Leistungssteigerung beim M103 durch Hubraumvergrößerung auf 3,2l oder 3,6l …eine Alternative

How to build an M103 3.2 or an M103 3.6

by Fritz Ballinger

M103 Mercedesclass net 

 

Der M103                                                                                     Foto Daimler AG

 

Präambel

Der Motor M103 wurde ab 1984 bis 1995 in den Baureihen W124, W126, W107, W129 W201 und W463 eingebaut und hatte je nach Ausführung zwischen 170 und 192PS. Die Einspritzanlage war eine Bosch KE-Jetronic. Die Motoren sind laufruhig, robust und sehr zuverlässig und erreichen bei guter Pflege (regelmäßiger Öl- und Filterwechsel alle 10.000km und „kein hochdrehen im kalten Zustand“) eine beachtlich hohe Laufleistung von 500.000km und mehr. Bei moderater Fahrweise ist ein Verbrauch von unter 10l/100km (PKW) und ca. 14l/100km (G) möglich. Noch heute sieht man relativ viele Fahrzeuge (Young Timer) auf unseren Straßen.

Wikipedia M103

Tuningmaßnahmen M103 (damals)

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit haben sich verschiedene Firmen mit Leistungssteigerung im M103 beschäftigt, allen voran AMG. Weitere waren u. a. BRABUS; ÖTTINGER; VÄTH. In allen Fällen wurde mit Hubraumvergrößerung und an weiteren einschlägigen Maßnahmen gearbeitet. Die Teilebeschaffung für diese Original Motoren heute ist sehr schwierig geworden. Zumal auch noch spezielle Steuerungen (z. B. EZL bei AMG) eingebaut wurden.

Tuningmaßnahmen M103 (heute)

Grundsätzlich gilt auch heute noch „nothing beats CID“ Nichts schlägt Hubraum. Polierte und vergrößerte Kanäle / Ventile, andere Nockenwellen, veränderte Brennräume andere Kolben  und ein Fächerkrümmer sind weitere einschlägige Maßnahmen. Die teilweise speziellen Steuergeräte die abgestimmt auf diese Veränderungen (wie oben beschrieben) waren, sind entweder nicht mehr zu bekommen, oder sind extrem teuer. Das gleiche gilt z. B. für Kurbelwellen, Pleuel und Kolben. Also müssen andere Wege beschritten werden.

Pflichtenheft Leistungssteigerung M103

Grundsätzlich gilt: Verwendung von Teilen aus der Serie (Regal) wo immer möglich. Verwendung ALLER Elektronik Komponenten und Steuergeräte der KE-Jetronic des jeweiligen Typs. Keine optischen Veränderungen im Motorraum, keine Zusatzkühler….Gleichzeitig Dinge wie alltagstauglich, wenn möglich Super bleifrei, robust, zuverlässig, preiswert und ein sauberer, runder Leerlauf.

Die folgenden Angaben beruhen auf Erfahrungen beim Bau von bisher zwei modifizierten M103 Motoren mit 3,2l und 3,6l. Es wird im Folgenden beschrieben mit welchen Komponenten es geht, ob auch andere Konstellationen möglich sind gilt es ggfs.heraus zu finden. Eine Gewähr wird in keinem Fall übernommen. Das Ergebnis ist nur dann optimal wenn man konsequent auf Präzision achtet!

Vorbereitung

Es ist empfehlenswert sich einem „preiswerten“ M103 3,0l Basismotor  vom W126 300SE oder SEL oder vom 300SL W107 oder W129 mit oder ohne Anbauteile z. B. bei ebay oder einem Autoverwerter zu beschaffen. Grund ist die Nockenwelle und der Zylinderkopf. An diesem Motor kann man dann in Ruhe arbeiten während der andere ja noch fährt. Wenn man schon einen „neuen“ Motor baut sollte man sich auch noch folgende qualitativ hochwertige (Marken) Verschleiß-Teile beschaffen und einbauen. Ölpumpe, Wasserpumpe, Steuerketten, Gleitschienen, ggfs. Ventile und Führungen, sämtliche Schrauben für Verteilerfinger, Pleuel, Lager, Zylinderkopf, Schwungschreibe, ggfs. Kupplung und Druckplatte, Verteiler komplett, Einspritzdüsen, Zündkerzen. Eine Überprüfung des Viskoselüfters und des Kühlers ist ratsam. Die Auspuffkrümmer können vernickelt werden (Optik) sollten aber in jedem Fall auf Risse überprüft werden.

Der M103 3,2

Die Modifikationen halten sich hier in Grenzen jedoch ist die Hilfe eines Motoren Instandsetzers erforderlich. Um den Hubraum zu erzielen werden die Kurbelwelle (gebraucht  von ebay o. ä. ), die Kolben (neu) und die Zylinder Kopf Dichtung (neu) vom M104 3,2 verwendet. Die Zylinderbohrung wird entsprechend um 1mm vergrößert. Die Pleuel vom M103 passen und bei den Lagern kann man die normalen Lager verwenden. Was den Zylinderkopf betrifft so hat der Kopf aus den 188PS 300SE /SEL einen Brennraum mit „Quetschkannte“. Dieser kann problemlos verwendet werden es gibt kein „klingeln“ oder „klopfen“  Die Verdichtung steigt auf ca. 9,5. Der Kopf vom SL hat einen kugelförmigen Brennraum und kann natürlich auch verwendet werden. Reduziert die aber Verdichtung geringfügig. In jedem Fall ist ein „Planen des Kopfes“ und eine Ventil (sitz) Revision empfohlen. Der Zusammenbau sollte sorgfältig unter Verwendung der neuen Teile durchgeführt werden. Ggfs. sind Teile wie Lagerzapfen und Nocken zu polieren. Der Motor läuft dann rund und sauber mit „Super bleifrei“ (kein Super + nötig, keine Veränderungen am „verplombten“ Abgleichstecker oder am Drehschalter im Motorraum N/S notwendig) Keine Manipulation am EHS notwendig. Voraussetzung eine funktionierende KE-Jetronic und neue Einspritzdüsen. Keine speziellen Zündkerzen notwendig Sollte der Motor in ein Fahrzeug mit Schaltgetriebe eingebaut werden erhöht sich die Endgeschwindigkeit, da der Motor mehr Leistung hat und er im 5. Gang (eigentlich ein Schongang) höher dreht. Ein „Einfahren“ d. h. mit moderater Drehzahl bis ca. 2.000km ist ratsam. Als Öl wird dauerhaft (nicht nur zum einfahren),  5W40 empfohlen. Sind die Lager und die Ölpumpe innerhalb der Toleranzen so ist der Öldruck auch bei heißem Motor bei „1“ und ist ab 1500 Umdrehungen am oberen Anschlag. „3“. Die Leistung wird auf ca. 205-210 PS gesteigert

Mod BMW Pleuel 140mm 

 

BMW Pleuel modifiziert   140mm                                                                            

 

Kolben M104 fuer M103 3-6 

 

M104 Kolben modifiziert

 

K und P montiert 

 

M104 Kolben modifiziert

 

Quellenangaben soweit nicht öffentlich zugänglich

Bosch (Koller & Schwemmer): Die KE-Jetronic war u. a. auch im Porsche und Ferrari verbaut, ist also weder beim 3.2 noch beim 3.6 an ihrer Grenze. Mit der Messtechnik von Innovative Motor Sports wurden während der Fahrt die Lambda Werte für je drei Zylinder gemessen… kein Abmagern bei hoher Last und Drehzahl

C36 102 

 

Pleuel verbaut im C36 vom M102  modifiziert, oben   

 

C36 Pleuel 

 

C36 Pleuel modifiziert

 

OM603 KW C36 

 

Die Kurbelwelle im C36 modifiziert

 

Der M103 3,6

Um diesen Motor zu bauen sind größere Änderungen an Teilen notwendig. Hier ist der Zylinderkopf und die Nockenwelle vom SL wegen der Verdichtung zwingend notwendig. Kolben und Zylinderkopfdichtung kommen vom M104 3,2l. Um den Hubraum zu erreichen muss auf die Kurbelwelle vom OM 603 D 35 A (OM603.972) 3,5l Turbodiesel zurückgegriffen werden. Diese Wellen sind i. d. R. aus Motoren mit einem Lageschaden. D. h. man muss sie schleifen lassen. Dafür ist der Preis moderat ca. €250. Allerdings sind sie schon ziemlich rar. Der Hub beträgt nun 92,4mm gegenüber dem Standard M103 3,0 von 80,25mm. Die Bohrung muss wie beim 3,2l um 1mm vergrößert werden. Nun die größte Herausforderung… die Pleuel. Wegen des erhöhen Hubs würde der Kolben mit den kürzesten Pleuel aus dem „Mercedes Regal“ immer noch ca. 3mm über den Block hinaus ragen. Bei der AMG Version des M104 mit 3,6l (C36) hat man diese 3 mm u. a. durch Modifikation der MB Pleuel oben und durch verkürzte Kolben kompensiert. Das ist sehr aufwendig und teuer. Außerdem wurde die Kurbelwelle an den Wangen abgefräst damit ein freies durchdrehen möglich wird.  Dadurch muss die Welle neu gewuchtet werden. Die ohnehin schon „kurzen“ Kolben ließen keine weitere Modifikation zu. Die Herausforderung besteht, passende Pleuel mit einer Länge (Mittelpunkt Lagerzapfen Bohrung und Mittelpunkt Kolbenbolzen Bohrung) von 140mm zu finden. Man findet diese bei BMW aus dem Motor M50 B25TÜ einem 2,5l Reihen Sechszylinder. Die Kosten dafür sind, wenn man etwas sucht, bei ca. €10 pro Stück (ebay). Der Unterschied ist der, dass die Ölversorgung des Kolbenbolzens bei MB über einen kleinen Kanal im Pleuel erfolgt und bei BMW über ein kleine Loch am Pleuelkopf über den Öl Nebel des Kurbelgehäuses. Die Pleuel haben unten zwar den „richtigen“ Durchmesser von 48mm, jedoch ohne Lagerschalen. Um diese unterzubringen muss das Pleuel um 3,2mm aufgebohrt werden. Damit sich die Kurbelwelle durchdrehen lässt müssen an den Standard M104 Kolben unterhalb der Kolbenbolzen auf beiden Seiten ca. 2mm abgefräst werden. Wegen der höheren Belastung sollten „gesputterte“ Lagerschalen verwendet werden. Hier ist es unbedingt notwendig neue Schrauben mit den Lagern zu verbauen. Nach dem Zusammenbau mit neuen Verschleißteilen wie oben beschrieben erhält man einen Motor der ein wahres Drehmoment Monster ist. Die Verdichtung liegt bei ca. 10,5 daher sind andere Kerzen z. b. von NGK B9EFS notwendig. Auch hier gilt: Der Motor läuft  rund und sauber mit „Super bleifrei“ (kein Super + nötig, keine Veränderungen am „verplombten“ Abgleichstecker oder am Drehschalter im Motorraum N/S notwendig) Es gibt kein „klingeln“ oder „klopfen“ Keine Manipulation am EHS notwendig. Voraussetzung eine funktionierende KE-Jetronic und neue Einspritzdüsen. Ein „Einfahren“ d. h. mit moderater Drehzahl bis ca. 2.000km ist ratsam. Als Öl wird dauerhaft (nicht nur zum einfahren),  5W40 empfohlen. Sind die Lager und die Ölpumpe innerhalb der Toleranzen so ist der Öldruck auch bei heißem Motor bei „1“ und ist ab 1500 Umdrehungen am oberen Anschlag. „3“. Wegen des langen Hubs ist dieser Motor ein „Langhuber“ d. h. nicht gar so drehfreudig. Er hat jedoch ein enormes Drehmoment, was ihn sehr interessant macht. Man sollte ihn nicht bis zur Drehzahlgrenze von 6.500 Upm bewegen, 5.500 wären genug. Bei PKW mit Automatikgetriebe wäre über eine längere Hinterachs-Übersetzung nach zu denken. Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe ist das Getriebe und nicht die Kupplung der Schwachpunkt. Die Leistung beträgt ca. 230-240PS

Kolben und Pleuel 

 

Alles fertig zum Zusammenbau

 

BRABUS: „Wir haben immer die Elektronik der Kundenfahrzeuge und die entsprechende KE-Jetronic verwendet. Einzig wir haben während der Fahrt bei Volllast gemessen und abgeglichen“.

Hermans: Beim 5 Gang Schaltgetriebe im 3.6l ist das Getriebe mit dem Drehmoment am Anschlag. Die Kupplung hält es gut aus. Kavalierstarts sind u. U. der Tot des Getriebes.

Zündzeitpunkt / Trigonometrie: mit einer XLS Tabelle lässt sich leicht nachrechnen, dass der Kolben beim 3,6l bei z. B. 7°KW  vor OT (typischer Wert im Leerlauf  800 Upm ) um 3,26 1/100mm tiefer befindet als beim Standard Motor  Bei Unterdruck und 3200 Upm  ca. 35° vor OT sind es 79,12 1/100mm  Offensichtlich kommt die Motorsteuerung damit klar…. :-)

Mittlere Kolbengeschwindigkeit  Bei Einem Hub von 92,4mm und 5500 Upm ergeben sich 16,94 m/s bei entsprechendem Öl auch kein Problem

Zylinderkopfdichtung  Wie beim M103 gilt natürlich das Hauptaugenmerk der Dichtung. Die Reinz Dichtung wurde schon nach kurzer Zeit gegen eine Elring Dichtung getauscht...... .