(Anmerkung: Die in dieser Folge wiedergegebenen technischen Daten und Verfahren werden nach bestem Wissen weitergegeben. Sollte wider Erwarten ein Fehler enthalten sein, so können Webmaster und Autor nicht dafür haften)

Aurelio Lampredi, seit Ende der siebziger Jahre bei der Fiat-Tochter Abarth aktiv, hatte Anfang der Achziger Jahre die Idee den Stratos-Nachfolger Lancia 037 Rally mit einem Roots-Kompressor aufzuladen. Das Problem dabei: Er mußte die Entwicklungskosten für diese technische Alternative rechtfertigen. Er überredete Lancia, eine Serie von Zweiliter-Motoren mit diesem sogenannten Volumex-Gebläse (mechanisch angetriebener volumetrischer Verdrängungslader) herzustellen und verschiedene Beta-Modelle damit auszurüsten. Als erstes Modell der Volumex-Reihe wurde der Trevi auf dem Turiner Autosalon im Herbst 1982 präsentiert. Lancia erhoffte sich dadurch auch einen Verkaufsaufschwung des ansonsten vom Publikum nicht besonders gut angenommenen Modells. Im Frühjahr 1983 waren dann auch HPE und Coupé mit dem Volumex-Motor erhältlich. Den Spider gab es jedoch nie in einer aufgeladenen Version. Eine reizvolle Variante wäre er sicherlich gewesen.

In der heutigen Folge möchte ich mich ausführlich mit diesem Triebwerk beschäftigen. Für die Leistungssteigerung von Motoren bieten sich verschiedene Möglichkeiten an: die Vergößerung des Hubraums, die Erhöhung der Drehzahl oder die bessere Füllung des Brennraums mit Kraftstoffgemisch. Größerer Hubraum bedeutet mehr Material, Gewicht und Raumbedarf. Eine Drehzahlsteigerung geht einher mit größerer mechanischer Belastung und kürzerer Lebensdauer. Beide Maßnahmen gehen also auf Kosten der Wirtschaftlichkeit. Deshalb erkannten die Ingenieure schon früh, daß eine bessere Füllung des Brennraums, also mehr Wärmeenergie zur Verfügung zu stellen, eine Möglichkeit zur Erzielung höherer Leistung ohne Hubraumvergrößerung und Drehzahlanhebung sein kann. Die zuerst angewandte noch ziemlich primitive Art den Motor "aufzuladen" war den Ansaugstutzen des Vergasers in den Fahrtwind zu stellen, um so den Staudruck auszunutzen. Den entscheidenden Fortschritt bei der Aufladung von Motoren brachte dann die Flugzeugtechnik im ersten Weltkrieg. Hier ging es darum den Motoren auch in großer Höhe genügend "Atemluft" zur Verfügung zu stellen, und so entstanden verschiedene Ausführungen von mechanischen Druckladern. Den ersten serienmäßgen aufgeladenen mit einem Roots-Kompressor versehenen Automotor entwickelte Paul Daimler im Jahre 1919. Von da an trat der Kompressor seinen Siegeszug nicht nur bei Mercedes-Benz in den großen Serienfahrzeugen, sondern auch auf den Rennstrecken der Welt an. Bis zum zweiten Weltkrieg war der Kompressor bei Hochleistungsfahrzeugen von Alfa Romeo, Auto Union, Bentley, Bugatti, Duesenberg, Maserati und vielen anderen Marken nicht mehr wegzudenken. Der Traum der Ingenieure dem Motor durch die Aufladung einen Dampfmaschinencharakter zu verleihen, um dadurch ganz auf das Getriebe verzichten zu können, lies sich jedoch nicht realisieren. Wer schon mal einen Lancia mit Volumex-Motor schaltfaul über Berg und Tal bewegt hat, wird feststellen daß es zumindest ein Schritt in die richtige Richtung war. Die stete Verbesserung des normalen Saugmotors ließ schließlich den Einsatz des Kompressors zum Erliegen kommen. Der höhere konstruktive Aufwand war ja auch immer mit höheren Herstellungskosten verbunden.

Parallel zu den Entwicklungen von Kompressormotoren liefen seit den Zwanziger Jahren auch Versuche mit Abgasturbinen. Den Durchbruch schaffte der Turbolader jedoch nur bei Dieselmotoren. Die bei normalen Verbrennungsmotoren wesentlich höheren Abgastemperaturen, eine latente Gefahr unkontrollierter klopfender Verbrennung durch zu hohe Aufladung, das schlechte Ansprechverhalten und ungeeignete Werkstoffe verhinderten zunächst die serienmäßige Anwendung dieses Verfahrens. Mitte der Siebziger Jahre begann dann, hervorgerufen durch den immer größer werdenden Leistungshunger der Autofahrer, der Turbolader sich allmählich durchzusetzen. Das schlechte Ansprechverhalten, das sog. "Turboloch" hat man heute durch die Verwendung einer variablen Turbogeometrie weitgehend in den Griff bekommen. Ganz abstellen kann man es jedoch immer noch nicht. Und so ist es nicht verwunderlich, daß Mercedes welche schon immer auf besondere Kultiviertheit ihrer Modelle Wert legten, bis heute außer in Dieselfahrzeugen noch nie einen Turbomotor gebaut haben. Bei Mercedes bevorzugt man heute wieder die Kompressoraufladung, um den Leistungshunger der Kunden zu stillen.

So muß es auch Lampredi gesehen haben, als er Anfang der Achziger Jahre den Kompressor dem Turbolader vorgezogen hat. Unverständlich dabei bleibt allerdings, warum Lancia den Roots-Lader nicht mit einer elektronischen Einspritzanlage sondern mit einem konventionellen Weber-Vergaser kombinierte, welcher den Benzinverbrauch unnötig erhöhte. Ein Vergleich der beiden Systeme läßt sich am einfachsten in einer kleinen Tabelle machen.

Vor- und Nachteile der beiden Systeme:

.	KOMPRESSOR	TURBO
Drehmomentverlauf	sehr gut	gut
Leistungssteigerung	gut	sehr gut
Ansprechverhalten	sehr gut	weniger gut
Wirkungsgrad	gut	sehr gut
Kosten	sehr gut	gut

Wie aus dieser Gegenüberstellung zu ersehen ist, hat jedes der Systeme Vor- aber auch Nachteile. Der Kompressormotor hat gegenüber dem Turbomotor einen wesentlich besseren Drehmomentverlauf, wodurch die Getriebeabstufung mit längeren Übersetzungen in den einzelnen Gängen arbeiten kann. Das maximale Drehmoment wird schon bei ganz niedrigen Drehzahlen erreicht und über einen längeren Drehzahlbereich auf maximalem Wert gehalten. Außerdem reagiert der mechanisch angetriebene Lader verzögerungsfrei auf Drehzahländerungen in jedem Betriebszustand. Als Nachteil ist zu werten, daß ein Teil der zusätzlich erzielten Leistung durch den Antrieb wieder verloren geht. Beim Turbo erhält man den Antrieb quasi umsonst aus dem Abgasstrom. Auf eine aufwändige Ladeluftkühlung, welche beim Turbo notwenig ist, kann beim Kompressormotor verzichtet werden. Im Jahr der Einführung des Volumex-Motors war die Turbotechnik noch nicht so weit entwickelt wie heute und so müssen die in der zweiten Tabelle gezeigten Unterschiede dann wohl auch die Entscheidung pro Kompressor beeinflußt haben.

KOMPRESSOR	TURBO
mechanischer Antrieb über Zahnriemen	Turbine wird durch Abgas-   geschwindigkeit angetrieben
Rootsgeblase dreht bei 4000 U/min = 5280 U/min	Turbine dreht ca. 60 bis   120.000 U/min
ermöglicht niedrigere Verdichtung (7,5:1)	ermöglicht höhere   Verdichtung
guter Wirckungsgrad bei niedriger Drehzahl	guter Wirkungsgrad bei   hoher Drehzahl
Drehmoment entspricht einem hubraumgrößeren Motor	Drehmoment wird unwesent-   lich verändert
für kleinvolumige Motoren günstig	für großvolumige Motoren   günstiger
Ansprechverhalten sehr gut	bei hohen Drehzahlen gut
Verbrauch ist bei maximalen Drehmoment günstiger	Verbrauch ist bei maximaler   Leistung günstiger
Motor ist sehr elastisch	Motor wirkt "nervös

Für das System des Kompressormotors sprach also der Vorteil einen kleinvolumigen Motor mit dem Drehmoment eines wesentlich hubraumstärkeren Motors und dem geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch eines kleineren Motors zu bauen.

Natürlich war es mit dem Anbau eines Kompressors nicht getan. Die Volumex-Modelle unterschieden sich im Detail an vielen Stellen von den entsprechenden Vergaser- und Einspritzmodellen. Beim Motor waren dies insbesondere die abgesenkte Verdichtung, der Einsatz von neuen Kolben mit verchromtem Ölabstreifring, Zylinderkopfdichtung "ASTA-DUR", Trimetall-Lager, neue Ansauganlage, Luftfilter mit thermostatischer Regelung um konstante Ansauglufttemperatur zu gewähren (Betrieb ohne oder mit anderen Luftfiltern ist also nicht zu empfehlen). Ein Auspuffkrümmer aus Sphäroguss, natriumgekühlte Ventile, Nockenwellen mit verändertem Nockenhub und anderen Ventilüber- schneidungen, dem größeren Abgasdurchsatz angepasste Auspuffanlage, eine Kühlanlage mit höherem Wirkungsgrad, Ölkühler mit thermostatischer Regelung, geänderte Zündkurve, stärkere Lichtmaschine, elektrische Kraftstoffpumpe mit 130l/h Förderleistung und ein Quecksilber-Sicherheitsschalter zum Abschalten der Kraftstoffzufuhr bei Unfall waren weitere Maßnahmen den Motor der höheren Leistung anzupassen. Die Differentialuntersetzung wurde dem günstigeren Drehmomentverlauf angepaßt, die Kupplung verstärkt. Am Fahrwerk erhielten Schraubenfedern und Stoßdämpfer andere Kennlinien, serienmäßig kamen Leichtmetallfelgen mit 185/65 HR14 Pirelli P6-Reifen zum Einsatz. Die Karosserien erhielten einen Front-, Coupé und HPE noch zusätzlich einen Heckspoiler.

Beim Blick in den Motorraum geben die vielen Schläuche und Leitungen manchem Volumex-Besitzer einige Rätsel auf, welche ich im folgenden versuchen werde zu lösen. Da wäre zuerst die Kraftstoffversorgung zu nennen die in Abbildung 8a bis 8c dargestellt ist. (Anmerkung: Zum besseren Verständnis dieses Textes, ist es sinnvoll zwei Fenster offen zu haben: eines mit dem Text, das andere mit der besprochenen Abbildung. Zu diesem Zweck öffnen die Links innerhalb des Textes ein neues Fenster) Abb 8aSie besteht aus einem Magnetventil (1), das über ein Relais von einem Thermoschalter gesteuert wird. Das Gehäuse des Magnetventils besitzt zwei Kanäle mit unterschiedlichen Durchmessern (3 mm und 1,4 mm) für den Durchlauf zum Vergaser. Es wird über eine Schmelzsicherung elektrisch gespeist und vom normalerweise geschlossenen Relais erregt. Während der Fahrt fließt der vom Druckregler (4) kommende Kraftstoff durch den großen Kanal (3 mm) des Magnetventils und durch den Thermoschalter (3) zum Vergaser. Startet man nach kurzer Haltepause mit warmem Motor, und ist die vom Thermoschalter gefühlte Temperatur höher als 70°C, so öffnet sich der Schalter und unterbricht die Versorgung zum Magnetventil. Dieser Vorgang bewirkt, daß der Kraftstoff nun durch den Kanal mit 1,4 mm Durchmesser fließt und somit den Vergaser mit einer geringeren Fördermenge versorgt. Der Thermoschalter wird vom durchfließenden Kraftstoff abgekühlt und bewirkt nach wenigen Sekunden das Öffnen seiner Kontakte. Das Relais schließt und gibt beim Elektroventil den Durchfluß durch den großen Kanal frei. Eine 8 Ampére-Schmelzicherung schützt den Stromkreis. Bei Ausfall der Einrichtung würde sonst die Schwimmerkammer überlaufen und Kraftstoff in den Ansaugkrümmer gelangen. Das zweite Schlauchgewirr ist die Vorrichtung zum Absaugen von Benzindämpfen aus dem Kompressor (1) (Abb 9a). Hiefür wurde eine zusätzliche Elektropumpe (2) eingebaut, welche ebenfalls von einem Thermoschalter (3) gesteuert wird. Dieser ist am Zuleitungsrohr für die Kühlflüssigkeit zur Startautomatik (4) befestigt. Die Benzindampf-Absaugpumpe funktioniert nur bei stehendem Motor und bei einer Kühlflüssigkeits-Temperatur von über 70°C. Sie wird direkt vom Batterieplus versorgt und geht über den Öldruckschalter an Masse. Aktiviert sich also nur wenn kein Öldruck vorhanden ist. Zusätzlich verhindert eine kalibrierte Buchse (5), daß bei laufendem Motor der im Luftfilter vorhandene Unterdruck in der Benzindampf-Absauganlage wirksam wird. Das Schaltbild für die Anlage ist in Abb. 9b dargestellt. Und weil natürlich noch ein paar mehr Schläuche und Leitungen in den Motorraum passen gibt es zu guter Letzt noch eine Ansaugkrümmervorwärmung welche in Abb. 10 dargestellt ist. Der Zulauf von Kühlflüssigkeit in den Vergasersockel wird über einen pneumatisch gesteuerten Hahn (1) geregelt, der von einem am Vergasersockel befestigten Thermoventil (2) gesteuert wird. Dieses Ventil ist bei Temperaturen unter 40°C geschlossen. Unter diesen Bedingungen wird durch den Unter- druck der Hahn a offen gehalten, und die Kühlflüssigkeit kann zirkulieren und den Vergasersockel erwärmen. Bei Temperaturen über 40°C öffnet sich das Thermoventil (2), Luft strömt über einen kleinen Filter (3) ein, so daß der zuvor bestehende Unterdruck zusammenfällt. Daraufhin schließt sich der Hahn (1) und unterbricht den Umlauf der Kühlflüssigkeit. Der zur Betätigung des Hahns nötige Unterdruck wird über ein T-Stück von der Unterdruckleitung (4) entnommen. Um zu verhindern, daß der Unterdruck in der Unterdruckleitung zusammenfällt, wenn das Thermoventil geöffnet ist (über 40°C) wurde das Anschlussrohr mit einer kalibrierten Buchse (5) versehen.

Ich hoffe nun etwas vom Schrecken der Schlangengrube genommen zu haben und wende mich noch einigen anderen Details zu. Auch der Ölkreislauf (Abb. 11a und 11b) wurde der höheren Motorleistung angepaßt. Da sich durch den Einbau eines Ölkühlers die Ölmenge vergrößerte, sich also langsamer erwärmt, wurde in den Ölkreislauf ein Thermoventil integriert. Es hat die Aufgabe den Kreislauf temperaturabhängig in einen kleinen und einen großen Ölkreislauf zu teilen. Im geteilten Ölkreislauf (Abb 11a) wird eine Teilmenge des von der Ölpumpe gelieferten Öles direkt zum Ölfilter geführt. Die Wärme des Öles wirkt auf das Thermoventil, das sich dadurch ausdehnt. Die zwischen Feder und Thermoventil befindliche Hülse wird verschoben und verschließt langsam die Verbindung zwischen Ölzulauf und Ölausgang. Gleichzeitig wird das Schmieröl gezwungen den großen Ölkreislauf einzunehmen, wodurch die gesamte, von der Ölpumpe gelieferte Ölmenge durch den Ölkühler geführt und gekühlt wird (Abb 11b).

In Abb 12 ist die Schaltung des elektrischen Kühlerventilators dargestellt, welcher auch bei abgestellter Zündung bis zum Absinken der Kühlertemperatur auf 87°C nachlaufen soll und ebenfalls über einen Thermoschalter gesteuert wird.

An zusätzlichen Wartungsarbeiten sei noch die regelmäßige Überprüfung des Kompressorölstands (alle 500 km) und die Kontrolle der Spannung des Anriebszahnriemens erwähnt. Als Kompressoröl sollte nur Öl ZC 90 verwendet werden. (Abb. 8) Ein regelmäßiges Kontrollieren des Kompressorölstandes ist sehr wichtig, da ein Trockenlaufen der Antriebszahnräder der Rotorflügel einen kapitalen Kompressorschaden hervorruft. Kompressoren können aufgrund der geringen Fertigungs- und Einstelltoleranzen nicht repariert werden. Nachlässigkeit bei der Ölstandskontrolle (Abb 13) wird also teuer.

Die Auflistung und Erklärung der vielen konstruktiven Unterschiede des Volumex-Motors zu den Normalversionen wird sicher auch den unerschrockenen Bastler davon abhalten, an einen normalen Beta-Motor einen gebrauchten Kompressor dranzuschrauben - dieser Motor würde dann nicht mehr lange laufen. Sollte jemand auf die Idee kommen einen normalen Beta (z.B. den Spider) zum Volumex aufzurüsten (Puristen machen das ja sowieso nicht) müssen alle Volumex-spezifischen Teile mit umgebaut werden.

Nach zwei Jahren Bauzeit wurde durch die Einstellung der gesamten Beta-Reihe die Karriere des Kompressormotors im Lancia-Serienbau beendet. Die höchste Stückzahl erreichte der Trevi mit 3.844 Exemplaren, gefolgt vom HPE mit 2.369. Vom Coupé erreichten lediglich 1.272 Stück den Käufer und damit ist das Volumex-Coupé eine echte Rarität. Von den verbliebenen Exemplaren dürfte der Trevi inzwischen der seltenste sein, da Limousinen bei Sammlern wenig beliebt sind und jahrelang für Technik-Teile gnadenlos geschlachtet wurden. Alles in allem wurden einschließlich der 420 produzierten Fiat Spider Volumex und dem nur in Italien verkauften Fiat Argenta Volumex etwa 9.000 Fahrzeuge mit diesem Motor ausgestattet.

Auslöser für den Bau der Volumex-Motoren war jedoch der eingangs erwähnte Lancia 037 Rally. Aus diesem Grund habe ich ihn auch als Reprint-Thema für die heutige Ausgabe gewählt (Anmerkung: auf lancia-beta.de nicht enthalten). Zurückblickend kann der 037 als die ultimativste Evolution der straßentauglichen Betas angesehen werden. Aufbauend auf den Erfahrungen mit dem Langstrecken- Montecarlo- Rennfahrzeg bot er die ideale Basis für ein neues Rallye-Fahrzeug. Anders als beim Serien-Montecarlo, den es aus Platzgründen nicht in einer Volumex-Version gab, war beim 037 der Motor nicht quer, sondern längs eingebaut. Der mit dem schon vom Fiat Spider Abarth bekannten Vierventil-Zylinderkopf versehene aufgeladenene 2-Liter-Motor leistete in der ersten Stufe 205 PS bei 7000/min. Gegen Ende stieg die Leistung bei nun 2,2 Ltr Hubraum und mit Benzineinspritzung auf 325 PS.