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Motorumrüstung E21: Ein Überblick
#1
Teil A: Einführung

Wiederholt wurden im Forum schon an verschiedenen Stellen Fragen zum Thema Motor-Umrüstung beim E21 gestellt. Um unnötige Wiederholungen zu vernmeiden, hier eine kleine Zusammenfassung dessen, was möglich ist und was dabei beachtet werden sollte. Diese kleine Abhandlung soll allerdings keine Einbauanleitung darstellen, sondern nur dazu dienen, sich einen Überblick über das zu verschaffen, was im Falle des Falles auf einen zukommt.

1. Was ist möglich?
Im Prinzip ALLES! Fraglich ist allerdings, was überhaupt noch Sinn macht. Sicher ist der Chevrolet-V8 mit 5,7 Litern Hubraum in einem schwedischen E21 spektakulär, aber macht für den engagierten E21-Liehaber nur wenig Sinn.
Zuerst sollte man sich darüber im klaren sein, welchen Motor man sich wünscht. Man hat ja bei BMW grundsätzlich die Wahl zwischen einem 4- und einem 6-Zylinder. Es ist auch kein Fehler, von vornherein den TÜV in seine Überlegungen mit einzubeziehen, denn allein an der Frage der Abgasbestimmungen kann der ein und andere Umbau schon scheitern, denn schließlich muß ein Fahrzeug mindestens die Abgashürden schaffen, die zum Zeitpunkt seiner Erstzulassung maßgeblich waren.

Weiter in Teil B: Motor-Tuning
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#2
Teil B: Motor-Tuning

2. Motor

2.1. Vierzylinder-Tuning
Die einfachste Möglichkeit, aus seinem vorhandenen Vierzylinder mehr herauszuholen, ist der Austausch der serienmäßigen Nockenwelle gegen eine "schärfere". Schon BMW bietet original eine Motorsport-Nockenwelle (300°!) im Zubehör an. Im Verbund mit Weber-Vergasern und einer guten Auspuffanlage läßt sich (auf Kosten des Spritverbrauchs) einiges erreichen. Klassische Feinarbeit an Pleueln, Kolben und Kipphebeln rundet das Arrangement natürlich ab. Bei den Vergasermotoren bis einschließlich Modelljahr 1980 empfiehlt sich das Anheben der relativ niedrigen Verdichtung, z.B. durch vorsichtiges Planen des Zylinderkopfes.
Tauscht man einen "kleinen" Vierzylinder gegen den Zweiliter-Motor, so bekommt man durch die natürlichste Art und Weise mehr Leistung. Kommen die oben beschriebenen Maßnahmen hinzu, so lassen sich beim Zweiliter-M10-Motor ohne weiteres 140 bis 150 PS erreichen. Eine Sonderstellung hat der 320i mit K-Jetronic: nennenswerte Leistungssteigerung ist hier im Prinzip nur durch Umrüstung auf zwei Weber-Doppelvergaser zu erzielen.
Der Vorteil der M10-Motoren liegt im sehr guten Drehmomentverlauf aus dem Keller heraus, allerdings werden sie bei höheren Drehzahlen etwas brummig.
Bei allen leistungssteigernden Maßnahmen sind eventuelle Modifikationen von Bremsen und Fahrwerk zu beachten (siehe unten).

2.2 Sechszylinder-Tuning
Auch hier kann man Sportnockenwellen aus dem Zubehör verwenden. Im Zusammenspiel mit einer "richtigen" Auspuffanlage (kein "ABE"-Gelumpe) sind beim 323i sofort 160 bis 165 PS drin. Empfehlenswert sind vor allem die Fächerkrümmer-Auspuffanlagen von Hartge oder MK Motorsport. Greift man gleich auf komplette Zylinderkopf-Umrüstkits aus diesen Häusern zurück (inbegriffen größerer Einlaßventile), so stehen beim 323i 180 (!) scharfe K-Jetronic-PS zur Verfügung.
Mit der Installation von drei Weber-Doppelvergasern läßt sich die Leistung des 320/6 auf 140 bis 145 PS heben.
Der Vorteil des M20 liegt im ruhigen, sechszylindertypischen Motorlauf mit seiner unnachahmlichen Akustik - einer wahrer Ohrenschmaus! Die Drehfreude nach oben heraus ist legendär - allerdings ebenso legendär wie die unsägliche Schwäche im Drehmomentverlauf vor allem des Zweiliters.
Und wiederum sind bei allen leistungssteigernden Maßnahmen eventuelle Modifikationen von Bremsen und Fahrwerk zu beachten (siehe unten).

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#3
Teil C 1: Umrüstung auf zeitgenössische Motoren

2.3 Umbau von Vierzylinder M10 auf Sechszylinder M20
Dieser Schritt will genau überlegt sein, denn vor allem hier gilt: "Arbeit zieht Arbeit nach sich!" Da bei diesem Aufwand der Einbau des Zweiliter-Vergasers wohl kaum in Betracht kommt, sei hier der Aufwand beim Einsetzen des 2,3-Liter K-Jetronic-Motors dargestellt.
a) Unerläßlich ist der Schritt zum Schweißgerät: Die Halterungen für Benzinpumpe, Druckspeicher und Kraftstofffilter wollen vor dem rechten hinteren Radhaus angebracht werden. Unter dem Kofferraum muss der Längsträger zur Aufnahme des rechten Auspufftopfes angebracht werden. Im Motorraum wollen die Halter für Luftfilterkasten und Ausgleichsbehälter angebracht werden. Bei Basisfahrzeugen Vierzylinder ab Modelljahr 1980 muss der Platz für den Kühler durch Heraustrennen des entsprechenden Bleches geschaffen werden. In den Baujahren davor greift man auf die Kühlung per Elektrolüfter zurück - die notwendige Ausbuchtung im Blech ist dort auf jeden Fall vorhanden.
b) Die Umrüstung auf Differential, Fahrwerk und Bremsanlage ist unerläßlich. Weitere Informationen siehe unten.

2.4 Umbau auf M30-Motoren
Spektakulär wird der Einsatz von Motoren der "großen" Sechszylinderreihe M30, wie es Alpina und Hartge seinerzeit vorgemacht haben. Am beliebtesten ist natürlich der 3,5-Liter-Motor. Die notwendigen Umrüstungsmaßnahmen sind allerdings so aufwendig und teuer, dass es eigentlich mehr Sinn macht, einen originalen Alpina B6 zu erstehen.
Kostprobe: Für die Befestigung des Motorblocks sind spezielle Motorhalter erforderlich. Werden auf Ebay zu Höchstkursen gehandelt. Das dazugehörige Getriebe verlangt evtl. nach einem Umbau der Kardanwelle. Das Hinterachsgetriebe steht aufgrund des Drehmoments immer kurz vorm Kollaps: mindestens eine verbesserte Kühlung ist unerläßlich. Das normale E21-Sperrdifferential zerkrümelt angesichts der ungeheuren Wucht früher oder später. Hartge rüstete bei seinem H35 nicht ohne Grund komplett auf die Hinterachse eines 635 CSi um! Das Fahrwerk will auf den wesentlich schwereren M30 abgestimmt sein. Die notwendigen Teile mit TÜV bekommt man nicht beim Teile-Willi um die Ecke. Und letztendlich bedingt der notwendige Umbau auf eine Bremsanlage mit Eignung ab 200 PS aufwärts eine vierstellige Überweisung an einen Fachbetrieb unseres Vertrauens.
Das war nur ein grober Auszug, ohne auf Details einzugehen. Auf jeden Fall sollte deutlich werden, dass dieser tiefgreifende Umbau nicht für Amateurschrauber geeignet ist. Nicht umsonst hätte man seinerzeit für den Preis eines Alpina B6 oder gar Hartge H35 sich auch einen Porsche vor die Haustür stellen können. Deshalb: Hände weg von gebrauchten (und günstigen) halbherzigen Amateur-Umbauten!

Weiter in Teil C 2: Umrüstung auf modernere Motoren:
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#4
Teil C 2: Umrüstung auf modernere Motoren

2.5 Umbau auf modernere Motoren
Jedem, der sich mit dem Gedanken trägt, einen moderneren Motor einzurüsten, sei die Frage gestellt: "Und wofür soll das gut sein?" In erster Linie ist dieses Vorhaben mit viel Arbeit verbunden, denn schließlich will die wesentlich umfangreichere Motorelektrik angeschlossen sein. Dazu gehört auch das Verbringen der Motronik im Handschuhfach inkl. der Kabeldurchführung durch die Stirnwand.
Nachvollziehbar ist evtl. noch die Umrüstung des vorhandenen 318i auf den mit L-Jetronic aus dem E30, weil man dem Geldbeutel und der Umwelt zuliebe den damit möglichen geregelten Katalysator verwenden will. Vor allem hier gilt: vorher mit dem TÜV reden! Um ein Abgasgutachten vom E30 auf den E21 zu übertragen, muessen unter anderem auch die Übersetzungen des Getriebes und der Hinterachse übereinstimmen. Keine Bange - im BMW-Regal wird man fündig (doch lohnt der Aufwand wirklich?).
Eher lockt da schon der 2,5-Liter-Sixpack aus dem 325i E30, weil mind. 170 PS für relativ kleines Geld locken. Der Katalysator kann bei diesem Ansinnen eigentlich nicht die eigentliche Rolle spielen, denn für den 2,3-Liter aus dem E21 gibt es ja den Nachrüst-Kat von GAT.
Wen jetzt die 170 Motronic-PS jucken, dem lass gesagt sein: Die Mehrleistung lohnt den Aufwand nicht! Sicher, in der erzielbaren Höchstgeschwindigkeit ist ein Fortschritt zu verzeichnen. Doch im direkten Vergleich der beiden Motoren fällt auf, dass paradoxerweise der um 27 PS schwächere 323i-Motor der weitaus lebendigere und "giftigere" ist. Der 2,5-Liter ohne Kat mit seinen 171 PS und der mit Kat und seinen 170 PS unterscheiden sich wegen ihrer unterschiedlichen Verdichtung übrigens nur im Spritverbrauch, nicht im Durchzug oder der Höchstgeschwindigkeit (selber erprobt). Auf jeden Fall muss sich ein 325i im Durchzug bei mittleren Geschwindigkeiten schon ganz schön mühen, um an einem 323i E21 dran zu bleiben. Die Erklärung findet sich im verwendeten Einspritzsystem. Während sich die Motronic kennfeldgesteuert darum kümmert, genau zum richtigen Zeitpunkt vorm Ansaugtakt eine möglichst geringe Menge Kraftstoff durchs Magnetventil entweichen zu lassen, schöpft der K-Jetronic-Motor aus einem "Stau" an Gasgemisch, der dadurch entsteht, dass die kontinuierlich einspritzende K-Jetronic für die Dauer aller Arbeitstakte ohne Unterlass für Nachschub sorgt, der sich dann beim Ansaugtakt in den Zylinder drückt. Vom Prinzip her braucht solch ein Motor natürlich mehr Kraftstoff als einer mit elektronischer Einspritzung, dankt es aber mit oben beschriebenem, direkteren Ansprechverhalten und jenem unnachahmlichen Sound, der durch das Schwingen der Einspritznadel entsteht, womit der Kraftstoff möglichst fein zerstäubt wird - ein K-Jetronic-Motor schnarrt ganz heiser - wer erinnert sich nicht an den typischen Sound eines Golf I GTI, Audi 5-Zylinder 2.3 E oder 323i E21? Ein Sound, der schon im Stand für eine wohlig-schaurige Gänsehaut sorgt!
Kurzum: Wer seinen E21 auf einen modernen Computerchip-Motor umbaut, kann sich nicht nur vom Fernziel eines H-Kennzeichens verabschieden (No Chance!), sondern lässt sich auch das Beste entgehen, was diese Baureihe hervorgebracht hat!
Beliebt ist auch der Einsatz eines 325i-Motors, dessen Block gegen den 2,7-Liter-Block des 325 eta getauscht wird. Doch die Tücken stecken im Detail: z.B. die Problematik um Drehzahl- und Bezugsmarkengeber oder die eigentlich ratsame Verwendung leichterer Schmiedekolben von Mahle, weil der Langhuber-Motor mit seinen originären Kolben durch die höheren Drehzahlen ganz schön belastet wird. Nebenbei sei nicht unerwähnt, dass die renommierten Tuner bei ihren 2,7-Liter-Versionen grundsätzlich die geschmiedete Kurbelwelle vom Dieselmotor rotieren ließen.
Gelegentlich wird auch auf noch modernere 24-Ventiler umgebaut. Durch deren Ausmaße geraten solche Projekte noch komplexer. Alleine schon der Unterdruckbehälter für die Bremsanlage stellt sich dem Ansaugtrakt in den Weg, so dass entweder dieser umgebaut werden muß oder die Bremsanlage auf den Druckspeicher aus der 7er-Baureihe umgerüstet werden muß. Wem's Spaß macht!
Für denjenigen, der es dennoch wissen will: nützliche Tips und Links finden sich unter www.e30.de und www.bmw-treff.de.

Weiter in Teil D: Umrüstung der Bremsanlage
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#5
Teil D: Umrüstung der Bremsanlage

3. Bremsanlage
Wie schon mehrfach erwähnt, bedarf eine Leistungssteigerung (gleich welcher Art) auch einer Verbesserung der Bremsanlage, um den gestiegenen Fahrleistungen Rechnung zu tragen.
a) 315, 316, 318, 318i, 320/6: Vorne einfache Scheibenbremse, hinten Trommelbremse: akzeptabel bis 122 PS
b) 320i: vorne innenbelüftete Scheibenbremse, hinten Trommelbremse: akzeptabel bis ca. 130 PS
c) 323i: vorne innenbelüftete Scheibenbremse, hinten Scheibenbremse: vom TÜV akzeptiert bis 200 PS
d) Fahrzeuge über 200 PS: Spezial-Bremsanlagen Pflicht! (z.B. Hartge)
Bei Umrüstung von Trommelbremsen auf Scheibenbremsen ist zu berücksichtigen, dass neben den Achsschwingen des 323i unbedingt der Bremskraftregler des 323i benötigt wird, da sonst das Fahrzeug an der Hinterachse überbremst!

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#6
Teil E: Umrüstung des Fahrwerks

4. Fahrwerk
Ähnlich wie bei den Bremsen gestalten sich die steigenden Anforderungen an das Fahrwerk. Da BMW aus Abstimmungsgründen immer wieder Änderungen vorgenommen hat, kann folgende Zuordnung nur als Richtwert verstanden werden. Im Zweifelsfalle empfiehlt sich sowieso immer, auf Fahrwerkskomponenten des 323i zurückzugreifen:
a) Stabilisator vorne: ab 120 PS: Durchmesser 23,5 mm
b) Stabilisator hinten: ab 100 PS: Durchmesser 16 mm, ab 120 PS: Durchmesser 18 mm
c) Federbeine vorne: ab 130 PS: Federbeindurchmesser 51 mm
d) Antriebswellen hinten: ab 125 PS: gehärtete Antriebswellen (320i, 323i)

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#7
Teil F: Zuguterletzt

Diese kleine Orientierung erhebt nicht den Anspruch, fehlerfrei oder vollständig zu sein. Es sollte nur ein kleiner Einblick in die technischen Zusammenhänge vermittelt werden. Will heißen: es kann keine Garantie übernommen werden, dass sich auch der TÜV einsichtig zeigt, wenn die hier angesprochenen Umbauten vorgenommen wurden. Die Erfahrung zeigt aber, dass er schon genau hinschaut, was an Umbaumaßnahmen vorgenommen wurde. Dazu gehört neben der Prüfung der Bremsanlage z.B. auch, ob das korrekte Differential verwendet wurde.
Von vornherein sollte man sich auch genau überlegen, ob man seinen originalen E21, der ja inzwischen als technisches Kulturgut gilt, wirklich umbauen möchte. Aus der Sicht des E21 und E30 Clubs sollte aber spätestens das Verlassen des zeitgenössischen Terrains genau überlegt sein. In diesem Falle droht nämlich dem E21 das Schicksal vieler anderer Zeitgenossen: aus einem wertvollen Youngtimer wird letztendlich eine wertlose "Bastelbude" (ja, selbst mit VANOS-Motor!)- ein Schicksal, das schon zu viele E21 erlitten haben.

Euer Typreferent E21

P.S.: Die Aufteilung in mehrere Postings war technisch bedingt (Größenlimit), nicht weil ich Sternchen sammeln wollte! Fettes Grinsen
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#8
Zitat:P.S.: Die Aufteilung in mehrere Postings war technisch bedingt (Größenlimit), nicht weil ich Sternchen sammeln wollte!

Faule Ausrede! Hätteste vorher den Admin gefragt, hättest Du auch ein höheres Limit bekommen! Fettes Grinsen
Wohl dem Synodalen, der nichts zu sagen hat und der dennoch schweigt. (Gustav Heinemann)
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#9
Fettes Grinsen Wer lang fragt, geht lang irr! Fettes Grinsen
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#10
Zitat:Teil C 2: Umrüstung auf modernere Motoren

2.5 Umbau auf modernere Motoren
Während sich die Motronic kennfeldgesteuert darum kümmert, genau zum richtigen Zeitpunkt vorm Ansaugtakt eine möglichst geringe Menge Kraftstoff durchs Magnetventil entweichen zu lassen, schöpft der K-Jetronic-Motor aus einem "Stau" an Gasgemisch, der dadurch entsteht, dass die kontinuierlich einspritzende K-Jetronic für die Dauer aller Arbeitstakte ohne Unterlass für Nachschub sorgt, der sich dann beim Ansaugtakt in den Zylinder drückt. Vom Prinzip her braucht solch ein Motor natürlich mehr Kraftstoff als einer mit elektronischer Einspritzung, dankt es aber mit oben beschriebenem, direkteren Ansprechverhalten und jenem unnachahmlichen Sound, der durch das Schwingen der Einspritznadel entsteht, womit der Kraftstoff möglichst fein zerstäubt wird - ein K-Jetronic-Motor schnarrt ganz heiser - wer erinnert sich nicht an den typischen Sound eines Golf I GTI, Audi 5-Zylinder 2.3 E oder 323i E21? Ein Sound, der schon im Stand für eine wohlig-schaurige Gänsehaut sorgt!
Kurzum: Wer seinen E21 auf einen modernen Computerchip-Motor umbaut, kann sich nicht nur vom Fernziel eines H-Kennzeichens verabschieden (No Chance!), sondern lässt sich auch das Beste entgehen, was diese Baureihe hervorgebracht hat!
Weiter in Teil D: Umrüstung der Bremsanlage

Fettes Grinsen Fettes Grinsen Fettes Grinsen Dem kann ich nur zustimmen - hatte zwei Audi 90: den 85er 2.0E mit Automatik (K-Jetronik mit Nachrüst-Kat) und den 89er 2.3E (KE-III-Jetronic) - herrlich!!!!
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#11
ach erzähl doch nicht, ich bin dir wohl zu nah auf die Sternchenpelle gerückt Achtung, Ironie
Es gibt Automobile, die fährt man, weil man es sich leisten kann. Einen BMW leistet man sich, weil man fahren kann.
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#12
Nach oben schieb' wegen der Umbaupläne von Kai Zwinker
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#13
Zwei Anmerkungen hätte ich da noch: Die Umrüstung auf 320i zieht natürlich die gleichen Änderungen an der Kraftstoff-Versorgung nach sich wie beim 323i oder 318i. Und eine "scharfe Nocke", das sollte man vorsichtshalber erwähnen, sorgt für einen sehr sportlichen Leerlauf des Motors. Mit anderen Worten: Das Dingen läuft wie ein Sack Flöhe. Und gerade eine solche Maßnahme muß vorher mit dem TÜV abgesprochen werden (genau wie Vergaser-Umbestückung), da es z.T. baujahr-abhängige Einschränkungen bei solchen Umbauten gibt. Was bei einem 318 Bj. 1975 geht, kann bei einem 318 Bj. 1980 verboten sein.
Wohl dem Synodalen, der nichts zu sagen hat und der dennoch schweigt. (Gustav Heinemann)
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#14
Ja, eine ganz wichtige Geschichte. Deshalb habe ich auf das TÜV-Problem bereits im Prolog hingewiesen ...

"Es ist auch kein Fehler, von vornherein den TÜV in seine Überlegungen mit einzubeziehen, denn allein an der Frage der Abgasbestimmungen kann der ein und andere Umbau schon scheitern, denn schließlich muß ein Fahrzeug mindestens die Abgashürden schaffen, die zum Zeitpunkt seiner Erstzulassung maßgeblich waren."

Wenn man sich für derartige Projekte interessiert, ist zum Glück die Anzahl der möglichen Anbieter inzwischen sehr klein geworden. Es sind ja fast nur noch die seriösen übrig geblieben. Und wenn ich mich wegen einer scharfen Nockenwelle z.B. direkt an Schrick wende und gebe denen die Fahrzeugdaten durch, so sollte doch kompetente Beratung erfolgen, z.B. in Hinblick auf TÜV-Gutachten zur Eintragung, oder in Hinsicht auf technische Fragen, ob z.B. geänderte Kipphebel oder härtere Ventilfedern verbaut werden müssen.
Etwas anderes ist natürlich der Erwerb über Ebay ... in diesem Fall sollte man selbst Ahnung von der Materie haben, und selbst das schützt einen dann nicht vor Reinfällen ...
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#15
Zitat:Etwas anderes ist natürlich der Erwerb über Ebay ... in diesem Fall sollte man selbst Ahnung von der Materie haben, und selbst das schützt einen dann nicht vor Reinfällen ...

Jaja, aber wir wissen beide, wie viel inzwischen bei ebay zum Schleuderpreis über den Ladentisch geht... wahrscheinlich gibt's nicht zu letzt deshalb immer wenige halbwegs seriöse Anbieter.
Wohl dem Synodalen, der nichts zu sagen hat und der dennoch schweigt. (Gustav Heinemann)
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#16
:lol Wer baut einen 5.7L in einen e21 ein? Gibt es da einen Link=
Was haltet Ihr eigentlich hiervon http://www.e30.de/solex/016/016.htm ?

hanky
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#17
Sehr schön...

Wenn man jetzt noch ein paar andere Sachen zusammen trägt, könnte man eine FAQ hier einrichten. Wird allmählich Zeit, da eh immer die selben Fragen auftauchen.
In Sachen 318i auf Kat umrüsten könnte ich dann auch meinen Beitrag dazu leisten Smile

vielleicht wirds ja was Verwirrt

Gruß Ekki
Signatur kann ich mir nicht leisten
www.e21-board.de
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#18
Das mit den FAQ ist eine gute Idee. Siehe auch auf der BMW 02 Club Seite.
Neulinge haben halt immer wieder die gleichen Fragen und die alten Hasen langweilt es. Gut das ich hier noch zu den Neulingen gehöre.
Fettes Grinsen Fettes Grinsen
Der, der eigentlich einen 02 Baur gesucht hatte....
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#19
Zitat:Nach oben schieb' wegen der Umbaupläne von Kai Zwinker

Schönen Dank ;-)
Feinstaub aus Leidenschaft
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