Verstärkte ARP-Zylinderkopfstehbolzen BMW MINI Toyota B48B20 B46B20 B48A20

Die betroffenen Motoren

Der B48B20 ist der turboaufgeladene 2,0-Liter-Reihenvierzylinder-Benziner von BMW (1.998 cm³, Bohrung 82 mm, Hub 94,6 mm), der seit 2014 gebaut wird. Er treibt zahlreiche BMW-Modelle an, von der 1er- bis zur 7er-Reihe, die X3 bis X6 und den Z4, sowie den Toyota GR Supra 2.0; unter dem Code B48A20 treibt er auch die MINI Cooper S und John Cooper Works an. Der B46B20, von ARP zusammen mit ihm genannt, gehört zur Anwendungsliste.

Serienmäßig wird der Zylinderkopf des B48B20 von zehn M11-Schrauben mit 188 mm Länge gehalten.

Verstärkte ARP-Zylinderkopfstehbolzen

Aufgabe der Zylinderkopfverschraubung ist es, den Kopf trotz des Drucks in den Brennräumen fest mit dem Block zu verbinden. Sie hält die Dichtung verpresst; sobald ihre Klemmkraft nachlässt, treten Undichtigkeiten zwischen Kopf und Block auf.

Für diese Motoren werden vier ARP-Sätze angeboten, jeweils mit 10 Stehbolzen und 12-Kant-Muttern, Durchmesser M11. Die Sätze 201-4704 (BMW und MINI) und 203-4707 (Toyota GR Supra) bestehen aus ARP2000; die Sätze 401-4704 (BMW und MINI) und 403-4707 (Toyota GR Supra) aus CA625+.

Laut Anleitung werden zuerst Zylinderkopf und Dichtung aufgesetzt; die Stehbolzen werden danach in den Block eingeschraubt.

Der von ARP entwickelte legierte Stahl ARP2000 wird auf 220.000 psi Zugfestigkeit wärmebehandelt; die Gewinde werden nach der Behandlung gerollt. Gegenüber den Klassen 10.9 und 12.9 der Serienverschraubung mit 150.800 bis 176.900 psi Mindestzugfestigkeit beträgt der Unterschied 24 bis 46 %.

Werkstoff der CA625+-Ausführung: Custom Age 625+, eine Superlegierung, die ARP mit 260.000 bis 280.000 psi typischer Zugfestigkeit angibt. ARP hebt ihre Dauerfestigkeit, ihre Zähigkeit, ihre vollständige Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und Oxidation sowie ihre Unempfindlichkeit gegen Wasserstoffversprödung und Spannungsrisskorrosion hervor. Ab Werk verbaute Schrauben liegen üblicherweise in den Klassen 10.9 und 12.9, mit 150.800 bis 176.900 psi Mindestzugfestigkeit.

In M11 halten die ARP2000-Stehbolzen bis zu 700 PS an diesem Vierzylinder stand (berechneter Richtwert). An diesem Vierzylinder liegt die Grenze der CA625+-Stehbolzen in M11 bei 800 PS (berechneter Richtwert).

Technische Merkmale

Anzugsdrehmoment

Für alle vier Sätze: 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.

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.

Montieren Sie die Scheiben vollkommen trocken und reinigen Sie beide Seiten; entfetten Sie auch die Auflageflächen des Kopfes, sonst wäre das Anziehen nicht gleichmäßig.

Diese Drehmomente stammen aus den ARP-Anleitungen 201-4704, 401-4704, 203-4707 und 403-4707 in der am Tag der Veröffentlichung gültigen Fassung. Bei Abweichungen gilt die offizielle Anleitung; sie beschreibt auch das gesamte Verfahren und die Anzugsreihenfolge. ARP-Anleitung 201-4704 aufrufen ; ARP-Anleitung 401-4704 aufrufen ; ARP-Anleitung 203-4707 aufrufen ; ARP-Anleitung 403-4707 aufrufen

Technischer Leitfaden

Um die vorgesehene Vorspannung zu erreichen, muss ARP-Montagefett auf den Gewinden und unter den Muttern sein: Die Drehmomente der Tabelle sind damit ermittelt.

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. Die tausenden Referenzen werden in Kalifornien entwickelt und produziert, in mehreren Werkstoffgüten je nach Anwendung.

Die Vorteile gegenüber den Originalschrauben

Kriterium	Original-Kopfschrauben	ARP2000-Stehbolzen	CA625+-Stehbolzen
Hauptbefestigungen	10 M11-Schrauben	10 M11-Stehbolzen	10 M11-Stehbolzen
Gewinde im Block	Bei jedem Anziehen belastet	Geschont (von Hand eingeschraubt)	Geschont (von Hand eingeschraubt)

Wann Stehbolzen notwendig werden

Eine Serienverschraubung bleibt geeignet, solange der Motor seinen ursprünglichen Verbrennungsdruck behält. In folgenden Fällen stößt sie an ihre Grenzen:

• Erhöhter Ladedruck, durch eine Motorneuprogrammierung oder einen Turbowechsel
• Für mehr Leistung erhöhtes Verdichtungsverhältnis
• Verstärkte MLS-Zylinderkopfdichtung, die eine hohe und gleichmäßige Vorspannung verlangt
• Bereits abgehobener Kopf oder bereits undichte Dichtung
• Renn- oder Rundstreckeneinsatz mit wiederholtem Aufheizen und häufigen Demontagen

Fahrzeugkompatibilität

Warum ist das die wirtschaftlichste Lösung?

Die Original-Zylinderkopfverschraubung stößt an ihre Grenze, sobald der Verbrennungsdruck steigt, zum Beispiel mit einem größeren Turbo oder einer Motorneuprogrammierung. Die verstärkte, also festere Verschraubung aus ARP2000 oder CA625+ hält einem viel höheren Druck stand: Das Risiko einer undichten Dichtung oder eines Bruchs sinkt, und damit das einer teuren Reparatur.