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Zylinderköpfe

Serienzylinderköpfe Typ 1

Tuningzylinderköpfe Typ 1

Durchflußzahlen

Halbkugel-Brennraum

Serien- und Tuningventile

Serien- und Tuningnockenwellen

Doppelkanal-Serienzylinderkopf, Quelle VAG Handbuch Käfer

Serienzylinderköpfe für Typ 1 - Motoren

Bei den Serienzylinderköpfen der Motoren bis 1600 cm³ Hubraum unterscheidet man zwischen

Einkanalzylinderköpfen und
Zweikanalzylinderköpfen.

Die Einkanalzylinderköpfe haben sich im Laufe ihrer Entwicklung seit dem Urmuster von F. Porsche von 1936 mehrmals verändert. Dabei wurden vorrangig die Steifigkeit und die Kühloberfläche verbessert, z.B. im Jahre 1950.

Die Zweikanalzylinderköpfe weisen zwei nebeneinanderliegende kreisrunde Einlaßkanäle für die Montage des zweiflutigen Saugrohres auf. Diese Köpfe sind bei den Motoren mit 1300 und 1600 cm³ serienmäßig ab August 1970 verbaut worden und haben einen geringeren Strömungswiderstand als die Einkanalzylinderköpfe der 1100er, 1200er, 1300er und 1500er Motoren vor Baujahr 08/70. Durch die bessere Zylinderfüllung steigt das Drehmoment dieser Motoren bei niedrigen Drehzahlen. Zweikanalzylinderköpfe sind die beste Voraussetzung für eine Leistungssteigerung. Die Durchmesser der Ventile der Serienmotoren finden sich im Kapitel Ventile und Kipphebel.

Zylinderköpfe lassen sich nur schwer anhand der Nummer (040, 044, usw.) unterscheiden. Erste Hinweise geben die Merkmale

Ventilquerschnitte
Länge des Zündkerzengewindes
Verstärkung für Ventilfedersitz
Anzahl der Kühlrippen (Sand- oder Druckguß)
Verstemmung der Ventilsitze (nur original VW)
Brennraumform

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Tuningzylinderköpfe für Typ 1 - Motoren

Für getunte Motoren, bei denen mehr als 75 PS Leistung angestrebt wird, sind Einkanalzylinderköpfe nicht geeignet. Zweikanalzylinderköpfe unterscheiden sich durch die Größe des Ansaugtraktes, die Ventildurchmesser, die Größe der Aufnahme der Zylinder, die Anzahl der Kühlrippen und u.U. durch die Aluminiumgußwerkstoffwahl. Natürlich steigen auch die Kosten mit zunehmender Tuningstufe.

Bezeichnung	Einlaßventil mm	Auslaßventil mm	Bohrung mm	Kosten
040	35,5	32	bis 87	100%
040	35,5	32	bis 94	107%
070	39	32	bis 94	115%
041	39	32	bis 87	124%
041	39	32	bis 94	135%
044	40	35,5	bis 87	138%
044	40	35,5	bis 94	152%
Tuning #1	40	35,5	bis 94	330%
Tuning #2	42	37,5	bis 94	340%
Tuning #3 (Rennen)	44	37,5	bis 94	400%

Die Spezialzylinderköpfe haben oft Aufnahmen für Doppelventilfedern, z.B. Chevrolet- Federn und längere 3/4 Zoll Kerzengewinde mit 19 mm Gewindedurchmesser (070, 044, Tuning #1, #2 und #3). Sie sind verstärkt, um Brüche an den Stegen zwischen den Ventilen zu vermeiden. Die Ventilführungen haben einen Bund und die Ventile sind bei den Hochleistungsköpfen aus Edelstahl. I. A. werden speziell legierte, gehärtete Ventilsitze und gekürzte Ventilführungen (= weniger Strömungswiderstand) verwendet. Die Ventilsitze sind i.d.R. dreistufig ausgedreht (three angle valve job). Die Ventilteller werden aus Stahl, CroMo-Stahl oder einer harten Al-Legierung (weniger zu empfehlen) hergestellt. Übersicht über die Unterscheidungsmerkmale von Tuningzylinderköpfen:

Bezeichnung	Kanäle poliert	3-stufig gedr. Ventilsitze	lange Kerzen- gewinde	doppelte Ventilfedern	Anwendung und Besonderheiten
040	ja	ja	nein	nein	bis ca. 1776 cm³ Straßenfzge., Zugankeraufnahme verstärkt
070	ja	ja	ja	nein	aus VW Bus '79-'82, nur 7 Kühlrippen, bis ca. 1776 cm³ Straßenfzge.
041	ja	ja	nein	nein	bis ca. 1776 cm³ Straßenfzge. *1)
043	ja	?	nein	nein	Federauflage u. Auslaßführungen verstärkt, kein massiver Anker für Zuganker 1 und 4
044	ja	ja	ja	nein (ja) *5)	bis ca. 2110 cm³ Straßenfzge. *2)
044	ja	ja	?	nein	Mexiko-Ausführung Zugankeraufnahme nicht verstärkt, Basis 043
044	ja	ja	?	nein	Brasilien-Ausführung Zugankeraufnahme verstärkt, Basis 040, Federauflage u. Auslaßführungen verstärkt
045	ja	ja	?	?	Magnum, Basis 040, große Ventile
Tuning #1, z. B. CB Eliminator 2000, JMR 044 Super Street	nein	ja	ja	ja	high power Straßenfzge. bis über 2,0 l *3)
Tuning #2, z. B. Street Eliminator	nein	ja	ja	teilweise vorh.	high power Straßenfzge. bis über 2,0 l *4)
Tuning #3, z. B. CB Competition Eliminator	nein (oval)	ja	ja	ja (Chevrolet)	Rennmotoren
Tuning #3, z. B. Super Flow	nein	nein	ja	ja	Rennmotoren drag racing
Tuning #3, z. B. Autocraft 910	nein	nein	ja	nein	Rennmotoren Bohrung bis 104 mm, Ventile bis 54/40 mm

*1) Die 041-Köpfe sollten aufgrund des Temperaturhaushaltes mit einem 35,5 mm Auslaßventil und bei Bedarf mit einem 40 mm Einlaßventil versehen werden (mechanische Bearbeitung notwendig). Da das Auslaßventil mit 32 mm Durchmesser relativ klein ist, kann es zu einem Hitzestau im Zylinderkopf kommen.

*2) Die Ventilsitze der 044-Köpfe neigen auf der Einlaßseite zum lockern. Vor der Montage prüfen oder erneuern.

*3) besonders für große Bohrungen geeignet. Hohe Drehzahlen durch doppelte Ventilfedern möglich. Kanäle sollten erweitert und poliert werden.

*4) Die Kanäle und Brennräume dieser Köpfe sollten unbedingt sauber bearbeitet werden. Sie weisen eine höhere Wandstärke als Serienzylinderköpfe auf und eignen sich damit für die eigene Erweiterung der Kanäle und Brennräume.

*5) doppelte "Super Rev" Federn bei CB Performance 044-MAGNUM-Köpfen vorhanden.

Der Durchmesser der Zylinderbohrung und das Verdichtungsverhältnis, bestimmt durch Abdrehen des Zylinderkopfes, werden je nach Grundmotorkonzept individuell festgelegt. Ebenso werden Spezialzylinderköpfe in der Regel durch polieren und gezieltes Bearbeiten der Einlaß- und Auslaßkanäle, des Ventilsitzes sowie der Brennräume dem jeweiligen Einsatzzweck angepaßt.

Da die in den Brennraum einströmende Luftmasse im Ansaugtrakt eine schwingungsfähige Luftsäule darstellt muß das gesamte Ansaugsystem (Vergaser, Ansaugrohr, Zylinderkopf, Ventilquerschnitt, Brennraum) aufeinander abgestimmt sein. Ein übergroßer Einlaßkanal kann zusammen mit einem schlanken Vergaserquerschnitt auch leistungshemmend wirken. Übergänge vom Ansaugrohr, auf dem ein Doppelvergaser montiert ist zum Einlaßkanal im Zylinderkopf wirken immer als Strömungswiderstand, wenn der Kanl im Kopf enger ist als das Saugrohr.

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Durchflußzahlen

Die Durchflußzahlen in m³/h sind ein Maß für den Strömungswiderstand, den der Einlaß- oder Auslaßkanal den Gasen entgegenstellt. Der 044-Zylinderkopfkopf weist einen über 20% höheren Durchfluß auf als der 040-Zylinderkopf. Eine geringe Bearbeitung der Kanäle und das Polieren bringt eine weitere Verbesserung, insbesondere bei großen Ventilhüben.
Die Ventilhübe sind in allen Diagrammen in mm agegeben.

Daten 040

Daten 044

Vergleich Bearbeitung

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Halbkugel-Brennraum

Mit dem Ziel, das korrekte Verdichtungsverhältnis eines neu aufgebauten Motors einzustellen, muß das Volumen der entstehenden Kammer in einem Zylinder, wenn der Kolben sich im oberen Totpunkt befindet, angepaßt werden. Dies erfolgt entweder durch kürzen der Anlagefläche Kolben/Zylinderkopf (engl. "deck height") oder durch Ausarbeiten des Brennraumes im Zylinderkopf. Dies kann traditionell mit einem Handschleifer geschehen, was sehr mühsam ist. Das Ergebnis bleibt oft dem Zufall überlassen.

Gene Berg hat für diesen Zweck einen halbkugelförmigen Fräser verwendet, der die Quetschflächen des Brennraumes in Form einer Halbkugel mit konstantem Radius bis in die Nähe der Ventilsitze ausfräsen kann. Man nennt diesen Vorgang im englischen daher auch "semi hemi cut" (= Halbkugel-Fräsen).

Diese Brennraumform hat bei optimaler Ausführung den Vorteil, daß sich keine Nester von unverbranntem Kraftstoff/Luftgemisch bilden können, die die HC-Emissionen steigern und den Wirkungsgrad mindern. Der Kolben schiebt während des Kompressionsvorgangs das Gemisch nach oben zur Mitte des Brennraumes in die Nähe der Zündkerze.

Mit diesem Verfahren kann z.B. das Verdichtungsverhältnis von Serienzylinderköpfen verringert werden oder sehr große Kompressionsvolumina (z. B. 57 bis 64 cm³) bei großvolumigen Motoren hergestellt werden. Ein unbearbeiteter 044-Kopf weist ein Kompressionsvolumen von 55 cm³ auf.

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