Porsche 986 - 987 - 996 - 997 Wasserboxer
Motor Reparaturen bei Albert Motorsport 

Porsche Wasserboxer Motoren haben leider eine überschaubare Lebensdauer, dass zeigt uns die Erfahrung der letzten 20 Jahre. Zur Reparatur haben wir eine Methode entwickelt, mit der wir die auftretende Schäden standfest reparieren.

Was wir nicht tun vorab: 

  • Wir bauen keine Stahlbüchsen oder beschichteten Alu - Büchsen ein
  • Wir montieren keine Stahlhülsen oder Stahlzylinder in den Alu Rumpf
  • Wir montieren keine Alubüchsen oder Alu - Zylinder wie bei der Serie
  • Wir tragen keine XYZ Beschichtungen auf labile Porsche Alu Zylinder auf
  • Wir bauen keine Aluhülsen mit oder ohne Beschichtung in den Motor

Alle diese Reparaturen, das ist unsere heutige Erfahrung, enden oft mit neuen Motorschäden. 

Hier ein Bild einer solchen Not - Reparatur mit Stahl - Buchsen:

Warum Albert - Motorsport anders und deutlich solider repariert !

1. Zwischen Alu-Zylindern und Stahlhülsen existieren differente elektrische Spannungsreihen, ein sogenanntes Galvanisches Element. Das führt dazu, dass kathodische Ströme entstehen, die zu Korrosionen an den Flächen zwischen den Zylindern führen.

2. Differente Ausdehnungskoeffizienten zwischen Alu ( 23,1 ) und Stahl oder Eisen ca. ( 11,8 ) führen dazu, dass sich die Pressflächen zwangsweise voneinander ablösen ( siehe Bild oben ). Dichtungen, speziell im Zylinderkopf  Bereich, werden vorprogrammiert undicht. Wasser dringt in den Zwischenraum der Pressfläche ein und erzeugt dort zusätzliche Korrosion und Spannungen im Material.

3. Kühlt der warme Motor ab, zieht sich das Aluminium stärker zusammen als die Eisenhülle, und die Zylinder werden auf Dauer reissen, wie oben auf dem Bild erkennbar, und vorher undicht werden. Wir haben mehrere in dieser Form reparierter Motoren für unsere "neue Kunden" danach mit unserer Methode dauerhaft und solide repariert.

4. Eingepresste Stahlhülsen sind unterhalb des oben sichtbaren Randes unter 1 mm dick, so dünn wie Karosserieblech! Eine Wärmeableitung aus diesen hauchdünnen Hülsen zum Motorblock und zum Wassermantel, findet völlig unzureichend statt. Es entstehen Wärmebrücken zwischen neuer Zylinderhülse, altem Alu- Zylinder und dem Wasser dahinter, dass eigentlich zur Kühlung des Motors dienen soll. 

5. Hauchdünnen Hülsen verdrehen sich in der Pressform. Unterhalb im Kurbeltrieb angebrachte Bohrungen verschließen die kongruenten Bohrungen zum Zylinder, und ein Demontieren der Kolben durch herausziehen der Kolbenbolzen ist nicht mehr problemfrei möglich. Wir mussten bei so reparierter Motoren, die Pleuel mit einem Trennjäger abschneiden, um den Motor demontieren zu können. 

Die optimale Lösung:

Wir montieren neue, frei Zylinder aus hochwertigem Kugelgraphit, die im Schleudergussverfahren für unsere Reparaturen hergestellt werden. Kugelgraphit mit einem hohem Kohlenstoffanteil zur Maximierung der Notlaufeigenschaften. 

Bild eines von uns reparierten Porsche Motors, mit solidem Kugelgraphit - Zylinder.


Hier ein Motorblock, in dem beide Varianten zum Vergleich eingebaut wurden. 

links: 2 x die oftmals verbauten dünnen Nissan Hülsen
rechts: unsere stabile Kugelgraphit - Zylinder Variante



Warum Graphit- Zylinder im Schleuderguss , 
ist das denn nicht alles viel zu aufwändig und zu teuer ? 

Die Antwort lautet „JA"!
Schleuderguss ist ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Bauteilen. 

Kugelgraphit Schleuderguss / Sphäroguss mit der Brinell-Härte 295 (Rockwell B-Skala 98,7) weist eine wesentlich höhere Dichte auf als jede andere Zylinderbuchse, mit einem sehr reinen Gefüge und mit ungestörtem Faserverlauf.

Beim Guss wird flüssiges Metall (Schmelze) in eine um ihre Mittelachse rotierende Gussform gefüllt. Durch reibungsbedingte Schubkräfte wird die Schmelze ebenfalls in Rotation versetzt, und durch die Zentrifugalkraft außen an die Kokillenwand ( die spätere Zylinderform des Porsche ) gepresst. 

Die Drehzahl der rotierenden Kokille wird so gewählt, dass hohe Zentrifugalkräfte wirken, unter denen die Schmelze erstarrt. Verglichen mit dem statischen Gießverfahren entsteht auf diese Weise ein Gefüge mit wesentlich weniger Poren, und einem höheren Reinheitsgrad. Das führt zu einer deutlich höherer Festigkeit. Die Außenkontur des Bauteils wird durch die Innengeometrie der Kokille klar definiert.

Im Kugelgraphit Schmelzmaterial, ist sehr viel Kohlenstoff eingelagert, der mit einem Prozentsatz oberhalb von 2 % sogar Notlaufeigenschaften produziert und nur geringe Ausdehnungen aufweist. Ein ähnliches Material wird auch für Ventilsitzringe verwendet, die seit vielen Jahrzehnten in die Alu Zylinderköpfe unserer Porsche eingebaut werden.

Die metallurgischen Eigenschaften von hochkohlenstoffhaltigen Eisenwerkstoffen wie Molybdän, Nickel, Kugelgrafit, Kupfer, Silizium und Chrom machen die Zylinder extrem belastbar. 

Ich kürze die Erklärung ab, weil das führt hier zu weit .

Aus diesem hochwertigen Material wird nun ein kompletter dickwandiger, sehr solider Zylinder hergestellt. Er wird innen auf Maß gedreht, und bekommt unterhalb der vom Wasser umspülten Zone einen Bund, zur Auflage in das auszufräsende Porsche Serien - Motorgehäuse.

Ausgefrästes Motorengehäuse bedeutet, dass vorher die Serienzylinder der Porschemotoren bis zum Verbindungsflansch entfernt werden. Der Motorblock bekommt eine Passung, die neuen Zylinder werden mit einem ultrazähelastischen - hochhitzefesten und sehr dehnfähigen Spezial - Epoxy Kleber auf Dauer elastisch fixiert.

Die Nachteile unserer Methode:

1. Die Kosten sind um ca. 20 % höher in der Fertigung, als die Reparatur mit Hülsen.  

2. Der Bearbeitungsaufwand kann nur von einem Spezialbetrieb ausgeführt werden.

3. Die Reparaturdauer liegt bei ca. 3 - 4 Wochen bei Verwendung Ihres Motorblocks.

4. Der Motorblock ist schwerer um die Gewichtsdifferenz von Graphit- zu Aluzylindern.

Die Vorteile unserer Methode: 

1. Der Motor ist von der Reparaturfreundlichkeit dann so aufgebaut, wie z.B. ein 996 GT3 - GT2 - Turbo oder 997 GT2 - GT3 - Turbo Motor.

2. Sollte nach Jahren ein Problem auftauchen, können die Zylinder und Kolben wieder einzeln ausgewechselt werden.

3. Wir haben mit den neuen Zylindern die Möglichkeit, mit nur geringen Mitteln eine Hubraumerhöhung ausführen zu können. Aus einem 3.2 l. Boxster Motor, ist spielend leicht ein 3,8 liter zu bauen. Aus einem 3,4 liter oder 3,6 liter 996 oder 997 ist leicht ein 3,8 liter zu bauen. Wenn es gewünscht wird sogar auch ein 4 liter Motor und nunmehr auch einen 4.3 liter Motor.

4. Wir bauen einen Motor, dessen Laufflächen um einen Quantensprung stabiler sind, als die Alu - Serienteile. Es ist ein ähnliches Material, aus dem vor 20 Jahren noch die Mercedes Taxi Motoren ( 200 D - 220 D - 240 D ) gebaut wurden, die teilweise bis zu einer Mio km und länger gehalten haben. LKW Dieselmotoren und Schiffsmotoren werden heute noch aus einem ähnlichen Material gebaut !

5. Wir haben nun direkt vom Wasser komplett umspülte Zylinder, ohne Wärmebrücken und ohne am Kopf aufgeteilte Dichtflächen durch unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. 

6. Die neuen Zylinder, werden mit dem kompletten Motorblock zusammen geplant. Es entsteht somit eine zu 100 % gerade Zylinderkopf - Auflagefläche. Ausdehnungsdifferenzen werden über spezielle, nachfedernde Kopfdichtungen kompensiert.

7. Die neuen Zylinder können später sogar auf 3 Übermaße aufgedreht werden, um mit größeren Kolben, die wir ebenfalls neu anfertigen lassen, bestückt zu werden. 

8. Im Zuge des Zylinderumbaus, werden die alten Kolben unterhalb der Ringzone bearbeitet und anschließend mit einer Nickel - Keramik - Reibfläche, welche die Ölmolekühle besser aufnehmen kann, als Einlaufschicht, beschichtet. 

9. Es können die serienmäßigen Porsche Motordichtungen für alle Anbauteile verwendet werden.

So sehen die beschichteten Kolben nach der Beschichtung mit Nickel Keramik aus:



Nachtrag 1: 

Selbst so zerstörte Motoren können noch solide repariert werden. Wenn Sie sich den Bruch unterhalb der Zylinder anschauen, dann sehen Sie den Sockel, den wir zum Sitz im Block frei fräsen, und auf dem der neue Zylinder sitzt.



Man sieht am Bruch sehr gut die vom Aluminiumblock
umgossene Alu - Silizium Buchse aus der Serie.


Folgend Bilder unter dem Raster - Elektronenmikroskop mit 1 Mio. facher Vergrößerung von 1. beschichteten Alu - Zylindern und 2. unseren Kugelgraphit Zylindern.


Nachträglich beschichteter Alu - Zylinder:


Kugelgraphitzylinder mit blauen Graphiteinlagerungen
Die sichtbaren Unterschiede sprechen ebenfalls für sich.

Viele Grüße
Jürgen Albert