Der 911 SC 3.0 Liter US-Motor 930/16

[AndrewCologne]

Das Thema US-SC und SC im Generellen ist ab jetzt hier ausführlich dokumentiert:

----> https://nineelevenheaven.wordpress.com/



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Da es immer mehr Besitzer von importierten US-Modellen aus den Jahren 80-83 gibt, kann dies vielleicht recht nützlich sein – zum a) verstehen, was die Besonderheiten dieser Modelle sind und b) zur Lösung von Problemen, da oft in Foren als Themen vorkommend.

Porsche hat bei den Baujahren 80-83 für den US Markt den Motor mit einer 3-Wege Abgasregelung via Lambdasonde ausgestattet.
Dieser Motor mit der Kennzeichnung 930/16 (bzw. 930/07 im Bj.'80) leistet 180 PS gegenüber dem RDW Motor 930/10 aus den gleichen Baujahren mit 204 PS.
Nach Infos im www ist angeblich auch das Drehmoment ist geringer. 244 Nm bei 4200 U/min beim US Motor im Vergleich zum RDW-Motor mit 267 Nm bei 4300 U/min, das Heft "Typen, Maße u. Toleranzen" von Porsche bescheinigt aber bei beiden 265 bzw 267 Nm : http://andrewcologne.bplaced.net/911...-83-RDW-US.jpg
Die Einlasskanäle besaßen beim 930/10 weiterhin die 39 mm anstelle der im 930/16 Motor sodann ab Bj. 80 verbauten Köpfe mit 34 mm Einlässen. Macht aber in den Leistungsbereichen für die Straße keinen Unterschied, da erst ab den hohen Drehzahlen ab ca. 6000 UpM bemerkbar. Zudem wurden im RDW 930/10 Motor die Steuerzeiten der Ventile von 1,4 - 1,7 mm auf den Wert des Carrera 3.0 hin zu 0,9 - 1,1 mm zurückgenommen, was in höheren Drehzahlen wiederum mehr Leistung bringt, aber dafür auf Kosten des Drehmoments in den mittleren Bereichen.



Die Verdichtung und die Zündzeitpunkt-Kurve

Die geringere KW-Leistung ist nicht nur auf den KAT samt Abgasregelung als solches zurückzuführen, sondern vor allem bei Konstruktion des Motors auf die Berücksichtigung der Qualität des in Kalifornien angebotenen Kraftstoffs. Die Klopffestigkeit war hier ein Problem und daher war eine Verdichtung von 9,8:1, wie beim 930/10 RDW Modell üblich, für den US Markt nicht ohne weiteres möglich und es wurde beim 930/16 eine Verdichtung von 9,3:1 gewählt.
Dies selber macht noch nicht mal soooo viel aus, aber gepaart mit einer sehr zurückhaltenden Zündkurve im speziell verbauten Zündverteiler des 930/16, um der geringeren Qualität und Oktanzahl des US-Sprits gerecht zu werden, ging hier einiges proportional an Leistung verloren.


Zündzeitpunktverstellung, US Motor 930/16 – 180 PS – Bj 1980 -1983




Zündzeitpunktverstellung, RDW Motor 930/10 – 204 PS – Bj 1981 -1983




Hier geht der Wert der Vorzündung beim 930/10 Motor mit 204 PS ab 2500 U/min deutlich weiter nach oben, sowohl via steilerer Fliehkraftregelung als auch via früher einsetzender Unterdruckverstellung!
Da der 930/16 Motor für Normalbenzin (91 Oktan) konstruiert wurde, gehen viele hin (so wie ich) und setzen den Zündzeitpunkt etwas nach vorne. Eine Vorzündung 10° vOT bei 950 U/min anstelle von 5° sind hier sodann ohne Probleme möglich, da eh nur noch mindestens Super getankt werden kann. Ich tanke zur Sicherheit Super Plus, denn wenn man genau hinsieht gleicht sich die Verteiler-Zündkurve des 930/16 der des 930/10 bei 6000 U/min in etwa an.

Was bringt der ganze Spaß?
Nun ja, es fühlt sich an, wie als wenn der Motor besser das Gas annimmt, etwas mehr Leistung kann man spüren. Daher ist es jedem selbst überlassen, ob er dies so machen will oder auf Nummer sicher geht und alles mit der Werkseinstellung belässt.



Die korrekte CO-Justage bei funktionierender Lambdaregelung.

Die CO-Einstellung wird bei 930/16 Motoren mit Lambdaregelung IMMER vor Kat gemessen und zudem mit ABGEZOGENEM Stecker der Lambdasonde auf der linken Seite innerhalb des Motorraumes. Wenn bei einem Kat-Motor, wie dem 930/16, wo der Grund-CO Wert noch manuell eingestellt wird, nur hinter dem Kat gemessen wird, ist dies falsch, da dadurch nur die verbleibende Rest-Emission im Abgas gemessen wird – moderne Abgassysteme haben hier auch eine 2te Sonde hinter dem Kat, um dies ebenso zu prüfen und an das Steuergerät weiterzuleiten. Die externe Messung nach dem Kat am Endrohr ist lediglich zur finalen Abgas-Prüfung von moderneren Fahrzeugen von Nöten, um zu sehen, ob und wie der Kat funktioniert – z.B. beim TÜV. Zur Einstellung des Grundgemischs an alten KAt-Motoren, wie dem 930/16 Motor jedoch nicht.




Am vorderen Ende des Katalysators befindet sich seitlich eine Schraube, die zur Messung herausgeschraubt wird, um die CO-Sonde einzuführen.




Und hier muss während der Messung der Stecker des Kabels hin zur Lambdasonde im Motorraum links abgezogen sein.



Sodann wird der CO-Wert bei diesem Motor nach Werksvorgabe auf 0,5 - 0,8%! eingestellt.
Danach den Stecker hinten links im Motorraum wieder aufstecken.


Es ist bei diesem Motor extrem wichtig, dass der o.g. CO Wert eingehalten wird.
- Ist er höher, ist die hohe Wahrscheinlichkeit des "Sägens" beim Leerlauf im Kaltlauf nach Kaltstarts gegeben.
- Ist er niedriger, kommt es ggfs. zu Ruckeln bei Fahrten während des Kaltlaufs und möglicherweise zudem zu einer Leistungseinbuße und erhöhung der Temperatur durch Abmagerung bei Beschleunigen im betriebswarmen Zustand!




Richtiges Einstellen des Zündzeitpunktes beim 930/16 Modell.

Beide Unterdruckanschlüsse an der Unterdruckdose abziehen und Schlauchenden luftdicht verschließen.
Anschluss A ist für die Zündzeitpunkt-Rückverstellung beim Leerlauf für bessere Abgaswerte.
Anschluss B ist für die beim Verteiler bekannte Zündzeitpunkt-Vorverstellung, bei Beschleunigung und Vollast.




Leerlauf an der Leerlaufeinstellschraube auf ca 950 U/min einstellen.




Befestigungsschraube am Verteiler lösen und den Zündzeitpunkt im Leerlauf bei 950 U/min via Verdrehen des Verteilers auf 5° vor OT einstellen.
Dies ist die rechte 5°-Markierung an der Riemescheibe, welche sodann mit der Fuge an der unteren Kante des Lüfterrad-Gehäuses fluchten muss.




Prüfen der Fliehkraftverstellung am Verteiler

Jetzt mit den abgezogenen Unterdruckschläuchen den Motor auf ca. 3000 U/min bringen und sicherstellen, dass der Zündzeitpunkt sich dabei auf ca. 15° - 20° Vorzündung verstellt.
Bei 6000 U/min sollte der Zündzeitpunkt bei ca. 19° - 25° liegen.
Dies sind die Werksvorgaben für diesen Motor bei US-Bedingungen, sprich maximal 91 Oktan Benzin. Hier in Deutschland kann man mit der Qualität von Super Plus / 98 Oktan jedoch ohne Probleme 5° bei der Einstellung und Prüfung hinzuaddieren
Sollten die o.g. Grad-Werte bei den entspr. Umdrehungen nicht erreicht werden, kann es sein dass die Fliehkraftregelung im Verteiler geprüft und ggfs. gewartet bzw. überholt werden muss

Prüfen der Unterdruckverstellung am Verteiler

Im Leerlauf den Unterdruckschlauch von Anschluss A (unten) testweise an den Anschluss B (oben) der Unterdruckdose anschließen
Der Zündzeitpunkt sollte sich nun bei ca. 950 U/min auf 8° - 12° vorverstellen.

Sollten die o.g. Werte nicht erreicht werden, kann es sein dass ...

- Die Membrane oder die Mechanik innerhalb der Unterdruckdose fehlerhaft ist und der benötigte Unterdruck samt Verstellung nicht aufgebaut werden kann
- Der Unterdruckschlauch hin zum Drosselklappengehäuse undicht ist und nicht genügend Unterdruck aufgebaut werden kann
- Der Unterdruck-Anschluss am Drosselklappengehäuse undicht ist
- Der falsche Anschluss am Drosselklappengehäuse gewählt wurde
- Das Drosselklappengehäuse selber in jenem Bereich undicht ist bzw. dort ein weiterer Anschluss/Zugang für einen anderen Unterdruckschlauch eines anderen Bauteils fälschlicherweise offen ist.


Nach erfolgreicher Einstellung und Prüfung der Zündung die Unterdruckschläuche wieder in der richtigen Folge an die Verteiler-Unterdruckdose anschließen.
Der untere Anschluss (A) kann weiterhin getrennt bleiben, wenn auch der Schlauch luftdicht verschlossen bliebt, da dieser Unterdruck nur für Abgaswerte im Leerlauf relevant ist.
Final mit angeschlossenem Unterdruck dann den Leerlauf an der Leerlaufeinstellschraube wieder auf ca 950 U/min einstellen.

Die Lambda-Regelung – spezifische Komponenten

Manche sagen, die 3-Wege-Kat Modelle laufen „wie eingeschlafene Füße“. Nun ja, wenn die Lambdaregelung nicht richtig funktioniert oder falsch eingestellt ist oder Komponenten nicht richtig funktionieren, passiert dies schnell. Und da hier kaum eine Porschewerkstatt in Deutschland die K-Jetronic mit Lambdaregelung jener US Baujahre genau kennt, wird einem schnell empfohlen „raus mit dem Kat“. Aber schauen wir uns das vorher doch mal genauer an.

Es gibt einige Komponenten im US 930/16 Motor, die sind gegenüber dem 930/10 Motor und älteren Baujahren nicht vorhanden, wie unter Anderem z.B. die Volllastanricherung via Unterdruckanschluss am Warmlaufregler. Dieser hat im 930/16 US Modell keinen Unterdruckanschluss für die Gemischanreicherung, da diese komplett von der Lambda-Steuerung unter dem Beifahrersitz übernommen wird, und dies sogar präziser und zuverlässiger. Denn, die Benzinzufuhr wird beim US 930/16 via einer speziellen Mengenteiler-Konstruktion geregelt. Dieser besitzt im Vergleich zu dem Mengenteiler im RDW 930/10 Motor einen Zugang für ein Taktventil und dies ist nichts anderes als ein Magnet-Durchlassventil.



Dieses Taktventil (11) steuert die Benzinzufuhr im Mengenteiler via parallelem Kraftstoff-Durchfluss und hat somit Einfluss auf den Unterkammer-Druck (9). Dieser Druck wird via Kraftstoffdurchfluss anhand einer bestimmten Pulsweite (Duty Cycle) im Taktventil gesteuert und genau diese Pulsweiten-Modulation wird vom Steuergerät vorgegeben, abhängig davon, was die Lambdasonde im Abgas misst und wie die Stellung der Drosselklappe ist.



Höhere Taktwerte resultieren in einem fetteren Gemisch an und niedrigere in einem Mageren, so dass im Optimalfall final ein stöchiometrisches Luft/Benzin-Verhältnis mit Lambda 1 bei der Verbrennung anliegt.

Lambda 1 steht nicht immer für ein bestehendes Luft/Benzin-Verhältnis von 14,7:1. Dies bezieht sich nur auf Kraftsoff ohne Ethanol-Zusatz!
Kraftstoffe mit Ethanolzusatz, wie z.B. E5 oder gar E10 benötigen ein anderes Luft/Benzin-Verhältnis, damit der Rest-Sauerstoffgehalt im Abgas zu Lambda 1 hin resultiert. Bei E5-Kraftstoffen wären das genau gesagt 14.4:1 und bei E10 sogar 14.1:1. Hier gut erklärt: https://www.hotrod.com/articles/wideband-oxygen-sensor/
Das ist auch der Grund, warum oft gesagt wird, dass man mit E10-Sprit mehr verbraucht, wenn auch minimal. Ebenso ein minimal geringerresultierenderVerbrauch bei Premium-Kraftstoffen ohne Zusatz von Ethanol.


Die Lambda-Regelung – die Betriebsarten der Gemischaufbereitung

Die Lamdaregelung beim SC kennt im Groben zwei Betriebszustände: „Open Loop“ und „Closed Loop“.
Open Loop bedeutet, dass via Steuergerät keine variable Steuerung anhand der Lambdasonde erfolgt, sondern das Taktventil mit einem statischen Wert betrieben wird (50% bei Leerlauf- bzw. 65% bei Beschleunigung), hier zählt somit einzig und allein die Einstellung der CO-Schraube – es nimmt nichts weiter Einfluss auf die Gemischzusammenstellung.
Der Betriebszustand Open Loop ist unter Anderem auch gegeben, wenn z.B. die Lambdasonde defekt ist oder der Stecker zur Sonde hin abgezogen wird (s.o., wie es bei der CO-Einstellung nötig ist).

Closed Loop bedeutet, dass eine permanente variable Steuerung des o.g. Taktventils, anhand der übermittelten Werte der Lambdasonde, vom Steuergerät vorgenommen wird, um via Mengenteiler final das optimale Luft/Benzin-Verhältnis bei der Verbrennung resultierend in Lambda 1 anliegen zu lassen.

Bei funktionierender Lambdaregelung wird zudem in den Open Loop Modus bei folgenden zwei Motor- und Fahrzuständen gewechselt:
1. Bei Kaltstarts und Fahrten bis zu einer Motortemperatur von 15° C – hierfür existiert vorne am rechten Kettenkasten ein 15°-Sensor.
2. Bei Motor-Betriebstemperatur, aber dann in Kombination mit einer Drosselklappenstellung von über 35%! Das bedeutet, wenn man stärker aufs Gas tritt und beschleunigen will, geht die Regelung in den statischen Open Loop Modus, wo sodann der Einstellwert der CO-Schraube als solches zählt, also wie beim 930/10 Motor. ;-) Demnach ist diese Lambda-Regelung bei Beschleunigung nicht mehr einwirkend, im Gegenteil, sie ist währenddessen abgeschaltet und und wirkt somit beim Beschleunigen nicht leistungshemmend!

Wenn der Motor also über 15°C warm ist und sich der Motor im Leerlauf befindet oder man normal im Teillastbereich fährt, schaltet das Steuergerät sodann in den Closed Loop Modus.

Zusammengefasst:

Open Loop = Lambdasteuerung deaktiviert
- generell unter 15° Betriebstemperatur
- generell bei abgezogenem Stecker im linken Motorraum zur Lambdasonde hin
- generell bei Beschleunigung mit über 35% Drosselklappenöffnung
- generell bei Kaltstarts
- somit keine Steuerung der Gemischaufbereitung, es zählt nur die Einstellung der CO-Schraube!
- somit ist statische Frequenz (Duty Cycle) im Taktventil 50%, bzw bei o.g. Beschleunigung 65%

Closed Loop = Lambdasteuerung aktiviert
- bei funktionierender und angeschlossener Lambdasonde
- bei über 15° Betriebstemperatur
- bei Leerlauf und Teillastbetrieb
- somit Steuerung der Gemischaufbereitung via Steuergerät und Lambdasonde
- somit wird Frequenz (Duty Cycle) im Taktventil stetig angepasst, um ein ca. 14:1 Luft/Kraftstoffgemisch zu erzeugen



Die Lambda-Regelung – anzeigen und prüfen

Es gibt am US 911 SC mit Lambda-Regelung hinten links unter der Abdeckung im seitlichen Motorraum einen „Test-Port“. Dies ist ein Stecker mit drei Anschlüssen, wobei einer der drei Anschlüsse an einem grün-weißen Kabel angeschlossen ist.



An dieses grün-weiße Kabel kann man mit einem Clip ein Kabel ableiten und nebst Masseleitung an ein Schließwinkel-Messgerät anschließen und es wird einem bei Motorlauf ein Wert der Frequenz im Taktventil angezeigt.
Dieser Wert ist der Arbeitsintervall des Taktventils, sprich im Englischen „Duty Cycle“.
Da der Bereich vom Taktventil von 0-100% Duty Cycle und der des Schließwinkelmessers von 0-90° Winkel geht, muss hier proportional umgerechnet werden. Ein 50% Duty Cycle des Taktventils entspricht genau 45° am Schließwinkelmessgerät (Anzeige im 4-Zylindermodus!).
Testweise kann man den Stecker an der Lambdasonde abziehen, sodann wechselt die Steuerung in den o.g. Open Loop Modus und es wir auf jeden Fall ein Wert am Schließwinkelmessgerät von 45° angezeigt, was einem „Open loop“ Wert von 50% Duty Cycle am Taktventil entspricht.




Es gibt auch Multimeter, welche den Modus „Duty Cycle“ besitzen. Hier muss man dann nichts umrechnen und bekommt den direkten Wert des Taktventil-Arbeitstaktes in „Duty Cycle“-Werten genau angezeigt.



Würde ich jetzt hingehen und im Open Loop Modus oder im Closed Loop Modus am Gaszug ziehend die Drosselklappe auf über 35% Durchlass bringen, würde der „Duty Cycle“ von 50% auf 65% hochgehen. Und genau das ist sodann die „elektronisch“ gesteuerte Vollastanreicherung im Gegensatz zur rein unterdruckbasierten im Warmalufregler des 930/10 Motors.

Beispiel Übergang bei Beschleunigung von 50% auf 65% im Open Loop Modus:
https://vimeo.com/270314889

Bei angeschlossener Lambdasonde, und somit dann im Closed Loop Modus, wird man nun im Leerlauf am Schließwinkelmessgerät oder Multimeter sehen, wie der „Duty Cycle“ Wert nun im Closed Loop Modus sich kontinuierlich am Taktventil verändert, um eben final einen stöchiometrischen Wert für Lambda 1 zu erreichen (AFR 14.7:1 bzw. 14.4:1).
Zeigt das Schließwinkelmessgerät im Leerlauf z.B. u die 35° herum an, so wird die Benzinzufuhr demnach via Taktventil abgemagert, da laut Sonde der CO Wert via Co-Einstellschraube im Abgas zu hoch, … bei z.B. 60° erfolgt eine Anreicherung, da CO Wert zu niedrig.

Beispiel Einfluss des Taktventils auf Gemischeinstellung bei Leerlauf im Closed Loop Modus:
https://vimeo.com/271249872/270314889


Hier die einzelnen Zustände / Duty Cycles bei entsprechender Motor- und Lambdasonden-Temperatur (Engine Temp.) und Drosselklappenstellung/-winkel (Throttle Angle):



Siehe auch: http://cis911primer.com/pages/descr_lambda.html


Quintessenz:
Die Lambdaregelung ist auf jeden Fall das modernere System und bei richtiger und optimaler Einstellung bringt es in Punkto Auswirkung auf die Leistung des Motors bei entsprechender Beschleunigung und Vollast, keinen Nachteil!
Im Gegenteil, denn bei normaler Fahrweise und geringer Teillast-Beschleunigung sinkt hier der Kraftstoffverbrauch bei entsprechender Fahrweise merklich auf bis zu 10 L / 100 km! Zudem ist sicher gestellt, dass das Gemisch nicht abmagert und somit diesbezgl. verbrennungstechnisch temperaturbedingte Motorschäden vermieden werden können.


Bei CO-Einstellung die Lambdaregelung sich zu Nutze machen

Die Lambdaregelung versucht nun also im Leerlauf und im Teillastbereich einen Stoichometrischen Wert des Luft/Benzingemischs = Lambda 1 einzuhalten, und dies via Frequenz (Duty Cycle) im Taktventil.
Wenn also beim Leerlauf im Lambda-geregeltem Closed Loop Modus ständig der Duty Cycle auf z.B. ca. 35 - 45% geregelt wird, kann man davon ausgehen, dass die Gemisch-Grundeinstellung via der Co-Schraube seitlich des Mengenteilers zu hoch angesetzt ist. Wäre der Co-Wert an der Schraube optimal eingestellt, läge der Duty Cycle hier im Closed Loop Modus bei ca. um die 50 - 65% herum. Das liegt daran, dass der initiale CO-Wert von 0.4 - 0.8% nach Werksvorgabe an der unteren mageren Grenze angesetzt ist.

Später regelt die Lambdregelung eh zu Lambda 1 hin, und dies liegt bei diesem Motor bei ca. 1.2% CO vor Kat, wo auch die Sonde ist, an.



Man könnte also mit dieser Art der Anzeige soweit die CO-Schraube am Mengenteiler zum Optimum hin verstellen, bis dass die Anzeige im Schließwinkelmessgerät um die 45° herum zeigt, was sodann in etwa 50% Duty Cycle beim Multimeter bzw. am Taktventil und somit einer idealen Gemischzusammensetzung entspricht. —> Und dies … somit ohne CO-Messgerät, sondern via Lambdasonde ;-)

Optimale Gemischeinstellung der CO-Schraube resultiert im Leerlauf des Closed Loop Modus bei einem Duty Cycle von um die 50% herum:
https://vimeo.com/271456672

Und hier das Gleiche bei der Fahrt:
https://vimeo.com/271457946

Da aber, für z.B. für eine Beschleunigung, ein Luft/Benzin-Gemisch von ca. 12,5:1 das Optimum in Punkto Leistung darstellt und wir wissen, dass bei Beschleunigung der Modus in den Open Loop wechseln würde, gehen wir hin und setzen im Leerlauf den Wert via Co-Schraube am Mengenteiler auf einen Wert, der im Schließwinkelmessgerät bei ca. 25°-35° bzw. entsprechend im Multimeter bei ca. 30-40% Duty Cycle liegt.

Bewusste fettere Einstellung an CO-Schraube resultiert in ca. 35 - 45% Duty Cycle Angleichung bei der Gemischaufbereitung:
https://vimeo.com/271249872

Mit dieser optimal fetter eingestellten CO-Grundeinstellung wird hier eh die Lambda-Steuerung im Leerlauf- und im Teillastbetrieb (Closed Loop Modus) nachträglich auf ca. 35% abmagern, um auf den optimalen 14:1 Luft/Kraftstoff-Anteil zu kommen.
Bei Vollast/Beschleunigung und Kaltstart (Open Loop Modus) jedoch, liegt das fettere, auf Leistung optimiertere Gemisch an. Entspricht somit maximaler Performance bei angeforderter Leistung und minimalem Verbrauch bei normaler Fahrt.
Würde ich z.B. eine längere Zeit Vollgas (Drosselklappe über 30% = Open Loop Modus mit 65% Duty Cycle) fahren, wäre hier zudem auch das noch fettere Gemisch bei Vollgas anliegend und somit neben Leistung auch zusätzlich kühlend in seiner Eigenschaft.




Gepaart mit der auf Verbrauch optimierten Benzinzufuhr hat man somit merklich weniger Verbrauch im Leerlauf und Teillastbereich und aber zudem eine bessere Leistung bei Beschleunigung und zudem Kühlung bei Vollast!
Selbst wenn ich nach Beschleunigung leicht vom Gas bei hoher Geschwindigkeit heruntergehe, um diese zu halten, wechselt der Modus in Closed Loop und … habe ich ein optimales Gemisch und die Gewissheit, dass hier nichts abmagert und zu heiss wird, da ein Gemisch von 14,7:1 (bzw. 14.4:1 bei E5-Kraftstoff) für Lambda 1 einbehalten wird.
Dies könnte man auch bei allen Drosselklappenstellungen und Drehzahlen mit Test via Breitbandsonde mit Anzeige messen und es ließe sich dann die CO-Schraube für Beschleunigung/Vollast noch optimaler einstellen, bei Beibehaltung des geringen Verbrauchs bei Leerlauf/Teillast.


Möglichkeiten bei Ausbau des Katalysators.

Und hier gibt es drei Versionen wie manche vorgehen:

Version a): Tausch des KATs gegen einen normalen Vorschalldämpfer samt Entfernen der Lambdasonde und Entfernen der weiteren Bauteile für die Lambda-Regelung, sprich Steuergerät unter Beifahrersitz, Taktventil direkt hinter dem Motor.
Diese Totalamputation ist nicht möglich, denn würde man also alle Elemente der Lambdaregelung samt Steuergerät und Taktventil ausbauen, könnte man vielleicht versuchen dies via fetterer CO-Einstellung zu kompensieren. Funktioniert aber ohne funktionierendes Taktventil nicht, der Kaltstart wäre dahin und der Vollastbetrieb würde ohne Volllastanricherung merklich drunter leiden, da unter anderem der Warmalufregler des 930/16 Motors keine Volllastanreicherung besitzt.

Version b): Tausch des KATs gegen einen normalen Vorschalldämpfer samt Entfernen/abziehen der Lambdasonde bzw. deren Stecker, der Rest der Lamdasteuerung bleibt installiert (funktionierendes Steuergerät und Taktventil).
Hier merkt das Steuergerät sodann, dass die Sonde entfernt wurde und schaltet von selber in den o.g. Open Loop Modus.
Bedeutet, wie oben erklärt, das Taktventil arbeitet sodann mit einem statischen Wert von 50%. Die Einstellung des Benzin-Luftgemischs findet sodann NUR noch direkt via CO-Einstellschraube neben dem Mengenteiler statt – genau wie beim 930/10 RDW Motor!
Bedeutet, bei dieser Version b) sodann nur noch den CO-Wert auf 1-1.5% bringen und fertig. Das wars dann mit Einfluss der Lambdasteuerung.

Diese Version b) habe ich auch einige Zeit bei mir angewendet, bin aber davon abgekommen und habe die Lambdaregelung (Version c) ) wieder aktiviert.

Version c): Tausch des KATs gegen einen normalen Vorschalldämpfer oder SSI-Anlage bei einbehalten der installierten Lambdasonde.
Viele Vorschalldämpfer besitzen so ein Gewinde, bzw. Anschluss für eine Lambdasonde, so auch z.B. SSI-Wärmetauscher, die für US-Motoren gedacht sind!
Sodann kann auch ein Fahrzeug mit Wechsel von Kat auf entweder Vorschalldämpfer, oder ein Leerrohr oder eine SSI-Anlage … weiterhin via Lambdasonde in dem o.g. optimalen Lambda Closed Loop Modus gefahren werden.



Die Sonde ist eine 1-Kabel Universal Schmalband- bzw. Sprung-Sonde und hat die Bosch-Nummer: 0 258 986 501. Hier kann eine orig. Bosch-Sonde oder eine aus dem Zubehör genutzt werden. Diese sollte nach Werksangabe alle 60.000 Km ersetzt werden.
Die abgebildete ist von dem deutschen Zulieferer „Herzog“ und ich habe mir 3 Stk. bei einem Privatanbieter im Ebay für neu 4 € das Stück bekommen. Das reicht dann auch für die Nachkommen ;-)


Fazit:
Wenn man ein US-Modell mit Lambdaregelung besitzt, sollte man diese genau via Schließwinkelmessgerät (im 4-Zylinder Modus) oder via Multimeter (im % Duty Cycle Modus!) Prüfen. Bei korrekt funktionierender Lambda-Steuerung muss bei einer Motortemperatur bis 15° C die Anzeige am Schließwinkelmessgerät ca 58,5° anzeigen (= open loop / 65% duty cycle im Multimeter bzw. im Taktventil bei kaltem Motor). Ab 15° C Temperatur muss die Steuerung in den Closed Loop Modus wechseln, was man sodann in der Anzeige an der Änderung hin zum optimierten Wert für das Taktventil bemerkt. Ab 35% Drosselklappen-Stellung muss auch bei warmen Motor sodann in der Schließwinkelanzeige 58,5° (= 65 % Duty Cycle im Multimeter) stehen, sprich Wechsel in den Open Loop.
Wenn demnach alles stimmt und die Steuerung somit funktioniert, und man mit tanken von deutschem 98 Oktan Sprit zudem noch die o.g. Zündeinstllungs.Optimierungen vornimmt, wird man im direkten vorher/nachher-Vergleich beim 930/16 Motor definitiv einen Leistungszuwachs merken. Gepaart mit einer SSI Anlage steht die Leistung sodann einem 204 PS Motor in kaum etwas nach. Und man hat zudem die modernere geregelte K-Jetronic, die einem in vielen Fahrbereichen die Verbrauchs- und Temperaturvorteile bringt.

Es gibt nur einen Grund warum der 930/16 seinen (angeblichen) Ruf hat, träger zu sein, was er in Wirklichkeit nicht ist. ----> Der Großteil der 930/16er Motoren wurde in den Staaten von den Besitzern einfach regelrecht verbastelt.
So findet man bei vielen Modellen so tolle, experimentelle Zusätze, wie verbaute Widerstände, um beim WLR die Kaltlaufphase zu verlängern oder beim Zusatzluftschieber den Kalt-Leerlauf zu verlängern. Dann ist immer wieder zu sehen, dass die beiden Unterdruckschläuche am Zündverteiler des 930/16 Motors vertauscht wurden, was sich fatal auswirkt. Oder dass die letzte CO-Einstellung mit Abgas-Messsonde direkt am Endrohr erfolgte, sprich hinter dem Kat.

Ooooder, dass der Motor sprichwörtlich läuft wie ein Sack Muscheln.
Und da wären wir beim nächsten Punkt:

Unrunder Leerlauf und merkliches Ruckeln bei ca. 2000 U/min sowie Leistungsabfall beim Beschleunigen

Viele Problemmeldungen in Foren bzgl. Leistungsabfall und schlechtem Leerlauf von 930/16 US-Motoren haben oft eine Störung in der Gemischregelung als Ursache.
Primär muss sichergestellt sein, dass sowohl das Steuergerät unter dem Beifahrersitz, als auch das Taktventil hinter dem Motor mit Strom versorgt sind und dies geschieht via einem Relais unter dem Beifahrersitz, welches links neben dem Steuergerät sitzt.



Man kann testweise das Relais aus der Fassung ziehen, wenn sodann keine Änderung am holprigen Leerlauf eintritt, hat man das Problem gefunden, dass hier keine Stromversorgung via Relais gegeben ist. Der Fehler kann hier an einer defekten Sicherung im vorderen Sicherungskasten liegen, welche neben Relais der Lambdaregelung auch für die Innenraumbeleuchtung zuständig ist. Daher diese auch prüfen! Falls alle Sicherungen ok sind, kann das o.g. Relais selber die Ursache sein. Dies hat die Bosch-Nr. 821951253, oder 0332019109 kostet ca. 15€ und lässt sich leicht ersetzen. Hier sieht man auch das Schalt-Schema: Es hat 5! Anschlüsse und Klemme 30 wird mit 87 als auch mit 87b gleichzeitig verbunden!



Wichtig! Das Relais muss jenes mit der integrierten Freilaufdiode sein und 5 Anschlüsse haben (siehe Abb. rechts hierunter):




Das Relais kann man auch vorab prüfen, indem man bei abgezogenem Relais die Kontakte in der Relaisbuchse testweise überbrückt. Einfach ein Y-Kabel in Klemme 30 sowie in die beiden Klemmen 87 der Relaisbuchse einstecken und sodann nach Starten des Motors prüfen, ob der Fehler sodann behoben ist. Nach Abstellen des Motors dieses Y-Kabel direkt wieder abziehen, da auf Klemme 30 bekannterweise Dauerstrom anliegt.

Sollte weiterhin das Problem bestehen, dann als nächstes Prüfen, ob im Leerlauf das Taktventil hinter dem Motor vibriert – dies kann man fühlen. Wenn dies nicht der Fall ist, ist entweder das Steuergerät unter dem Beifahrersitz oder das Taktventil selber defekt. In den meisten Fällen jedoch ist es das Relais, welches nicht mehr funktioniert, so wie oben genannt.

Sodann müssen auch die K-Jetronic Komponenten aus 1980-1983 laut Werksvorgabe für den 930/16 Motor zueinander passen!
Z.B.:
- Warmlaufregler = 0 438 140 072 (1980) und 0 438 140 090 (1981-1983)
- Mengenteiler = 0 438 100 077

Zusätzlich ist es immer ratsam alle Kabel, Kontakte und Anschlüsse zu prüfen!
- Stecker im Motorraum hinten links (zur Verbindung mit der LambdaSonde)
- 15° C Thermoschalter vorne rechts am Kettenkasten! Dieser ist sehr wichtig und im kalten Zustand unter 15° C geschlossen und hat Masseschluss, über 15° C öffnet er und die Steuereinheit kann von Open Loop in den Closed Loop wechseln.
- Grün-weißes Kabel im/am Stecker des Test-Ports auf Messeschluss prüfen.
- 35° C Thermoschalter hinten auf dem Motorblock am Flansch der Gehäuseentlüftung – dieser ist für die zusätzliche Anreicherung bei 15° C bis 35° C zuständig
- Der Schalter an der Drosselklappe – dieser lässt bei 30% Öffnung (= Beschleunigung und Volllast) die Steuerung in den Open Loop Modus (mit zusätzl. Anreicherung via 65% Duty Cycle) wechseln
- Mikroschalter am Drosselklappengehäuse – sorgt bei kaltem Motor für die Anreicherung beim Gasgeben aus dem Leerlauf heraus

Hier befindet sich der 15° C Thermoschalter:





Versionen der genutzten Steuergeräte



Sollte ein Steuergerät ausfallen, so ist hier bei Ersatz zu berücksichtigen, dass es zwischen 1980 und 1983 drei verschiedene Versionen gab:

1980 –––––> 0-280-800-006 – (schwarzer Aufkleber)
1981 –––––> 0-280-800-037 – (blauer Aufkleber)
1982-83 ––> 0-280-800-055 – (gelber Aufkleber)







Beheben von weiteren Problemen

Generell, alles steht und fällt beim US SC mit der korrekten CO-Einstellung "vor dem KAT"

Wie weiter oben beschrieben, im betriebswarmen Leerlauf 0,4 - 0,8% CO einstellen, nicht drüber und nicht drunter.
Wenn der Wert z.B. zu hoch und die Initial-Gemischeinstellung somit zu fett justiert wird, gibt es ...
- Sägen beim Kaltstart
- Unruhigen Leerlauf beim Kaltlauf
- Und .... bei betriebswarmen Motor dann beim Beschleunigen, wenn das Gemischverhältnis via Steuergerät angereichert wird, ein in Proportion der Anreicherung, am Ende viel zu fettes Gemisch.
Tests von mir haben mit Breitbandsonde gezeigt, dass es hier bei Beschleunigung und Vollgas sodann schnell auf ein Gemisch mit AFR von 10.5:1 runter geht! Optimal sind beim Beschleunigen jedoch 12.5:1.Das ist zuviel des Guten und nimmt dann irgendwann wieder Leistung.


Erste Prüfung, vorab unter Umgehung der Lambda-Regulierung, um zu sehen ob K-Jet generell korrekt funktioniert

1. Lambdastecker hinten links im Motorraum vorsichtig abziehen
2. Benzindruckmessgerät anschließen, den Motor starten und als erstes das Taktventil hinter dem Drosselklappengehäuse prüfen, ob es fühlbar vibriert. Sodann die Drücke am Messgerät ablesen: der Systemdruck (Leitung vom Mengenteiler zum WLR hin ist per Hebel verschlossen) muss zwischen 4.5 und 5.2 Bar liegen. Der Steuerdruck (Hebel ist auf) bei kaltem Motor x.y Bar und bei 20°C x.y Bar, gemäß Tabelle.
2. Motor warm laufen lassen und CO sodann bei warmen Motor „vor Kat“!! messen und temporär auf 2% CO einstellen
3. Steuerdruck muss unabhängig vom CO mit warmen Motor nun bei ca. 3.5 Bar liegen

Sollte der Systemdruck nicht den 4.5 bis 5.2 Bar entsprechen, kann die Benzinpumpe mangelhaft sein, hier mit (Leih)Ersatz erneut testen.
Liegt der Steuerdruck nicht innerhalb der vorgegebenen Werte, kann a) zuwenig oder gar keine Spannung am WLR anliegen oder b) der WLR kann defekt sein und sollte überholt werden.
Stecker vom WLR abziehen und bei laufendem Motor mit Multimeter die Spannung im Stecker testen, diese sollte, der Bordspannung entsprechend, zwischen 12v und 13v liegen.
Zudem mit dem Multimeter den Widerstand in der Buchse des WLRs messen. Zwischen beiden Kontakten muss ein Ohm-Wert existieren, der zwischen den Baujahren differiert und den Werks-Vorgaben entsprechen muss.

Falls es an der Membrane oder dem Heizelement liegt, und man sich mit dem WLR gut auskennt, bietet Kurt Classics in Köln oder ein Australier auf Ebay alle benötigten Ersatzteile wie Membran oder Heizelemente. Ansonsten bei Bosch oder einer Fachwerkstatt, die sich auf Überholung alter Bosch K-Jet Komponenten spezialisiert hat, eine Überholung anfragen.


Läuft der Motor ohne Lambdaregelung bis hierhin gut, muss nun die Regelung untersucht werden

4. Mit dem weiterhin abgezogenem Lambdasonden-Stecker-Kabel im Motorraum hinten links CO vor KAT auf 0.5% einstellen, sodann bei weiterhin laufendem, warmen Motor im Leerlauf den Pluspol vom Multimeter mit dem abgezogenem von der Sonde abgehenden Kabel und den Minuspol des Multimeters an Masse halten. Hier „müsste“ nun die Voltanzeige zwischen 0.2 und 0.8 Volt hin und her pegeln. Aber, da sie nicht mit dem Steuergerät verbunden ist, da noch abgezogen, wird hier ein wert von fast statischen, etwas zu fetten 0.8v angezeigt.
Den Lambdasonden-Stecker Stecker wieder an die Buchse hinten links im Motorrad aufstecken und, wenn möglich, mit dem Multimeter und einer sehr feinen Messpol-Spitze die Spannung durch die Isolierung hindurch messen. Somit liegt die Spannung auch beim Steuergerät an und wir können messen, ob hier das Gemisch soweit geregelt wird, dass das optimierte Abgas nun die Sonde in einem Fenster von 0.2-0.8 hin und her pegeln lässt.

Wenn dem nicht der Fall ist, dann:

5. Dutycycles ausmessen, siehe weiter im Workshop oben.

6. 15 °C-Temperaturschalter am rechten Kettenkasten ausbauen und mit Multimeter auf „Durchgang“ prüfen. Nach einer Zeit im Kühlschrank bei unter 15°C muss der Schalter zwischen Schalter-Gehäuse und Schalter-Anschluss „Durchgang“ haben und das Multimeter muss piepsen. Bei Aufwärmen durch Ofen oder Zimmertemperatur > 15 °C darf der Schalter keinen Durchgang mehr besitzen und unterbricht den Stromkreis, das Multimeter bleibt stumm.

7. Sicherung vorne im Kofferraum für die Innenraumbeleuchtung prüfen, über diese ist auch die Lambdaregelung abgesichert! Bedeutet, wenn die Sicherung für die Innenraumbeleuchtung raus ist, funktioniert die Lambdaragelung ebenso nicht.

8. Relais unter Beifahrersitz neben dem Steuergerät prüfen, siehe weiter im Workshop oben. Das Relais abziehen, … ändert sich der Leerlauf nicht, sodann Spannung zum Relais hin Messen, falls Spannung hier anliegt, st es wohlmöglich defekt und muss ersetzt werden.

9. Wenn oben gemessene Dutycycles stimmen, dann das Taktventil prüfen und ggfs. ausmessen (2 Ohm).


Ein weiteres Phänomen kommt bei Ausbau des KATs zustande und wenn dieser durch ein Leerrohr oder SSIs ersetzt wird, wo sodann die Sonde in deren Anschluss geschraubt wird. Unbeheizte Lambdasonden, wie im Fall des 930/16 Motors, brauchen eine sehr hohe Arbeitstemperatur, um ein korrektes Signal ans Steuergerät zu senden. Wenn hier die Temperatur unterschritten wird, setzt das teilweise Signal aus und das Steuergerät wechselt immer wieder in einen Open Loop Status, sprich vom dynamischen Dutycycle hin zu statischen 50% Dutycycle, und wenn das hin und her geht, entsteht ein unruhiger Leerlauf.
Die Temperatur der Sonde wird in den o.g. Fall daher unterschritten, da die merklich höhere Hitze vor einem Kat, mit ausgelöst durch den Staudruck, sodann nicht mehr vorhanden ist, da das Abgas leichter entweichen kann. Bei SSIs existiert das Sonden-Aschlussgewinde zudem noch weiter vom Sammler weg hin zum Endtopf, und da wird die Temperatur der Sonde im Leerlauf soweit unterschritten, dass die o.g. Fehler vorkommen können.
Lösungen hierfür, bei einbehalten der originalen Sonde, wäre anstelle eines Leerrohrs der Ersatz des orig. 400 Zeller Kermaik-KATs durch einen 100 Zeller Metall-Kat, hier wird der selbe Leistungssteigernde Effekt erzielt.
Wenn man eine beheizte Sonde anschließt (hier müssen dann die Leitung der Sondenheizung zudem verkabelt und fachmännisch ins bestehende Netzt angeschlossen werden) oder sogar auf einen externen Breitband-Sonden-Controller nebst BOSCH LSU 4.2 oder 4.9 Breitband-Sonde wechselt, gibt es hier keine Probleme, da die Temperatur der Sonde in allen Betriebszuständen hier nicht unterschritten wird.




Was lässt sich rausholen

Möglichkeiten und Theorien der Leistungssteigerung beim 930.16, bei Beibehalten der K-Jetronic und des 3.0L Hubraumes sowie der orig Zylinderköpfe/Einlässe.


Vorab, ... es macht schon Sinn, dass der 930.16 das Werk SO verlassen hat, und warum er sich genau so vom 930.10er oder den früheren 180 PS RDW Motoren unterscheidet.

Für den US kalifornischen Markt galt es die Emissionen einzuhalten, diese US Emisson Standards verlangten einen immer weiter reduzierten Schadstoffausstoß, sodass neben einem KAT eben auch eine 3-Wege Regelung nötig wurde. Der Kat nimmt Leistung, und dies wurde in den US-Modellen auf versch. Art und Weise kompensiert.

Der 180 PS RDW Motor der Baujahre 78/79 hatte ein max Drehmoment von ca. 265 NM und 8,5:1 Verdichtung. Der US Motor der gleichen Baujahre hatte die gleiche Verdichtung, aber um den Leistungsverlust des KATs zu kompensieren, wurden hier die die Steuerzeiten von den 78/79er RDW typischen 1.4-1.7 mm beim Einlass-Überschneidungs-OT auf die des Carrera 3.0 mit 0,9-1,1 mm zurückgesetzt. Das gibt mehr PS im oberen Drehzahlbereich, was trotz KAT die 180 PS-Marke beibehält, aber ... gepaart mit einer zurückhaltenden Zündkurve geht beides auf Kosten des Drehmoments im mittleren Bereich, daher haben jene US-Motoren ein geringeres max. Drehmoment von ca. 235 NM. Bei diesen Motoren wirkt sich der Einbau von SSI-Wärmetauschern und der damit einhergehenden Erhöhung des Drehoments im mittleren Drehzahlbereich besodners positiv aus.

Die Erhöhung der Verdichtung beim 930.10 von 9,8:1 und seine spezielle Charakteristik der Zündkurve konnten für den 930.16 aufgrund des in Kalifornien existiernden, minderwertigeren Sprits nicht übernommen werden. Es wurde ein Kompromiss gefunden und die Verdichtung auf zumindest 9,3:1 erhöht, das ergab trotz weiterhin auf den Sprit hin optimierter, zurückhaltender Zündkurve genug Leistung, um den Verlust durch den Kat gut zu kompensieren. Hier wurde aber bewusst wieder auf die Steuerzeiten von 1.4-1.7 mm beim Einlass-Überschneidungs-OT umgestellt. Dies ergab mit der höheren Verdichtung zusammen die 180 PS UND zugleich das bessere, höhere max. Drehmoment von ca. 265 NM auch bei diesem US-Modell, gepaart mit kleineren Einlasskanälen von 39 auf 34 mm. Annahme: Steuerzeiten von 0,9-1,1 im hohen Drehzahlbereich bringen hier viell. ca. 10-15 PS mehr, aber man hat hier wahrsch. für den US-Markt auf ein besserers Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich gesetzt, um dem überwiegendem Fahrverhalten und Umständen (Speed Limit) am besten zu entsprechen.


Achtung, alle folgenden Diagramme/Kurven dienen zur Veranschaulichung und können grafisch von den real-numerischen Werten leicht abweichen.


Hier der Vergleich der Leistungskurve vom 930.16 und 930.10.




Wenn man nun von einer Leistungssteigerung ausgehen möchte, sollte man für sich selber wissen, WO und WANN die Leistung für einen primär existieren soll, sprich, welchen Fahrstil man bevorzugt. Ist man eher souverän im mittleren Drehzahlbereich unterwegs oder geht es um Leistungsspitzen im sportlichen, oberen Drehzahlbereich, was mit entsprechenden RPM's einhergeht.
Denn, ... zurückgenommene Steuerzeiten oder eine andere immer noch K-Ket kompatible 964er Nockenwelle bringen "mehr PS", dies aber eben bei zum Teil merklich höheren Drehzahlen und ... ohne weitere vorgenommenen Maßnahmen geht dies auf das Drehmoment in den mittleren Drehzahlbereichen. Ein so umgebauter/eingestellter Motor enttäuscht dann wohlmöglich, wenn man lieber eher Stadt- oder Cruising-Fahrten unternimmt, wo eher 2000-4000 RPMs anliegen und man sich von unten her eher mehr von der Leistung erhofft.


Hier eine Veranschaulichung, wie sich andere Steuerzeiten in etwa auf die Motorcharakteristik auswirken können.




Der Einsatz einer anderen Nockenwelle, wie der 964er mit ihren entspr. 1,26mm Steuerzeiten ergibt entsprechend mehr Leistung oben, ... aber weniger Drehmoment unten. Zudem kann die volle Leistungsreserve im ganz oberen RPM-Bereich der 964er-Welle hier beim 930.16 nicht ausgeschöpft werden, da die 34mm Einlasskanäle des 930.16, für das Ansaugvolumen bei diesen RPMs, einen Flaschenhals darstellen.







Kleinere Einlasskanäle mit 34mm, gepaart mit höherer Verdichtung und wieder vorgezogenen Steuerzeiten ergeben beim 930.16 mit original Welle aber mehr Drehmoment in den mittleren Bereichen.






Last but not Least, die oft erwähnten SSIs. Diese sind jeden Euro wert, neben dem spürbar höhereren Drehmoment gibt es einen typischen bissigen 11er Sound – einfach die optimalere AGA-Konstruktion.





Fazit wäre, wer seinen 930.16 leistungssteigern möchte, der kann dies tun mit ...

1. SSIs und somit auch verwerfen des KATs

2. Vorverlegen des Initialzündzeitpunktes (Achtung bzgl. Oktanzahl und "Klopfen")

3. Original Unterdruckdose mit der schneller einsetzenden eines 930.10 ersetzen (wenn man eine bekommt)

Oder anstelle 3. und 4. direkt einen 123-Ignition-Verteiler (den für 6-polige HKZ!!) kaufen und die Zündzeitpunktkurve sowie Unterdruckverstellung 1:1 vom 930.10 übernehmen.
Wenn zudem mehr Leistung in den oberen RPMs gewünscht ist und man im mittleren Drehzahlbereich auf Drehmoment verzichten kann, sodann die Steuerzeiten auf 0,9-1,1 zurücksetzen.

964er-Wellen können Ihre resultierende Leistung im 930.16 nicht ganz entfalten, da wie gesagt die 34mm Einlässe bei den viel höher benötigten RPMs das benötigte Ansaugvolumen nicht liefern, wie z.B. möglich beim 930.10 mit 39mm-Einlässen.

Wem das nicht genügt, kann tiefer in die Tasche greifen und zudem den Hubraum von 3.0 auf 3.2 erhöhen, ... hier bekommt man nochmal merklich mehr Drehmoment im mittleren Bereich und mit entsprechenden Steuerzeiten/Wellen, zudem nochmal mehr Leistung bei den oberen RPMs, ... dies ist aber beim 930.16 bzgl. geringerem Ansaugvolumen, wegen der kleineren 34 mm Einlässe, im oberen Drehzahlbereich limitiert. Hier haben die 39mm Einlässe der RDW SCs und früheren US SCs den Vorteil bei hohen Drehzahlen ab 6.000R PM.