– Ein Erfahrungsbericht –
Vorwort:
Wenn man sich entschließt, einen 318i/M40 – Motor in den 02 zu verpflanzen, ist man gezwungen gleichzeitig auch das zum M40 gehörende Getriebe zu übernehmen. Da der M40-Motor andere Befestigungslöcher als das M10-Getriebe hat, ist eine Kombination beider Teile nicht möglich. Es hat sich nach unseren Erfahrungen mehrfach als Vorteil erwiesen, ein komplettes Schrott- oder Unfallauto zur Verfügung zu haben, da man so einiges vom 3er übernehmen kann – oder muß!.
Bei dem Einbau der Motor/Getriebeeinheit muß man sehr maßgenau arbeiten. Es gibt nur eine Einbaulage, in der an den kritischen Stellen gut 1 cm Luft ist. Die richtige Einbaulage (siehe Skizze) ist durch folgende Kennzeichen festgelegt:
- Die mittlere Spurstange liegt in Geradeausstellung ca. 1 cm unter der Getriebeglocke.
- Der vordere Stabilisator wird um ca. 3 – 4 cm höhergelegt. Dann verläuft er parallel ca. 1 cm
über der nach vorn herausragenden Alu-Ölwanne des Motors.
Das Querrohr der unter der Motorhaube verlaufenden Haubenaufhaltemechanik verläuft bei geschlossener Motorhaube ca. 1 cm über dem vorderen Ende des Ansaugluftsammlers.
Der Motor muß absolut mit dem Getriebetunnel fluchten (ist nicht einfach ohne Motorhalter). Position mit Schablone (vom alten Motor abgenommen) an Kurbelwelle kontrollieren.
Motorhalter :
Die Motorhalter müssen für die rechte und linke Seite selbst angefertigt werden. Für die rechte (Beifahrer) Seite kann man ein Teil des 02 Halters verwenden. Es ist der untere Teil, der auf dem Vorderachsträger befestigt wird.
Das Lochbild der Befestigungsbohrungen kann man von dem E 30 Motor leicht mit einer Schablone übertragen. Dann noch die zwei Abstützungen in Form von länglichen Dreiecken anschweißen und der eine Motorhalter ist fertig. Auf ausreichende Blechstärke achten, mindestens so stark wie der original 02-Motorhalter.
Bei dem Motorhalter für die Fahrerseite kann man nur das Gummilager vom 02 weiter verwenden.
Der Halter besteht wieder aus einer Platte in Form eines Dreieckes zur Befestigung am Motorblock und einer Abstützung gegen das Gummilager am Vorderachsträger. Auch hier auf ausreichende Materialstärke achten.
Hinterachsgetriebe (Übersetzung):
Das serienmäßige Hinterachsgetriebe aus dem 02 kann beibehalten werden. Nach unseren Erkenntnissen gibt es zwei Ansatzpunkte, eine Eintragung des Motorumbaues zu erlangen.
- Man übernimmt die serienmäßige Achsübersetzung aus dem 318i, in unserem Fall war ein 5-Gang-Schongetriebe montiert, das mit einer 4,11:1 Übersetzung kombiniert ist. Diese ist identisch mit der Achsübersetzung aus den 1502 bis 1802-Modellen.
- Das ALPINA-A1-Gutachten erlaubt eine eingetragene Motorleistung von 115 PS (318i: 113 PS) in Verbindung mit einer 3,64:1 Achsübersetzung, welche der serienmäßigen Achsübersetzung des 2002 entspricht.
Tip: Es lassen sich zur Not auch Differentialgetriebe zusammen mit den Achswellen vom 3er E21 (M10-Flanschschrauben an den Achswellen!) verwenden. Die äußeren Gelenke der 3er-Achswellen wechselt man gegen solche aus dem 02 aus. Der hintere Gehäusedeckel muß vom 02 übernommen werden.
Gebaut wurden beim 3er E21 folgende Achsübersetzungen:
BMW 315 bis 320/4 = 3,91:1 ; BMW 320/6 = 3,64:1 ; BMW 323i = 3,45:1.
Abgasanlage:
Die M40-Abgasanlage besteht aus 3 Teilen: Gußkrümmer, Katalysator mit integriertem Vorschalldämpfer und Hosenrohr sowie dem Endschalldämpfer. Der Gußkrümmer wird unverändert übernommen. Das Hosenrohr der Kat-Anlage kommt in Kurven mit dem rechten Lenkspurhebel in Konflikt.
An dieser Stelle muß die Rohrführung so geändert werden, daß die Lenkung frei beweglich ist.
Der Endschalldämpfer ist nicht zu gebrauchen. Statt dessen muß ein 02-Endschalldämpfer verwendet werden. Dazu muß ein Adapter angefertigt werden, der zwischen den E30-KAT und den 02-Endschalldämpfer paßt.
Die komplette Auspuffanlage besteht aus einem original 02 Endtopf (sieht dann später auch original aus), dem Adapter aus E 30 Endtopf und 02 Mitteltopf, dem KAT aus dem
E 30 (vor dem Anschluß der Lambdasonde gekürzt), dem E 30 Anschluß des Hosenrohrs an den Krümmer sowie dem angepaßten Hosenrohr (aus V2A Rohr und V2A Bögen vom Edelstahlschweißer zusammengebruzzelt).
Es empfiehlt sich, die beiden Wärmeabschirmbleche aus dem E30 zu installieren, die den Wagenboden vor der Hitzestrahlung schützen (worauf der TÜV aus Gründen der Feuergefahr sicherlich bestehen wird!). Das vordere, weiche Blech liegt im Bereich des Beifahrer-Fußraumes und kann, geringfügig angepaßt, wiederverwendet werden.
Das hintere, starre Aluminiumblech liegt über dem KAT in der Mitte des Kardantunnels und kann mit kleineren Richtarbeiten hinten in den Kardantunnel geschraubt werden und kann vorne mit zwei ca. 6 cm langen Abstandsstücken gegen den Wagenboden geschraubt werden
Getriebetunnel:
Um das M40-Getriebe in den 02 hineinzubekommen, muß die alte 02-Getriebehalterung herausgetrennt werden und der Getriebetunnel im Bereich der Kupplungsglocke erweitert werden. Dazu reicht aber ein Auseinanderdrücken mit
einem Scheren- oder kleinen Hydraulikwagenheber aus. Die Höhe des 02-Getriebetunnels muß nicht vergrößert werden, wenn man das Getriebegehäuse etwas nacharbeitet.
Getriebe:
Das M40-5-Gang-Getriebe mitsamt hydraulischem Ausrückzylinder muß mit geringfügigen Änderungen in den 02 übernommen werden. Ein großes Problem ist aber, daß das M40-Getriebe keinen Anschluß für die Tachowelle mehr hat (siehe Kapitel ‚Tacho‘ weiter unten). Die Getriebe-Haltestrebe vom E30 kann wiederverwendet werden. Da sie länger als beim 02 ist, ragt sie über den Getriebetunnel hinaus und wird direkt gegen den Wagenboden geschraubt. Die Getriebe-Haltestrebe ist in Einbaulage aber etwas um die Längsachse des Wagens verdreht. Dieses ist mit ca. 8 mm dicken Unterlegscheiben auszugleichen.
Das Getriebegehäuse selbst muß an drei Stellen nachgearbeitet werden.
1. Die untere Gußrippe an der Getriebeglocke kommt relativ dicht an die mittlere Spurstange heran, so daß die Gußrippe hier etwas heruntergeschliffen werden muß, um einen Sicherheitsabstand von ca. 10 – 12 mm über den ganzen Lenkeinschlag sicherzustellen.
2. Schaltgestänge: Die Aufhängung der Schalthebelabstützung (in die der eigentliche Schalthebel eingebaut wird) am Getriebegehäuse besteht aus zwei Laschen, die an der Oberseite des Getriebes angegossen sind. Diese würden gegen die Oberseite des Getriebetunnels stoßen und müssen abgesägt werden.
Statt dessen wird eine um 41 mm verkürzte 4-Gang 02-Schalthebelabstützung montiert.
Geeignete Befestigungspunkte sind am E30-Getriebe-Gehäuse oberhalb der Schaltstange vorhanden. Allerdings müssen in diese Sacklöcher noch VORSICHTIG M8-Gewinde hineingeschnitten werden. Wenn hier der Gewindebohrer abbricht, kann
man kein Schaltgestänge mehr montieren! Der Abstand der vorderen Befestigungslöcher der 02-Schalthebelabstützung ist etwas zu groß und
muß auf die 3er Befestigungspunkte durch Biegen angepaßt werden. Bitte darauf achten, daß sich die Schaltstange noch frei bewegen läßt!
Mit der modifizierten Schalthebelabstützungsstütze aus dem 02 läßt sich die ganze Schalthebelführung auf der Fahrerseite des E30 Getriebes abstützen, ähnlich wie dieses auch beim 02 passiert.
3. An der rechten Getriebeseite ragt ein Gußrand etwas über den Umfang des Getriebegehäuses hinaus und muß vorsichtig ca. 4 mm heruntergeschliffen werden, oder man beult den Getriebetunnel hier leicht aus.
Kardanwelle:
Die5-Gang-Kardanwelle vom M40-Antriebsstrang kann und muß ungekürzt im 02 verwendet werden, die Länge ist genau richtig und der hintere Flansch paßt genau auf das serienmäßige 02-Differential. Die einzige notwendige Änderung ist, eine neue Halterung für das Mittellager in den Kardantunnel zu schweißen, da das Mittellager beim E30 einige Zentimeter weiter hinten sitzt. In unserem Fall war am getriebeseitigen Flansch ein Drehschwingungsdämpfer montiert, der nicht mehr in den 02-Kardantunnel paßt, aber problemlos demontiert werden kann und ersatzlos entfällt (der 02 hatte ohnehin keinen).
Tank:
Der Einspritzmotor des 318i braucht systembedingt eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung für den Kraftstoff. Daher muß ein Tank des 2002Tii – Einspritzmotors installiert werden, der entsprechend zwei Anschlüsse hat. (Im Bild ist der Tauchrohrgeber eines „nicht Tii Tanks“ installiert um einen dritten Tankanschluß für eine Standheizung zu erhalten.)
Kraftstoffleitungen:
Die bei den Vergasermodellen installierte Kunststoff-Kraftstoffleitung wird zweckentfremdet für das Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem. Das hintere Ende der Kunststoffleitung wird an die Gummimanschette am Tankeinfüllstutzen angeschlossen, das vordere Ende mit dem elektromagnetisch durch die MOTRONIC angesteuerten Aktivkohle-Kraftstoffdampfspeicher verbunden, der im Motorraum im Bereich des Bremskraftverstärkers montiert wird.
Für die Kraftstoffversorgung des Motors sind zwei neue, druckfeste!! Kraftstoff-
leitungen vom Tank bis zum Motor zu ziehen. Dafür kann man kunststoffbeschichtete
8 mm-Metallrohre nehmen, die als Meterware für Gasleitungen in Wohnmobilen angeboten werden. Sie verlaufen vom Tank durch neu zu bohrende Löcher in der Quertraverse vor dem Tank, unter dem Wagenboden quer über dem Hinterachsträger bis zur Fahrerseite, dort am Boden neben dem Schweller nach vorn. Da der 318i mit ca. 5 bar Kraftstoffdruck in der Vorlaufleitung arbeitet, ist sicherzustellen, daß die Kraftstoffleitungen (und -schläuche!!) mindestens 5 bar Dauerdruck problemlos verkraften. Sie dürfen nirgends scheuern. Metalleitungen müssen ca. alle 30 cm mit Gummizwischenlagen am Chassis befestigt werden, da sonst Bruchgefahr durch Vibrationen besteht (Feuergefahr!!).
Kraftstoffpumpe, -filter und -schwingungsdämpfer:
Die Kraftstoffpumpe aus dem 318i wird wie beim 2002 tii am Wagenboden etwas vor der rechten Achswelle befestigt. Dafür ist der gummigelagerte Halter aus dem 3er anzupassen oder durch einen neu angefertigten zu ersetzen. Wichtig ist, daß in keinem Fall das Stromversorgungskabel für die Kraftstoffpumpe oder gar die Kraftstoffleitungen an der Achswelle scheuern (Feuergefahr!!).
Dieses ist besonders im voll eingefederten Zustand des Hinterrades zu prüfen. Kurz nach der Kraftstoffpumpe wird der kleine Kraftstoffschwingungsdämpfer gummigelagert am Wagenboden montiert, der die Arbeitsgeräusche der Pumpe von den folgenden Kraftstoffleitungen fernhalten soll. Sein Einbauplatz ist unkritisch. Der Kraftstoffilter wird am Träger des Bremskraftverstärkers befestigt.
Batterie:
Die Batterie der 02-Modelle sitzt dort, wo der Luftfilterkasten mit dem Luftmengenmesser das 318i-Motors installiert werden muß. Der Batteriehalter ist heraus- und die Haltelaschen abzutrennen. Der Halter wird flach auf den Kofferraumboden neben das linke Radhaus geschweißt. Dabei ist darauf zu achten, daß in eingebautem Zustand ca. 1,5 cm Luft oben rund um die Batterie verbleibt. Die Batteriepole müssen dabei zum Heck zeigen.
Kabelbaum / Elektrik:
Der Original-Kabelbaum des 02 muß etwa ab Höhe des Bremskraftverstärkers nach vorn aufgespleißt werden, um ihn mit dem Kabelbaum aus dem 3er verbinden zu können. Folgende Verbindungen müssen hergestellt bzw. geändert werden:
Kühlwassertemperaturgeber
- Zündschloß
- Öldruckschalter
- Zündspule
- Batteriehauptkabel
- Drehzahlmesser
- Motronic-Stromversorgung
- elektrische Kraftstoffpumpe
Kühlwassertemperaturgeber:
Glücklicherweise hat der Kühlwassertemperaturgeber des M40-Motors die gleiche Charakteristik wie der aus den 02-Motoren. Die Leitungen müssen nur verbunden werden, das Anzeigeverhalten ist korrekt.
Rückwärtsgangschalter:
Der Rückwärtsgangschalter liegt beim 3er ca. 20 cm weiter hinten. Das Anschlußkabel aus dem 02 ist entsprechend zu verlängern.
Kühler/Kühlerventilator:
Der Original-Kühler des 02 kann weiterverwendet werden. Der untere Kühlerschlauch des 02 kann mit einem Adapterzwischenstück benutzt werden. In den Adapter kann man auch gleich den Temperaturschalter für den Kühlerventilator unterbringen. Für den oberen Kühleranschluß kann der leicht gekürzte Schlauch des E30 benutzt werden.
Für die Anschlüsse zum Heizungswärmetauscher bieten sich Kupferrohrbögen aus dem Heizungs-/Sanitärbedarf an. Mit diesen Bögen und einer Mischung aus 02 und E30 Schläuchen kann man den Kühlwasserkreislauf auf den 02 Wärmetauscher adaptieren. Der am E30 eingesetzte Viskolüfter wird gegen einen elektrischen Lüfter augetauscht, der durch den Temperaturschalter gesteuert wird und somit nur bei Bedarf läuft.
Tacho:
Da das M40-Getriebe keinen Anschluß für eine Tachowelle mehr hat, muß man sich etwas anderes einfallen lassen. Wir haben einen elektronischen Tacho aus einem 5er (E28 glaube ich) verwendet. Auf allen Tachos ist eine Wegzahl angegeben, die aussagt, wieviel Impulse das Instrument pro km Fahrstrecke bekommen muß. Unser Muster hatte eine Wegzahl von 4675 Impulsen pro km. Die Wegzahl findet man als „K“ Wert als Aufkleber auf der Rückseite des Tachos oder als kleine Zahl auf dem Zifferblatt.
Dazu kann man einen Impulsgeber aus dem E30 Differential mit einer Geberscheibe an der Kardanwelle.
oder an einer Achswelle anbringen. Die Lösung an der Achswelle hat den Vorteil, daß die Anzeige unabhängig von der Achsübersetzung ist. Mittels einiger Eckwerte aus den technischen Daten des BMW 2002 (177 km/h bei 6000 U/min. bei einer Achsübersetzung von 3,64:1) kann man
ausrechnen, daß das Hinterrad 559 Umdrehungen pro km macht. Daraus folgt, daß eine Impulsscheibe als Impulsgeber an der Achswelle 8,36 (4675/559) Impulse pro Umdrehung abgeben muß. Da man sich auf eine geradzahlige Impulszahl einigen muß, wählt man 8 Impulse. Der Meßfehler beträgt dann ca. –7,7 km/h bei der Soll-Anzeige von 177 km/h. Das ist schon ziemlich genau (max. 4,35% Anzeigefehler).
Siehe Tabelle. ( Hier gilt: Hinterachsübersetzung 3,64/1, Getriebeübersetzung 1/1, Tachowegzahl 4675 und 559 Radumdrehungen für einen Kilometer (Serienreifen 165er oder 185/70er).
Das Instrument kann in die 02-Instrumententafel eingebaut werden, wenn man auf den Rückstellmechanismus für den Tageskilometerzähler verzichtet (vorsichtig absägen) und das
Zifferblatt oben und unten etwas kürzt sowie eine passende Halterung für die 02-Instrumententafel auf der Rückseite anfertigt.
Elektrisch müssen nur Masse, der Ausgang von dem Impulsgeber an der Hinterachse sowie + 12 Volt angeschlossen werden.