Verstärkte ARP-Zylinderkopfstehbolzen Toyota Subaru 4U-GSE FA20

Der betroffene Motor

Der 4U-GSE, bei Subaru FA20 genannt, ist der 2,0-Liter-Boxer-Vierzylinder mit sechzehn Ventilen ohne Aufladung, den Toyota und Subaru gemeinsam entwickelt haben; er sitzt im Toyota GT 86, im Scion FR-S und im Subaru BRZ. ARP ordnet ihm zwei Stehbolzensätze aus ARP2000 zu, beide mit 12-Kant-Muttern: den 203-4305 für Toyota und den 260-4301 für Subaru.

Ab Werk wird der Zylinderkopf dieses Motors mit Zylinderkopfschrauben befestigt; diese ARP-Sätze ersetzen sie durch Stehbolzen und Muttern.

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 diesen Motor gibt es zwei ARP-Sätze: den 203-4305, für Toyota angegeben, und den 260-4301, für Subaru angegeben, beide aus ARP2000, mit Gewinde M11 x 1,25 und 12-Kant-Muttern. Ihre Anleitungen unterscheiden sich: Beim 203-4305 werden die Stehbolzen vor dem Aufsetzen des Kopfes handfest eingedreht, beim 260-4301 erst nach dem Aufsetzen von Kopf und Dichtung. 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 %. In M11 x 1,25 halten die ARP2000-Stehbolzen bis zu 700 PS an diesem Vierzylinder stand (berechneter Richtwert).

Technische Merkmale

Anzugsdrehmoment

Stehbolzen 203-4305: beim Eindrehen in den Block wird kein Drehmoment auf die Stehbolzen gegeben: Sie werden von Hand eingeschraubt. Die Anleitung lässt eine Schraubensicherung für die dauerhafte Montage zu, sofern das Anziehen vor dem Aushärten des Mittels beendet ist.

Die Anleitung verlangt, die Blockgewinde vor dem Einbau zu reinigen, bei Bedarf mit dem ARP-Gewindebohrer M11 x 1,25.

Ein Stehbolzen, der in den Kühlmantel mündet, erhält ARP-Dichtmittel auf dem im Block verschraubten Teil; Loctite ist bei dauerhafter Montage zulässig.

Anders als beim 260-4301 lässt diese Anleitung beide Seiten der Unterlegscheiben, zusammen mit Gewinden und Muttern, vor den drei gleichen Stufen mit Ultra-Torque schmieren.

Stehbolzen 260-4301: jeder Stehbolzen wird ohne Drehmoment von Hand in den Block geschraubt. Die Anleitung dieses Kits erwähnt keine Schraubensicherung; ARP weist darauf hin, dass manche Motorenbauer eine mittelfeste (blaue) auf der Blockseite verwenden, jedoch nie auf den Muttern, nie zusammen mit ARP-Fett und nur, wenn das Anziehen vor dem Aushärten abgeschlossen ist.

Diese Anleitung verlangt trockene Auflageflächen am Kopf und trockene Unterlegscheiben: jede Ölspur wird von beiden Seiten jeder Scheibe abgewischt, und das Ultra-Torque kommt nur auf die Gewinde der Stehbolzen und unter die Muttern.

Die Blockgewinde werden vor dem Einbau gereinigt, bei Bedarf mit dem ARP-Gewindekamm M11 x 1,25; die Anleitung nennt auch kein Dichtmittel, und der Sechskant am Ende jedes Stehbolzens dient nur zum Ein- und Ausdrehen.

Das Endanziehen erfolgt in drei aufeinanderfolgenden Stufen nach der Anzugsreihenfolge des Herstellers; diese Drehmomente gelten nur mit ARP-Montageschmiermittel auf den Gewinden und unter den Muttern.

Diese Anzugswerte folgen den ARP-Anleitungen 203-4305 und 260-4301; für das gesamte Verfahren, einschließlich der Anzugsreihenfolge des Herstellers, bleibt die jeweils gültige offizielle Anleitung jedes Satzes maßgeblich. ARP-Anleitung 203-4305 aufrufen; ARP-Anleitung 260-4301 aufrufen

Technischer Leitfaden

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

Die Marke ARP

Anfang der 1970er Jahre von Gary Holzapfel gegründet, der aus der Luft- und Raumfahrt kam, hat sich ARP (Automotive Racing Products) zum Ziel gesetzt, Motorschäden durch unzureichende Verschraubungen im Wettbewerb zu beseitigen. Ihre Tausende von Referenzen werden in Kalifornien entwickelt und produziert, in mehreren Werkstoffgüten je nach Anwendung.

Die Vorteile gegenüber den Originalschrauben

Kriterium	Original-Kopfschrauben	Verstärkte ARP-Stehbolzen
Gewinde im Block	Bei jedem Anzug belastet	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:

• 4U-GSE (FA20) getunt, mit oder ohne nachgerüstete Aufladung: Leistung über Serie
• 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?

Bei einem getunten 4U-GSE oder FA20 begrenzen die Originalschrauben die Last auf die Dichtung. ARP2000-Stehbolzen mit 11 mm tragen sie deutlich höher, zu einem Preis, der mit einem abzuschleifenden Kopf und einer neuen Dichtung nicht zu vergleichen ist.