Modifikation Ansaugweg

Schon in Bauphase I offenbarte sich der Wunsch, den Luftfilter auf das Dach zu verlegen, um die Wattiefe zu erhöhen. Bei einem früheren Islandurlaub sammelten wir diesbezüglich beim Furten mit einem SUV einschlägige Erfahrungen. Da wir außerdem Platz für einen Abwassertank suchten, änderten wir den Ansaugweg vollständig ab.

Umbau der Luftansaugung

Das Gehäuse des Luftfilters befestigten wir auf dem Dachträger. Der Abgang des Luftfilters wurde um 180° verdreht angeschweißt. Dem nun nach oben zeigenden Zugang verpassten wir eine Regenkappe aus Metall. Das Gehäuse wurde neu lackiert.

Vom Fahrerhausdach zum Kotflügel verbauten wir ein Aluminiumrohr (100 x 2 mm, Länge 1.500 mm), welches sich mit Hilfe von drei Doppel-Wulstverbinder aus dem Tuning-Zubehör dem Verlauf der Fahrerhausrückwand anpasst. Das Rohr wird über zwei eigens angefertigte Rohrhalter und große Schlauchschellen an der Rückwand gehalten. Durch den Kotflügel verläuft der Ansaugweg über ein Rohrknie und einen extrem robusten Saugschlauch weiter bis zum Motor. Beim Saugschlauch ist auf glatte Endmanschetten zu achten, denn Wellschläuche sind nicht gut abzudichten.

Da es nach dem Luftfilter keinen weiteren Schutz mehr für den Motor gibt, würde eindringendes Wasser beispielsweise direkt bis zum Turbolader laufen, eindringender Staub direkt in die Zylinder gelangen. Um dies zu vermeiden, erfolgte die Abdichtung des Ansaugweges peinlich genau. An die Enden der Rohrstücke bördelten wir manuell eine Kante. Außerdem verwendeten wir zur Klemmung der Wulstverbinder hochwertige V4A-Gelenkbolzenschellen (Typ W4) und dichteten alle obenliegenden Kanten zusätzlich mit MS Polymer-Kleber ab.

Ausgewählte Arbeitsschritte:

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen eines 100 mm V2A-Rohrs und Herstellung eines Rohrknies samt Befestigungslaschen
  • Montieren des Rohrknies im Beifahrer-Kotflügel/-Radhaus
  • Vermessen, Suchen, Finden, Bestellen, Zuschneiden und Montieren eines Ansaugschlauchs samt V2A-Gelenkbolzenschellen
  • Demontieren des Luftfiltergehäuses und des Aggregateträgers

  • Schleifen, Reinigen und Lackieren des Gehäuses

  • Vermessen, Zuschneiden, Sandstrahlen und Feuerverzinken der Luftfilter-Halterung (Halbschale)

  • Vermessen, Suchen, Finden, Bestellen, Zuschneiden und Bördeln des Aluminiumrohrs

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen der V2A-Gelenkbolzenschellen

  • Vermessen, Suchen, Finden und Bestellen der Doppel-Wulstverbinder

  • Vermessen und Zuschneiden der V2A-Rohrhalter für die Fahrerhausrückwand

  • Einmessen, Bohren und Setzen von V2A-Nietmuttern in die Fahrerhausrückwand

  • Schweißen, Polieren und Montieren von V2A-Rohrhalterungen

  • Montieren von Aluminiumrohren, Wulstverbindern, und Gelenkbolzenschellen am Rohrknie im Beifahrer-Radhaus
  • redundante Abdichtung mit MS Polymer

  • Anschluss Luftfiltergehäuse

  • Verkabelung Unterdrucksensor

Kippen des Fahrerhauses

Zum Kippen des Fahrerhauses wird der Ansaugweg am Rohrknie unterbrochen. Dort lösen wir die untere Gelenkbolzenschelle des Doppelwulstverbinders, und der Verbinder wird beim Aufkippen vom Rohrknie gezogen. Beim Abkippen rutscht der Verbinder leicht wieder auf das Rohrknie.

Bevor das Fahrerhaus gekippt werden kann, muss auch die Verkabelung des Verschmutzungssensors (Unterdrucksensor Luftfilter) getrennt werden, da der Sensor am Luftfiltergehäuse montiert ist. Wir hätten ihn gerne in das Rohrknie eingearbeitet, das scheiterte jedoch an einer fertigen M8 Feingewinde-Hohlschraube aus Edelstahl (ja, hätten wir mit dem richtigen Material und Werkzeug durchaus selbst anfertigen können, aber irgendwo ist auch mal Schluss). Alternativ könnte man die Verkabelung am Fahrerhausboden entlang über die Kippachse verlegen; darauf verzichteten wir mangels geeigneter Befestigungsmöglichkeiten. So wird die Verkabelung an einer wasserdichten Steckverbindung auf Höhe des Rohrknies unterbrochen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass vor dem Kippen des Fahrerhauses auch der Durchstieg getrennt werden muss.

Verarbeitungstipp

Edelstahl ist hart und spröde und bei Verschraubungen muss besonderer Wert auf saubere und leichtgängige Gewinde gelegt werden. Da bei Außenverschraubungen am Fahrzeug Schmutz immer ein Thema ist, sollten die Gewindegänge bei lösbaren Edelstahlverschraubungen gefettet bzw. geölt werden. Unterbleibt das, läuft man beim Lösen schnell das Risiko einer "fressenden" Schraubverbindung, die nur noch ausgebohrt bzw. mit dem Winkelschleifer getrennt werden kann. Diejenige Gelenkbolzenschelle, die zum regelmäßigen Lösen des Ansaugweges am Rohrknie dient, ist deshalb sicherheitshalber eine W2-Schelle mit einer Schraube aus verzinktem Stahl!

Optimierungsüberlegungen

Unser Umbau setzt den Luftfilter an den Beginn des Ansaugweges und hält die dort vorgegebene Querschnittsfläche von der Regenkappe bis zum Ansaugstutzen des Turboladers konstant auf einem Durchmesser von 100 mm. Die Länge des Ansaugweges ist im Vergleich zum Original unverändert geblieben. Damit erzielen wir zwar keine Verbesserung aber auch keine Verschlechterung gegenüber dem Original.

Die Luftversorgung des Motors wird gerne unter Tuningaspekten diskutiert. Die zentrale Argumentation lautet:

Je mehr Luftsauerstoff dem Motor zur Verbrennung zugeführt werden kann,

umso mehr Kraftstoff kann verbrannt werden und umso höher ist die erzielbare Motorleistung.

Ein kritischer Blick auf die Größenverhältnisse der Luftzu- und -abführung offenbart in der Tat Engpässe. Obwohl der originale Kunststoff-Ansaugkasten großzügig dimensioniert ist, wird der Zugang schrittweise verengt. Am Motor bildet der trichterförmige Ansaugstutzen des Turboladers mit einem Durchmesser von nur noch 60 mm den größten Engpass. Diese Verengung könnte vom Hersteller durchaus gewollt sein, um den Luftstrom für den optimalen Durchsatz in der Turbine durch einen Venturi-Effekt zu beschleunigen. Allerdings lassen sich die physikalischen Gesetze der Hydrodynamik nicht einfach auf kompressible Gase übertragen. Die Abgasanlage ist mit einem Querschnitt von 80 mm schließlich das zweite Nadelöhr, denn die angesaugte Luft muss ja wieder aus dem Motor abgeführt werden.

Bei einem Saugmotor erfordert eine Optimierung des Luftansaugweges einen möglichst großvolumigen, geradlinigen und verwirbelungsfreien Ansaugweg und damit implizit ein strömungsoptimiertes Luftfiltergehäuse. Beim Tuning von Saugmotoren wird auch die Abgasanlage auf den Luftdurchsatz per Resonanzaufladung abgestimmt, indem der Widerstand optimiert (nicht minimiert!) wird. Der 12M18 besitzt aber einen Turbomotor und Luft lässt sich komprimieren. Insofern ist es fraglich, ob eine Querschnittsvergrößerung im Ansaugweg bei gegebener Größe des Turboladers zu einer Mehrleistung führen kann. Zumal dem Ansaugweg eine Abgasanlage mit geringerem Durchmesser gegenübersteht (d.h. wem die 100 mm Durchmesser im Ansaugweg zu gering sind, der müsste sich zunächst um die Abgasanlage kümmern).

Da der mittelschwere Steyr in zivilen Ausführungen mit mehr Motorleistung gebaut wurde, liegt die Überlegung nahe, den Motor des 12M18 mit Bauteilen stärkerer Motoren aufzurüsten. Mehr Leistung lässt sich mit einem Ladeluftkühler gewinnen, der den von der Abgasturbine aufgeheizten Frischluftstrom wieder abkühlt und dadurch verdichtet. Mehr Luft lässt sich auch durch einen größeren Turbolader zuführen.

Bei umfassenderen Motortuningmaßnahmen wird der Tausch des originalen Luftfilters samt Gehäuse gegen eine größere Version interessant. Der Original-Luftfilter hat einen Nenndurchfluss von 12 Kubikmeter (Kalt-)Luft pro Minute. Bei Höchstdrehzahl von 2.800 U/min (davon die Hälfte Arbeitstakte) und einem maximalen Ladedruck von 1 bar schaufelt der Turbo jedoch deutlich mehr (Heiß-)Luft in den Verbrennungsraum: 2.800 / 2 * 6,6 * 2 ~ 18,5 Kubikmeter. Der Turbolader heizt die angesaugte Luft beim Verdichten stark auf. Dadurch wächst die Luftmenge im Volumen, ohne mehr Sauerstoff zu enthalten. Ein Ladeluftkühler reduziert das Volumen wieder, das Vollast-Maximum wird aber immer noch über dem originalen Setup der Luftansaugung liegen.

In jedem Fall erzeugt mehr verbrannter Kraftstoff auch mehr Hitze und die thermische Belastung des Motors steigt (einfach zu sehen am Anstieg der Öl- bzw. Kühlwassertemperatur bei Vollgas). Wer die volle Leistung regelmäßig abruft, setzt die Lebenserwartung des Antriebstrangs auch durch die mechanische Mehrbelastung von Kupplung und Kurbelwellenlager tendenziell herab. Ein Antrieb, der für eine Million Kilometer gebaut wurde, in einem Reisemobil aber nur wenige zehn- bis hunderttausend Kilometer genutzt wird, sollte jedoch ausreichende Reserven haben. Inwieweit die Motorkonstruktion des 12M18 die Mehrleistung verträgt, bleibt für den Laien reine Spekulation. Prinzipiell kann ein Laster bei gegebenem Gewicht im Sand oder im Gebirge nie genug Leistung haben. Bei extensivem Motortuning stellt sich aber schnell die Frage, ob man nicht grundsätzlich das falsche Basisfahrzeug gewählt oder das Fahrzeug zu schwer aufgebaut hat.



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