie ist der Motor, der in allen Elise der ersten Serie (1996 - 2000) und zweiten Serie (2000 - 2004) verwendet wurde. Zwischen 2004 und 2006 wurde die Elise wahlweise mit Rover K als oder dem Toyta Motor angeboten. 2006 wurde die Produktion des Rover K eingestellt.

Einführung

Der Rover K Motor wurde ab 1983 entwickelt. Zu der Zeit gehörte Rover unter British Leyland Ltd dem britischen Staat. Die Entwicklung des Rover K wurde mit einem Kredit von 250.000.000 GBP aus Steuergeldern finanziert. Der Motor wurde zuerst 1989 als 1,1 Liter K8 SOHC und 1.4 Liter K16 DOHC eingeführt. Er wurde bis 2006 gebaut.
Er wurde neben der Elise in diversen Fahrzeugen, wie dem Rover 200, Rover 25, Rover 45, Rover Streetwise, Rover 75, MG ZR, MG ZS, MG ZT, MG F, MG TF, Ariel Atom1, Land Rover Freelander, Caterham Seven und GTM Libra eingesetzt
Traurige Berühmtheit erlangte der Motor durch seine überdurchschnittlich hohe Anzahl an Defekten der Zylinderkopfdichtung (HGF = head gasket failure). Insbesondere die Motoren aus dem Produktionszeitraum 1996 - 1998 waren betroffen. Erschwerend kam hinzu, dass das Rover Management entschied, eine technische Ursache für das Problem zu leugnen und ausschließlich mangelnde Wartung durch die Kunden schuld sei. Dies trug maßgeblich zum Vertrauensverlust der Käufer und letztendlich zum Untergang der britischen Automobilindustrie bei. Lediglich Land Rover übernahm die Verantwortung für die technischen Defekte während der Garantiezeit, was der Firma hohe Verluste einbrachte. Aus diesem Grund versuchte Land Rover auch die Ursache für HGF zu finden und beseitigen. Sie entwickelten z.B. das PRRT, die MLS-Zylinderkopfdichtung und die verstärkte Ölleiter, welche die Häufigkeit von HFG senkten, aber leider nicht völlig beseitigten.
Wegen der Probleme mit der Zylinderkopfdichtung wird gerne übersehen, dass die restlichen Komponenten des Motors sehr zuverlässig sind.
Weiterführende Literatur: "The Rover K-Series 16V Engine", Des Hammill, CPPress 2008

Konstruktion und Varianten

Quelle: Michael Rill Leo Racing: Der aus Leichtmetall bestehende Motor, wurde ursprünglich als 1,4 Liter mit Zahnriemengetriebenen, zwei oben liegenden Nockenwellen, inkl. Vierventilkopf konzipiert. Später wurde diese Version durch eine größere Zylinder-Bohrung (80mm) und einen veränderten Hub, auf 1.6 Liter und schließlich auf 1.8 Liter vergrößert.
Das Gewicht liegt bei ca. 130 kg inkl. Getriebe und erzeugte in der 1,8 Liter Standartversion 120 PS, welches ein ausgezeichnetes Verhältnis zu „Gewicht/Leistung“ darstellt.
Neben der Mehrpunktkraftstoffeinspritzung von Bosch wurden die Ventile mit selbstanpassenden Hydrostößel betätigt. Der Motorblock und Zylinderkopf bestehen komplett aus Aluminium und der Block ist im Prinzip wie ein Butterbrot, aufgebaut (Kopf-Block-Lagerleiter, Ölverteiler). Diese Segmente werden durch zehn über ca. 400 mm lange Dehnschrauben zusammengehalten. Diese Bauweise erzeugt einen tiefen Schwerpunkt und ist durch seine Kompaktheit sehr steif! Dadurch kann er vom Gewicht her, leichter konzipiert werden.
Neben der 1,8 Liter K16-Standartversion, gab es auch noch eine 145PS (1999) und 160PS (2002) leistende Version, mit variabler Ventilsteuerung (VVC-Version). Zusätzlich erhielt der Zylinderkopf größere Ein-und Auslassventile und einen Aluminiumluftsammler (Plenum).
Nur für den MG TF gab es 2002 bis 2005 eine 136 PS Version ohne VVC mit anderen Nockenwellen. Lotus baute eine eigenen Version mit angeblich 135 PS durch einen modifizierten Zyinderkopf, andere Nockenwellen, Luftsammler aus dem VVC und anderes Steuergerät. In der Praxis hat dieser Motor aber wesentlich mehr als 135 PS (eher 145 PS).
Als Höhepunkt zeigte Lotus 1997 die Hochleistungsversion (VHPD). Dieser K-Motor hatte ein anderes Steuergerät, einen modifizierten Zylinderkopf mit festen Stößeln, andere Nockenwellen, Einzeldrosselklappe mit Carbon-Luftsammler, Fächerkrümmer und Sportauspuff und eine Drehzahlgrenze von 8000 Rpm. Diese Version wurde in der Elise „Sport190“ (190 PS), 340R (179 PS) und in der Exige (179 PS) verwendet.

Funktionsweise

Quelle: Michael Rill Leo Racing: Die Motoren der K-Reihe bauen sich aus miteinander verschraubten Aluminiumgussteilen auf. Dabei handelt es sich um drei größere Gussteile:

  • Zylinderkopf
  • Zylinderblock
  • für die Hauptlager in Reihe gebohrte Lagerleiter
  • sowie drei kleinere Gussteile

Auf dem Zylinderkopf sitzen der Nockenwellenträger und der Nockenwellendeckel, und unter der Lagerleiter befindet sich eine Ölschiene.
Die zehn Zylinderkopfschrauben führen durch den Zylinderkopf, den Zylinderblock und die Lagerleiter und sind im Ölverteiler verschraubt. Zylinderkopf, Zylinderblock und Lagerleiter werden durch die Spannungslasten der Zylinderkopfschrauben zusammengedrückt. Bei Entfernung der Zylinderkopfschrauben werden die Lagerleiter und der Zylinderblock sowie der Ölverteiler und die Lagerleiter durch zusätzliche Befestigungselemente zusammengehalten.
K16-Motor
Der Querstromkopf basiert auf einem Brennraum mit vier Ventilen und zentral angeordneter Zündkerze, wobei die Einlassöffnungen so konstruiert sind, dass sie Wirbelströmungen erzeugen und die Geschwindigkeit der Ansaugladung regulieren. Dies dient der verbesserten Verbrennung und somit dem wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch, der Leistungssteigerung und der Abgasentgiftung. Die beiden obenliegenden Nockenwellen betätigen die Ventile über Hydrostößel, wobei eine Nockenwelle die Auslassventile steuert und die andere die Einlassventile. Die Nockenwellen werden von der Kurbelwelle über einen Nockenwellenantriebsriemen getrieben, der durch einen federbelasteten, manuell verstellbaren Spanner oder (bei neueren Motoren) durch eine automatische Spannvorrichtung gespannt wird. Die beiden Nockenwellen werden von einem Nockenwellenträger gehalten, der mit dem Zylinderkopf in Reihe gebohrt ist.
Neuere Motoren weisen eine Kerzenspulenzündanlage auf, in der anstelle des herkömmlichen Verteilers ein Nockenwellensensor im Nockenwellenträger neben der Auslassnockenwelle vorgesehen ist. Die Nockenwellen bei einigen älteren Motoren und alle Motoren mit Kerzenspulenzündung verfügen über einen integrierten Reluktorring, der dem Nockenwellensensor einen Eingang liefert. Oben auf dem Nockenwellendeckel sind Doppelzündspulen angeordnet, die jeweils ein Zündkerzenpaar versorgen.
Über jedem Ventil sind selbstnachstellende Hydrostößel angeordnet, die direkt durch die Nockenwelle(n) betätigt werden. Die Ventilschaftdichtungen befinden sich auf einer Metallplatte, die auch als Ventilfedersitz am Zylinderkopf fungiert.
Bei jüngeren Motoren sind selbstreinigende Auslassventile eingebaut. Ein maschinell bearbeitetes Profil an den Ventilschäften entfernt Kohlerückstände am brennkammerseitigen Ende der Ventilführung und verhindert dadurch das Klemmen der Ventile. Diese Ventile können bei allen älteren Motoren eingebaut werden. Die aus Edelstahl gefertigte Zylinderkopfdichtung weist Siebdruckdichtungen an allen Kühlmittel-, Entlüftungs- und Ölöffnungen auf und verfügt über herkömmliche Stahlzylinderbohrungsöffnungen. Die Dichtungskompression wird durch Druckbegrenzer an beiden Enden der Dichtung bestimmt. Der Zylinderblock ist mit ’feuchten’ Zylinderlaufbuchsen versehen, die mit der unteren, abgestuften Hälfte Schiebesitz im unteren Teil des Zylinderblocks haben. Die Buchsen werden an der Stufe mit einer Hylomar-Raupe im Block abgedichtet. Für die Abdichtung am Zylinderkopf sorgt die Zylinderkopfdichtung, wobei die oberen Buchsenränder zwischen die Brennräume und die Dichtung treten. Die aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Wärmedehnungskolben verfügen über einen schwimmenden Kolbenbolzen, der zur Druckseite hin versetzt ist und mit Übermaß im Pleuelkopf sitzt. Die Kolben und Zylinderlaufbuchsen sind in zwei Sorten lieferbar. Das Radialspiel der Pleuelfüße wird durch drei Sorten von Pleuellagern in Wählstärke bestimmt. Die fünffach gelagerte Kurbelwelle mit acht Gegengewichten wird im Axialspiel durch halbe Druckscheiben über dem mittleren Hauptlager begrenzt. Das Lagerradialspiel wird durch drei Sorten von Lagerschalen in Wählstärke reguliert. Die Hauptlager 2, 3 und 4 verfügen über Ölnute, durch die über Bohrungen in der Kurbelwelle Öl zu den Pleuelfußlagern gelangt.