Sticky Aufbau des 500 HP Motors

      Aufbau des 500 HP Motors

      Aufbau eines 3S-GTE GEN III Turbomotors



      Beschreibung


      Beim 3S-GTE Motor handelt es sich um einen 2,0 Liter - Vierzylinder - Reihenmotor mit zwei obenliegenden Nockenwellen (DOHC) und 16 Ventilen.


      Arbeitsweise


      Beim 3S-GTE Motor handelt es sich um einen DOHC-Reihenmotor mit vier Zylindern, die von vorne nach hinten mit 1-2-3-4 durchnummeriert sind. Die Kurbelwelle ist im Kurbelgehäuse fünffach gelagert. Die Lagerschalen sind aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.

      Die Kurbelwelle weist 8 Ausgleichsgewichte auf. In der Mitte der Kurbelwelle befinden sich Ölbohrungen, um Pleuelstangen, Lager, Kolben und andere Teile zu schmieren.

      Die Zündfolge ist 1-3-4-2. Der Querstrom-Zylinderkopf ist ebenfalls aus einer Aluminium-Legierung hergestellt, die Zündkerzen sind in der Mitte der dachförmigen Brennräume angeordnet.

      Der Ansaugkrümmer ist mit 4 separaten langen Einlaßkanälen versehen und nutzt den Masse-Aufladungseffekt aus, um das Motordrehmoment im niedrigen und mittleren Drehzahlbereich zu verbessern.

      Einlass- und Auslassnockenwelle werden von einem einzigen Zahnriemen angetrieben, die fünf Nockenwellenlager sind jeweils zwischen den Ventilstößelgruppen der einzelnen Zylinder sowie am vorderen Zylinderkopfende angeordnet. Die Schmierung der Lagerzapfen und der Nocken erfolgt über die Ölbohrung in der Mitte der Nockenwelle.


      Die Einstellung des Ventilspiels geschieht mittels Ausgleichscheiben, die in die Tassenstößel eingesetzt werden. Zur Einstellung müssen die Nockenwellen ausgebaut werden.

      Die Kolben bestehen aus einer hochwarmfesten Aluminiumlegierung, im Kolbenboden befinden sich Mulden, die ein Auftreffen der Ventile auf den Kolbenboden verhindern sollen.

      Die Kolbenbolzen sind vollkommen schwimmend gelagert, d. h. die Bolzen haben weder im Kolben noch im Pleuelauge einen Preßsitz, sondern werden durch Sicherungsringe an beiden Enden in ihrer Position gehalten.


      Der Verdichtungsring Nr. 1 und der Ölabstreifring bestehen aus rostfreiem Stahl, für den Verdichtungsring Nr. 2 wurde Gußeisen verwendet. Da der Außendurchmesser der Kolbenringe geringfügig größer ist als der Kolbendurchmesser, drücken die elastischen Ringe im eingebauten Zustand gegen die Zylinderwände. Die beiden Verdichtungsringe verhindern ein Überströmen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum ins Kurbelgehäuse, der Ölring streift das Öl von den Zylinderwänden ab, damit es nicht in den Brennraum gelangen kann.

      Der Abschluß der Zylinder nach oben bildet der Zylinderkopf, nach unten schließt sich das Kurbelgehäuse an, in dem die Kurbelwelle untergebracht ist. Zur Vermeidung einer Überhitzung der Zylinder sind diese von einem Wassermantel umgeben, durch den das Kühlmittel gepumpt wird.

      Auf der Unterseite des Motorblocks sind zwei Ölwannen angeschraubt. Die Ölwanne Nr. 1 besteht aus einer Aluminiumlegierung, Ölwanne Nr. 2 dient als eigentliches Ölreservoir und ist aus Preßstahlblech gefertigt. Ein Schwallblech in der Ölwanne verhindert eine übermäßige Bewegung des Öls aufgrund der Fahrzeugneigung oder beim Bremsen, damit die Ölpumpe in solchen Situationen keine Luft ansaugt.

      Zusammenbau des Zylinderblocks:

      Anmerkung: Der Aufbau dieses Motors erfolgt ausschließlich durch orig. Toyota Neuteile, deswegen wird hier auf die Überprüfung der einzelnen Komponenten nicht eingegangen. Bitte entnehmt dies dem Zusatzmotorhandbuch für GEN III bzw. dem normalen Handbuch für GEN II.






      • Alle einzubauenden Teile sorgfältig reinigen
      • Alle von Dreh- und Gleitbewegungen betroffenen Flächen vor dem Einbau mit neuem Motorenöl bestreichen
      • Alle Flachdichtungen, Wellendichtringe und O-Ringe gegen Neuteile austauschen


      1. Schritt

      Motorblock im Ölkreislauf mit Kaltreiniger Spülen um event. Partikel aus dem Ölkreislauf zu entfernen.

      2. Schritt



      Motorblock im Ölkreislauf mit Öl spülen. Reste vom Kaltreiniger werden dadurch herausgespült und der Block gegen Korrision geschützt.







      Die Gewinde von Silikonresten entfernen und mit einem 6er bzw. 8er Gewindeschneider die Gewinde nachschneiden:

      Nun ist der Motorblock clean...

      3. Schritt

      Einbau der Öldüsen



      Überprüfen der Öldüsen erfolgt durch drücken mit einem Holzstab auf das Ventil (Metallkugel), um zu sehen, ob es fest hängt.

      Falls es festhängt, das Überdruckventil auswechseln.





      Öldüsen (mit Überdruckventilen) einbauen

      Die Schrauben der Öldüsen mit einer 5 mm Stecknuss festziehen. Die vier Öldüsen einbauen.

      Anzugsmoment: 9,1 Nm



      4. Schritt

      Überprüfen des Ölkühlers

      Öldruckregler

      Bei hohen Motordrehzahlen übersteigt die zugeführte Ölmenge das Fassungsvermögen des Motors. Aus diesem Grund wurde ein Druckregler integriert, um eine Überversorgung zu verhindern. Bei normalen Betrieb halten eine Spiralfeder und ein Ventil den Öl-Bypasskanal verschlossen. Wenn jedoch zu viel Öl zugeführt wird, steigt der Druck stark an, überwindet die Federkraft und öffnet das Umgehungsventil. Dadurch kann das überschüssige Öl das Ventil passieren und direkt zur Ölwanne fließen.




      Das Ventil mit Holzstab drücken, um zu sehen, ob es festhängt.

      Falls es festhängt, das Überdruckventil auswechseln.



      Den Ölkühler auf Beschädigung und Vestopfung prüfen. Falls erforderlich, den Ölkühler austauschen.

      Montage des Ölkühlers





      -Ölkühlerhalterung einschrauben

      - Zwei neue O-Ringe in Ölkühlerhalterung einsetzen
      - Den kleinen O-Ring dünn mit Motoröl benetzen
      - Die Ölkühlerhalterung mit den vier Schrauben einmontieren

      Anzugsmoment: 7,8 Nm







      Ölkühler montieren

      - Neuen O-Ring in Ölkühler einsetzen
      - Gewinde und Bereich unter dem Kopf des Überdruckventils mit Motoröl dünn bestreichen
      - Den Ölkühler mit neuer Dichtung, Beilegscheibe und Überduckventil montieren.

      Anzugsmoment: 78 Nm



      Nach dem Pulverbeschichten:




      Ölkühler montiert:



      5. Schritt

      Hauptlagerschalen einbauen

      Anmerkung:

      Die Hauptlagerschalen gibt es mit einer Breite von 19,2 mm und 23,0 mm. Die 23,0 mm breiten Lagerschalen werden in Lagerblock Nr. 3 des Zylinderblocks und Lagerdeckel Nr. 3 eingesetzt. Die 19,2 mm breiten Lagerschalen werden für die anderen Lager verwendet.

      Die oberen Lagerschalen weisen Ölnuten und Ölbohrungen auf, die unteren nicht.







      Die Lagerklauen mit den Klauennuten im Zylinderblock ausrichten und die fünf oberen Lagerschalen einsetzen





      Die Lagerklauen mit den Klauennuten in den Lagerdeckeln ausrichten und die fünf unteren Lagerschalen in die Lagerdeckel einsetzen.

      Anmerkung:

      Die Lagerdeckel sind mit Nummern entsprechend der Einbauposition markiert.



      Obere Anlaufscheibenhälften ("washer") einsetzen

      Die oberen Anlaufscheibenhälften in Lagerblock Nr. 3 in den Zylinderblock so einsetzen, dass die Ölnuten nach außen zeigen.




      Wenn man einen ARP MAIN STUD KIT verwendet, dann werden nun die Bolzen handfest in den Block gedreht. Die Gewinde werden mit dem mitgeliefertem Fett bestrichen.







      Kurbelwelle auf Zylinderblock auflegen

      Kurbelwellenlager mit Öl bestreichen und vorsichtig auf Zylinderblock auflegen.










      Hauptlagerdeckel und obere Anlaufscheiben anbringen

      Die oberen Anlaufscheiben so am Hauptlagerdeckel Nr. 3 ansetzen, dass die Ölnuten nach außen weisen.



      Die fünf Lagerdeckel an den korrekten Stellen einbauen.

      Anmerkung:

      Jeder Lagerdeckel ist mit einer Nummer und einer Frontmarkierung versehen.



      Gewinde mit Kopfunterseite der Lagerdeckelschrauben mit etwas Motoröl (oder Montagepaste) bestreichen.
      Die zehn Schrauben aufsetzen und in der im Bild gezeigten Reihenfolge in mehreren Durchgängen gleichmäßig festziehen.

      z.B.

      1. Durchgang - Handfest
      2. Durchgang - Alle Schrauben mit 10 Nm
      3. Durchgang - Alle Schrauben mit 30 Nm
      4. Durchgang - Alle Schrauben mit 50 Nm
      5. Durchgang - Alle Schrauben mit 60 Nm


      Anzugsdrehmoment: 59 Nm

      Bei Verwendung von z.B. ARP Bolzen:

      Gewinde der Bolzen mit Montagepaste einstreichen und in den Motorblock drehen. Die fünf Lagerdeckel auflegen. Mitgelieferte Beilagscheibe sowie Mutter anbringen.

      Anzugsdrehmoment: 81 Nm



      Und so sollte es nun aussehen












      6. Schritt
      Zusammenbau von Kolben und Pleulstangen

      So sollte der Pleuelbolzen durch das Pleuelauge gleiten:

      youtube.com/watch?v=8fdXfOg71OM


      1. Kolben und Pleulstangen zusammenbauen

      - Einen neuen Sicherungsring an einer Seite der Kolbenbolzenbohrung anbringen.

      Anmerkung: Sicherstellen, dass der Sicherungsstoß nicht an der Kolbenbolzenkehlung des Kolbens liegt.




      - Den Kolbenbolzen mit Motoröl bestreichen.

      - Die Frontmarkierung von Kolben und Pleulstange miteinander fluchten und den Kolbenbolzen mit dem Daumen hineinpressen.



      - Auf der anderen Seite der Kolbenbolzenbohrung einen neuen Sicherungsring anbringen.

      Anmerkung: Sicherstellen, dass der Sicherungsringstoß nicht an der Kolbenbolzenkehlung des Kolbens liegt.




      2. Kolbenringe einbauen

      - Den Ölabstreif-Spreizring und die zwei Seitenstege von Hand einsetzen.



      - Mit einer Kolbenringzange die zwei Kompressionsringe mit nach oben weisender Codemarkierung einsetzen.

      Codemarkierung: R



      - Die Kolbenringe so ausrichten, dass die Stösse entsprechend der Abbildung zu liegen kommen.
      Hinweis: Ringstöße dürfen nicht übereinander positioniert sein.





      das schreibt JP



      So sieht das dann aus:





      Lagerschalen einsetzen

      - Die Klaue an der Lagerschale mit der Nut in Pleuelstange oder Pleueldeckel fluchten.

      Kolben und Pleulstange einbauen

      Die Gewinde der Pleulfußschrauben mit Schlauchstück abdecken, um die Kurbelwelle vor Kratzern zu schützen.






      - Mit Hilfe einer Kolbenringmanschette den mit der entsprechenden Nummer versehenen Kolben samt Pleul von oben in den betreffenden Zylinder hineindrücken. Dabei muss die Frontmarkierung auf dem Kolbenboden nach vorne weisen.



      Kolben setzen mit Tool von ARP






      Pleuldeckel einbauen

      - Die Pleueldeckel jeweils auf den ihrer Nummer entsprechenden Pleuelfuß aufsetzen.

      - Beim Aufsetzen darauf achten, dass die Nase des Pleueldeckels nach vorne zeigt.



      - Die Gewinde der Pleuelschrauben und die Gewinde der Deckelmuttern dünn mit Motoröl bestreichen.

      - Die Muttern aufsetzen und mit dem SST abwechselnd in mehreren Durchgängen anziehen.

      Anzugsmoment: 67 Nm

      Anzugsmoment für ARP: 75 Nm

      - Sicherstellen, dass sich die Kurbelwelle leicht drehen lässt.











      festgschraubt mit ARP schrauben...



      Das Druckspiel der Pleuelstange messen.

      Eine Meßuhr ansetzen und das Druckspiel durch Vor- und Zurückschieben der Pleulstange messen.

      Sollwert für Druckspiel: 0,160 - 0,312 mm

      Max. Druckspiel: 0,35 mm

      Falls das Spiel den Grenzwert überschreitet, muss die Pleuelstange ausgewechselt werden. Erforderlichenfalls die Kurbelwelle austauschen.

      11. Schritt

      Wassereinlass und Thermostat montiert:

      Thermostat

      Der Thermostat ist mit einem Thermowachs-Bypassventil ausgestattet und ist am Wassereinlassgehäuse montiert. Dieses Ventil wird vom Thermostaten in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur gesteuert. Bei Absinken der Temperatur auf einen gewissen Wert, schließt sich das Ventil, wodurch der Kühlmittelkreislauf durch den Motor unterbrochen wird und der Motor sich schneller erwärmt. Ab einer bestimmten Temperatur öffnet sich dann das Ventil, damit das Kühlmittel den Motor durchlaufen kann. Das Thermowachs im Thermostaten expandiert bei Erhitzung und zeiht sich beim Abkühlen zusammen. Das sich durch die Erhitzung ausdehnende Wachs erzeugt eine Kraft, die die Gegenkraft der Ventilfeder überwindet und somit das Ventil öffnet. Beim Abkühlen des Wachses, wirkt wieder die Federkraft und schließt das Ventil. Das Thermostat dieses Motors beginnt bei einer Temperatur von 82 °C den Kühlmittelkreislauf zu öffnen.


      Das hier verwendete TRD Thermostat öffnet bei einer Temperatur von 71 °C

      Einbau des Thermostaten

      - Den Thermostaten mit einer neuen Dichtung versehen

      - Das Flatterventil mit dem Vorsprung fluchten und den Thermostaten in die Wasserpumpe einsetzen.

      Anmerkung:

      Das Flatterventil kann beidseitig um maximal 10° vom Vorsprung verschoben stehen





      Drehmoment:

      Wassereinlass - Wasserpumpendeckel: 8 Nm

      TRD Thermostat:



      Kühlmitteleinlass einschrauben:

      Den Kühlmitteleinlass mit den zwei Muttern anschrauben.











      12. Schritt

      Ölpumpenfiltersieb und Ölwannen - Schwallblech montiert:

      Neue Dichtung zwischen Ölpumpenfiltersieb und Ölpumpe einlegen...

      Drehmoment:

      Ölpumpenfiltersieb - Ölpumpe: 9 Nm

      Ölwannen - Schwallblech - Zylinderblock: 6,5 Nm









      13. Schritt

      Montage von Ölwanne Nr. 1 und Nr. 2:









      Als erstes musste die Ölwanne Nr. 1 bearbeitet werden.

      Grund:

      Durch das verwenden von ARP Bolzen bei den Hauptlagerdeckeln steht der Bolzen zu weit nach oben. Um dies passend zu machen wurden 2 Fräßungen für die Bolzen in der Ölwanne Nr. 1 vorgenommen: Tiefe 6 mm



      Drehmoment:

      Ölwanne Nr. 1 - Zylinderblock - 20 mm lange 10 mm Sechskantschraube: 12 Nm

      Ölwanne Nr. 1 - Zylinderblock - 25 mm lange 12 mm Sechskantschraube: 21 Nm

      Ölwanne Nr. 1 - Ölpumpe : 9 Nm

      Ölwanne Nr. 1 - Wellendichtringdeckel : 9 Nm

      Mutter: 14 Nm

      Zwei Dichtringe werden auf die Öffnungen der Ölpumpe gelegt.










      Drehmoment:

      Ölwanne Nr. 1 - Ölwanne Nr. 2: 6,5 Nm










      Mit Silicon eine 3 - 5 mm Dicke Bahn auftragen und Ölwanne Nr.1 auflegen.



      Mit Edelstahlschrauben versehen:



      Auslitern des Brennraums

      Dichtung: HKS 1,6 mm
      Kolben: JE mit 86,5 mm

      1. Volumen - Zylinderkopfdichtung

      Kolbenüberstand: 0,05

      Dicke der Kopfdichtung: 1,6 mm

      Differenz: 1,55 mm

      Durchmesser der Zylinderkopfdichtung: 87,5 mm

      Volumen der Zylinderkopfdichtung:

      mit der Formel: =(((87,5mm^2*3,14)/4)*1,55)/1000

      = 9,32 cm3

      Volumen der Kolbenmulde – ausgelitert: 5,2 cm3

      Die Ränder mit einem Fett abdichten:



      Nun Plexiglasscheibe auflegen und mit einer Bürette auffüllen, Volumen ablesen:




      Volumen vom Kopf – ausgelitert: 52 cm3

      Die Ränder mit einem Fett abdichten:



      Nun Plexiglasscheibe auflegen und mit einer Bürette auffüllen, Volumen ablesen:



      Summe der Volumen: 66,52 cm3

      Volumen des Kolbens errechnen nach der Formel:

      Durchmesser des Kolbens: 86,5 mm

      Hub des Kolbens: 86,0 mm


      =(((86,5 mm^2*3,14)/4)*86 mm)/1000

      Volumen: 505,38 cm3

      Verdichtung berechnen nach:

      Summe von "Volumen Kolben" + "Volumen ausgelitert" geteilt durch "Volumen ausgelitert"

      = 505,38 cm3 + 66,52 cm3 / 66,52 cm3

      = 1 / 8,60
      Ich habe hierzu mal einen Rechner erstellt:

      Dort könnt ihr mal ein paar Daten tauschen und sehen wie sich die Verdichtung ändert:
      Files
      • Verdichtung.zip

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