Verstärkte ARP-Zylinderkopfstehbolzen Toyota 4A-GE 16v 20v

Die betroffenen Motoren

Der 4A-GE ist Toyotas 1,6-Liter-Saug-Reihenvierzylinder (Original-Bohrung 81 mm), angeboten als 16- und 20-Ventiler (Silver Top und Black Top). Er steckt unter anderem im Corolla AE86 und AE92 GTi, im MR2 AW11 sowie im Corolla Levin und Sprinter Trueno AE101 und AE111. ARP ordnet den Satz 203-4203 dem 4A-GE mit 16 Ventilen und den Satz 203-4304 dem 4A-GE mit 20 Ventilen zu.

Serienmäßig wird der Zylinderkopf des 4A-GE mit 16 Ventilen (1988 bis 1991) mit 29 Nm und anschließend in zwei Stufen von 90° angezogen.

Verstärkte ARP-Zylinderkopfstehbolzen

Die Zylinderkopfverschraubung arbeitet ständig: Sie hält den Kopf fest auf dem Block, presst die Dichtung auf den richtigen Wert zusammen und hält dem Gasdruck bei jeder Verbrennung stand. Verliert sie auch nur etwas Spannung, beginnt die Dichtung zu lecken.

Für diese Motoren werden zwei ARP-Sätze mit Stehbolzen und Muttern angeboten, beide mit M10 x 1,25-Gewinde: der 203-4203 aus 8740 für den 4A-GE mit 16 Ventilen und der 203-4304 aus ARP2000 für den 4A-GE mit 20 Ventilen.

Laut den Anleitungen werden die Stehbolzen zuerst von Hand in den Block geschraubt; danach wird der Zylinderkopf aufgesetzt, dann werden Scheiben und Muttern in der Reihenfolge des Herstellers mit dem Drehmoment angezogen.

8740 ist ein Chrom-Molybdän-Stahl, den ARP mit 190.000 psi Zugfestigkeit angibt. Zum Vergleich: Die Serienverschraubung eines Motors gehört meist den Festigkeitsklassen 10.9 und 12.9 an, mit einer Mindestzugfestigkeit zwischen 150.800 und 176.900 psi.

Die Baureihe ARP2000 beruht auf einem von ARP entwickelten legierten Stahl: Nach der Wärmebehandlung erreicht er 220.000 psi Zugfestigkeit, anschließend werden die Gewinde gerollt. Da Serienschrauben in der Regel den Klassen 10.9 und 12.9 angehören, also mindestens 150.800 bis 176.900 psi, übertrifft ARP2000 sie um 24 bis 46 %.

An diesem Vierzylinder liegt die Grenze der 8740-Stehbolzen in M10 x 1,25 bei 500 PS (berechneter Richtwert). Diese ARP2000-Stehbolzen in M10 x 1,25 sind für bis zu 600 PS an diesem Vierzylinder berechnet (berechneter Richtwert).

Technische Merkmale

Anzugsdrehmoment

Für beide Sätze: die Stehbolzen werden von Hand in den Block eingesetzt, ohne Drehmomentschlüssel. Für eine dauerhafte Montage akzeptiert die Anleitung eine Schraubensicherung, wobei das Anziehen vor dem Aushärten abgeschlossen sein muss.

Münden die Stehbolzen in einen Kühlmittelraum, sehen die Anleitungen ein ARP-Dichtmittel auf ihren Gewinden vor.

Das Anziehen auf Drehmoment erfolgt in drei Schritten in der vom Motorhersteller festgelegten Reihenfolge, mit ARP-Schmiermittel auf den Gewinden und unter den Muttern, Voraussetzung für die Werte der Tabelle.

Die Anleitung sieht ARP-Schmiermittel auch auf den Scheiben vor.

Diese Werte stammen aus den ARP-Anleitungen 203-4203 und 203-4304; maßgeblich ist allein die gültige offizielle Anleitung, auch für das gesamte Verfahren und die Anzugsreihenfolge. ARP-Anleitung 203-4203 aufrufen ; ARP-Anleitung 203-4304 aufrufen

Technischer Leitfaden

Die angegebenen Anzugsdrehmomente gelten nur mit ARP-Montagefett auf den Gewinden und unter den Muttern.

Die Marke ARP

Gary Holzapfel, ehemaliger Luft- und Raumfahrtingenieur, gründete ARP (Automotive Racing Products) Anfang der 1970er Jahre, um Motorschäden durch zu wenig feste Verschraubungen im Rennsport zu begegnen. Heute entwickelt und fertigt die Marke in Kalifornien tausende Teile in mehreren Werkstoffgüten je nach Bedarf.

Die Vorteile gegenüber den Originalschrauben

Kriterium	Original-Kopfschrauben	8740-Stehbolzen	ARP2000-Stehbolzen
Anzugsverfahren	Drehmoment, dann Drehwinkel (16 Ventile, 1988-1991)	Nur Drehmoment, in 3 Stufen	Nur Drehmoment, in 3 Stufen
Gewinde im Block	Bei jedem Anziehen belastet	Geschont (Stehbolzen von Hand eingedreht)	Geschont (Stehbolzen von Hand eingedreht)

Wann Stehbolzen notwendig werden

Bei einem serienmäßigen Motor erfüllt die Originalverschraubung ihre Aufgabe. Der Wechsel zu einer verstärkten Verschraubung lohnt sich, sobald:

• Aufladung an einem Saugmotor 4A-GE nachgerüstet (Turbo oder Kompressor) oder höherer Verbrennungsdruck
• Das Verdichtungsverhältnis erhöht wird
• Eine verstärkte MLS-Dichtung verbaut wird, die eine hohe und gleichmäßige Vorspannung braucht
• Der Kopf bereits abgehoben hat oder die Dichtung bereits versagt hat
• Der Motor im Wettbewerb läuft, mit intensiven Wärmezyklen und wiederholten Demontagen

Fahrzeugkompatibilität

Warum ist das die wirtschaftlichste Lösung?

Die Original-Zylinderkopfverschraubung ist für die Serienleistung ausgelegt: Sobald der Verbrennungsdruck steigt, leiden Dichtung und Verschraubung als Erste. Verstärkt aus 8740 oder ARP2000, hält die ARP-Verschraubung einem deutlich höheren Druck stand; das Risiko einer undichten Dichtung oder eines Schraubenbruchs sinkt, und mit ihm das Risiko einer Reparatur, die weit mehr kostet als der Satz.