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Am Anfang der Planungen standen die Überlegungen, ob es nun ein 2 oder ein 4 Ventil Motor sein solle. 18RG Motoren an sich sind schon schwer zu finden, aber ein 152e - das ist mehr als eine Herausforderung. Der Traum war und ist natürlich ein 152e - und an der Erfüllung wurde mehr als ein Jahr gearbeitet.

Der 152e Motor

Unter 152e verbirgt sich im Prinzip ein 18R Motor mit 4 Ventil Zylinderkopf, Trockensumpfschmierung, Stahlkurbelwelle ...Diesen Motor hat es nie in einem Serienauto gegeben, sondern nur auf den Rennstrecken dieser Welt.

Toyota war einer der ersten Hersteller, die Anfang der 70er Jahre einen Motor mit haltbarem 4 Ventil Zylinderkopf (made by Yamaha) für den Motorsport entwickelt und eingesetzt haben.

Heute gibt es nur noch wenige dieser Motoren, die erhalten geblieben sind.

Die Herausforderung:

Im Prinzip lässt sich jeder 18R Motorblock entsprechend umarbeiten (Reglementvorgabe). Das Wissen hierüber ist allerdings dünn gesät. Seit TTE sich vermehrt der Formel 1 zugewandt hat, ist auch dieses Wissen wohl in Rente gegangen. 

Träume werden war

Nach monatelanger Suche, Kontaktaufnahmen in viele Teile der Welt und ein paar enttäuschten Hoffnungen, wurde ich fündig.

Bei Toysport - in den USA - Toysport setzte in den 80er Jahren die Celica mit 152e Motoren in der IMSA-GT Serie ein und verfügt heute noch über ein gut gefülltes Lager.

Joel, der gute Geist dort, begrüsste mich mit dem Satz: “Well, I am still building four 152e engines, one for me, two are sold and the last one could be yours. Don’t wait to long - this are the last engines I am able to build cause of running out of parts.”

Diverse e-mails und Telefonate später waren wir uns handelseinig. Es sollte aber noch rund ein Jahr vergehen, bis der Motor dann in der heimischen Halle stand.

152E
4

152e Teile - fast wie Weihnachten

Der Motor entsteht

main stffner 2 VD buttom
5 VD crank gear

Modifikationen Motorblock; aus 18R wird 152e

 

Umarbeitung der Kurbelwellenlager

 

11 VD ol galley 2

Trockensumpf Ölpumpe und Verteiler für die kontaktlose Zündung

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Verschluss von Wasserkanälen (der Zylinderkopf hat eigene Wasser-anschlüsse) Die ist eine Schwach- stelle - dort platzen immer die 18RG Kopfdichtungen

13 VD water plugs

Steuergehäuse mit Steuerkette

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Durchmesserreduzierung des Öl-Kanals

Durch die hohen Drehzahlen und die Trockensumpfpumpe muss der Ölfluss neu reguliert werden.

14 VD oil restrictor

Steuergehäuse und große Wasserpumpe.

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28.08.2009 152e Motor ist angekommen
 

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152e in der Rallye-Version

  • Schmiedekurbelwelle
  • Stahlpleul
  • Schmiedekolben
  • 16 Ventil Zylinderkopf
  • Trockensumpf
  • elektronische Zündung
  • 2x48DCOE Weber Doppelvergaser
  • Edelstahl Fächerkrümmer
  • erleichtertes Schwungrad, TRD Einscheiben Rennkupplung
  • Verstärkte Wasserpumpe
  • 70A Lichtmaschine

 

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03.07.2010 152e Motor nach Komplettüberarbeitung wieder da und eingebaut

Nach dem ersten genaueren Betrachtungen stellte sich schnell raus, dass die Grundsubstanz des Motors zwar OK war, aber beim Aufbau an diversen Stellen von Toysport nicht sauber gearbeitet worden war. So fiel nach dem ersten Abheben des Zylinderkopfes eines Wasserkanalblombe in den Kanal. Die Nockenwellen stellten sich eher als für Ovalkurse geeignet heraus. Die Titanventile waren in Stahlführungen eingesetzt worden, In den Einlasskanälen hatte sich jemand mal mit Flüssigmetall an der Flussoptimierung versucht. Die Übergänge vom Kopf zum Einlasskrümmer und weiter zu den Vergasern waren nicht sauber gearbeitet .. usw   Nach gut 2 Wochen dann ein Anruf von Toysport - “don’t start the engine - it will be damaged”. Kurz darauf eine e-mail von Sören aus Schweden, der den Schwestermotor gekauft hatte. Er konnte es, trotz meiner vorherigen Warnung nicht erwarten und hatte den Motor gestartet und nach 5 min das Desaster erlebt. Mangels Öl hatten die Nockenwellen gefressen und waren fest gegangen. Man hatte vergessen einen Ölkanal vom Kopf zum Steuergehäuse zu schließen, so dass das Öl nicht an die Lager kam.

So ging es nicht - ein Spezialist musste her, der dann mit Schrick-Historic auch gefunden wurde. Henry uns seine Mannen machten eine Radikalkur und zerlegten den Motor komplett. Jedes Teil wurde nachgemessen und nachgearbeitet. Es stellten sich noch weitere Unsauberheiten heraus, die früher oder später zu einem Motorschaden geführt hätten. So z.B. das viel zu geringe Spiel zwischen den Ventilen und den Taschen in den Kolben, nicht gemeinsam gewuchtete Kurbelwelle, Schwungscheibe und Kupplung....

..nun ist der 152e wieder hier und es kann weiter gehen.
 

23.10.2010 Einstellung des Motors auf dem Leistungsprüfstand

Der Motor wurde ca. 300km auf der Strasse eingefahren. Schnell stellte sich heraus, dass wohl noch nicht alles zum Besten steht. Unwillige Gasannahme, unrunder Lauf und eine viel zu geringe Höchstdrehzahl.
Also war ein Tag auf einem Leistungsprüfstand fällog - mit Edelweiß Motorsport wurde ein guter Partner für das Thema gefunden (sehr empfehlenswert!!)
Der erste Durchlauf brachte diverse Probleme zu Tage. So war die Hälfte des Tages durch Fehlersuche geprägt. Nachdem das soweit durch war ging es an die Optimierung.
Das Motorsetup, wie bereits bei Schrick Historic begonnen, wurde auf gute Fahrbarkeit und Haltbarkeit ausgelegt. Der Motor hat die Grundkonfiguration erhalten, die TTE damals bei der Safari-Rallye verwendete. Zahme Nockenwellen und komplette Auslegung auf ein breites nutzbares Drehzahlband.

Damit ist die Grundkonfiguration getan und der Motor ist erst einmal bereit für seinen ersten Einsatz.

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Vergleiche 18R Motor vs. 152e Motor
 

18R Block

18RG Kopf

152e Kopf

18r_vs_18rg_vs152e

Bemerkenswert sind die komplett unterschiedlichen Kühlungskonzepte.

Der 18R hat einen internen Wasserrücklauf (Nebenkreis bei geschlossenem Thermostat), beim 18RG und 152e erfolgt dies außerhalb des Blockes über einen Schlauch direkt in die Wasserpumpe.

Der 152e hat wiederum Wasserkanäle (mit unterschiedlichem Durchmesser) die beim 18RG geschlossen sind. Dafür sind die ovalen Wasserkanäle beim 152e geschlossen. Zudem fehlen die Wasserkanäle am 3. Zylinder. (18RG ZKD Problem!)

Dem 152e Kopf fehlt der Ölrücklauf. Dieser wird über einen Dash 12 Anschluss am Kopf direkt per Schlauch in die Ölwanne realisiert.

Blick auf die verschlossenen Wasserkanäle

modification 18r block to 152e

Entsprechend sind die Unterschiede der Zylinderkopfdichtungen von 18RG und 152e.

18rg_vs_152e_gasket

Kurbelwelle und Lager

 

152e

18RG

18r_vs_152e_crankshaft_bearing

18RG

152e

18r_crankshaft_vs_152e

..und beim 152e blos nicht vergessen die rot umrandete M10 Bohrung zu schließen! Ansonsten fließt das Öl ins Steuergehäuse ab und der Zylinderkopf läuft trocken. Die Folge ist unweigerlich, dass die Nockenwellen fest gehen.

Oil_channel_152e

Antrieb

Da nun der Motor klar ist, sind Gedanken zum Antriebsstrang von Nöten.

Getriebe: Hier können je nach Modelljahr verschiedene Versionen des Toyota “W” Getriebes eingesetzt werden. Die Entscheidung fiel auf das W57 Getriebe der Celica Supra. Gut für über 300PS und es gibt Umrüstsätze um die ersten 3 Gänge eng abgestuft zu bekommen.

Hinterachse: Um der Leistung stand zu halten muss mindestens eine 7,5” Zoll Hinterachse verwendet werden. Diese Achse birgt zudem einige Vorteile - es gibt noch nagelneue 75% TRD Differentialsperren und diverse kurze Hinterachsübersetzungen. Nach Kalkulation fiel die Entscheidung, auf die kürzeste, erhältliche Übersetzung von 5,71:1.

Der US-Amerikanische Markt bietet vielfältige 7,5” Übersetzungen, die eigentlich für Toyota Geländewagen oder Lexus IS200 gedacht sind, zu bezahlbaren Preisen. Um diese in der Starrachse verwenden zu können, musste der Schaft des Kegelrades ein wenig abgedreht werden. Lager und Pressring sitzen anders. Nach dieser Veränderung passt das ganze einwandfrei. Rechts: Im Vordergrund 7,5” Diff 5,71:1 mit TRD Sperre. Im Hintergrund 7,5” Diff 4,56:1 mit Seriensperre.

 

 

 

Der Hinterachskörper wurde komplett entrostet, an den Stossdämpfer - und Stabilisatoraufnahmen durch Verstärkungsbleche und Nachschweissen verstärkt.

Die Lager der Steckachsen mussten erneuert werden (Rost). Hierzu wurden die alten Lager sowie der Schrumpfring abgeflexst. Die neuen Lager sowie der neue Schrumpfring wurden erwärmt und mit einer Presse auf die Steckachsen gebracht.

 

571_sperre
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Getriebe

Verbaut wurde im Vor-Facelift Modell der RA4 das 5 Gang Getriebe “W50” mit Stahlgehäuse. (bzw P51 / 18RG)
Später kam ein, zudem homologiertes 5 Gang Getriebe mit Alugehäuse zum Einsatz - wodurch man ca. 10kg Gewicht spart.  Dieses Getriebe (W55, W57, W58 je nach Übersetzung) ist zudem wesentlich standfester und für Leistungen bis ca. 300PS gut.

Damit das Alu-Getriebe auf die RA4 passt, sind einige Dinge zu beachten:
1. Getriebeglocke: Es passen nur die Glocken aus der “R” Motorenreihe auf den 18R Block. Zu finden in der Celica RA6 mit 20R, 21R oder 22R Motor.
2. Es gibt unterschiedliche Schalthebeladapter, die eine räumliche Positionierung im Innenraum fixieren. Es passt wiederum der Adapter der RA6.
3. Die Aufnahme des hinteren Getriebehalters sitzt bei den Alugetrieben um 2,5cm weiter hinten. Hier ist ein entsprechender Adapter zur Befestigung an der Karosserie zu bauen.

Übersetzungen:
Zielbild: Langer erster Gang und enge Abstufungen der folgenden Gänge.
Das Seriengetriebe hat einen kurzen 1. Gang und weite Abstufungen. Der Drehzahlabfall würde bei diesem Auto ca. 4500rpm betragen. Das “W57” ist da schon etwas besser (s.u.), kommt aber noch nicht an das gewünschte Ergebnis heran. Für dieses Getriebe sind entsprechende Übersetzungen homologiert - und dieses verwenden wir. Diese Getriebesätze haben veränderte Gangradpaare für den 1. bis 3. Gang und bilden damit ein wunderbares “closed ratio” Getriebe mit langem ersten Gang. 

W57 Seriengetriebe (“s”) vs. angepasster Übersetzung (“cc”)

getriebekalkulation

Solche Getriebesätze sind zu beziehen bei der Firma Albins off Road Gear in Australien

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Update 04.092012 Getriebe

Es stellte sich raus, dass die Synchronringe des Getriebes den hohen Drehzahlen und schnellen Gangwechseln im Rennbetrieb
nicht gewachsen sind und nach fast jeder Veranstaltung ersetzt werden mussten. Zudem war die Übersetzung noch nicht optimal. Zu hohe Endgeschwindigkeit (bei kürzester verfügbarer Hinterachsübersetzung) und  noch nicht ganz perfekte Anschlüsse.
Die Lösung wäre eine gradverzahnte, nichtsynchronisierte Dopbox mit 1:1 Übersetzung im 5. Gang. Dies findet man auch im Homologationsblatt, aber man machte mir wenig Hoffnung, das sowas noch zu bekommen wäre - aber ... nach 5 Jahren kam es heute aus Finnland eingeflogen:

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Dogbox in W57 Gehäuse.

1. Gang       2.25 : 1
2. Gang       1.71 : 1
3. Gang       1.37 : 1
4. Gang       1.14 : 1
5. Gang            1 : 1

Aluminium Wasserkühler und
12l Trockensumpftank

Mit der Firma Jäger Motorsport wurde ein exzellenter Partner zum Bau der Alu-Teile gefunden. Super Qualität, sehr zuverlässig und preiswert. 

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