Versterkte ARP-cilinderkoptapeinden Toyota 4A-GE 16v 20v

De betrokken motoren

De 4A-GE is de atmosferische 1,6-liter lijnviercilindermotor van Toyota (originele boring 81 mm), geleverd in uitvoeringen met 16 en 20 kleppen (Silver Top en Black Top). Hij zit onder meer in de Corolla AE86 en AE92 GTi, de MR2 AW11 en de Corolla Levin en Sprinter Trueno AE101 en AE111. ARP koppelt kit 203-4203 aan de 4A-GE met 16 kleppen en kit 203-4304 aan de 4A-GE met 20 kleppen.

Af fabriek wordt de cilinderkop van de 4A-GE met 16 kleppen (1988 tot 1991) aangehaald met 29 Nm en daarna in twee stappen van 90°.

Versterkte ARP-cilinderkoptapeinden

De cilinderkopbouten werken voortdurend: ze houden de kop tegen het blok gedrukt, persen de pakking op de juiste waarde samen en houden de druk van de gassen bij elke verbranding tegen. Verliezen ze ook maar een beetje spanning, dan begint de pakking te lekken.

Voor deze motoren worden twee ARP-kits met tapeinden en moeren aangeboden, beide met M10 x 1,25-draad: de 203-4203, in 8740, voor de 4A-GE met 16 kleppen, en de 203-4304, in ARP2000, voor de 4A-GE met 20 kleppen.

Volgens de handleidingen worden de tapeinden eerst met de hand in het blok gedraaid; daarna wordt de cilinderkop geplaatst en worden ringen en moeren op koppel aangehaald in de volgorde van de fabrikant.

8740 is een chroom-molybdeenstaal dat ARP opgeeft met 190.000 psi treksterkte. Ter referentie: de standaardbouten van een motor behoren meestal tot de sterkteklassen 10.9 en 12.9, met een minimale treksterkte tussen 150.800 en 176.900 psi.

De ARP2000-reeks is gebaseerd op een door ARP ontwikkeld gelegeerd staal: na de warmtebehandeling haalt het 220.000 psi treksterkte, waarna de schroefdraad wordt gerold. Standaardbouten vallen doorgaans in de klassen 10.9 en 12.9, dus minimaal 150.800 tot 176.900 psi; ARP2000 ligt daar 24 tot 46 % boven.

Op deze viercilinder ligt de grens van de 8740-tapeinden in M10 x 1,25 bij 500 pk (berekende richtwaarde). Deze ARP2000-tapeinden in M10 x 1,25 zijn berekend op maximaal 600 pk op deze viercilinder (berekende richtwaarde).

Technische kenmerken

Aanhaalmoment

Voor beide kits: de tapeinden worden met de hand in het blok gemonteerd, zonder momentsleutel. Voor een definitieve montage aanvaardt de handleiding schroefdraadborging, waarbij het aanhalen voor het uitharden klaar moet zijn.

Komen de tapeinden uit in een koelmiddelkanaal, dan schrijven de handleidingen een ARP-afdichtmiddel op hun draad voor.

Het aanhalen op koppel gebeurt in drie stappen, in de volgorde van de motorfabrikant, met ARP-smeermiddel op de schroefdraad en onder de moeren, een voorwaarde voor de waarden in de tabel.

De handleiding schrijft ook ARP-smeermiddel op de ringen voor.

Deze waarden komen uit de ARP-handleidingen 203-4203 en 203-4304; alleen de geldende officiële handleiding is bindend, ook voor de volledige procedure en de aanhaalvolgorde. Raadpleeg de ARP-handleiding 203-4203 ; Raadpleeg de ARP-handleiding 203-4304

Technische gids

De opgegeven aanhaalmomenten hebben alleen zin met ARP-montagevet, aangebracht op de schroefdraad en onder de moeren.

Het merk ARP

Gary Holzapfel, voormalig lucht- en ruimtevaartingenieur, richtte ARP (Automotive Racing Products) begin jaren 1970 op om motorschade door te weinig sterke bouten in de racerij aan te pakken. Vandaag ontwikkelt en maakt het merk in Californië duizenden onderdelen, in verschillende materiaalkwaliteiten naargelang de behoefte.

De voordelen ten opzichte van de originele bouten

Criterium	Originele kopbouten	8740-tapeinden	ARP2000-tapeinden
Aanhaalmethode	Koppel en daarna hoek (16 kleppen, 1988-1991)	Alleen koppel, in 3 stappen	Alleen koppel, in 3 stappen
Draad in het blok	Bij elke aanhaling belast	Gespaard (tapeinden met de hand ingedraaid)	Gespaard (tapeinden met de hand ingedraaid)

Wanneer tapeinden noodzakelijk worden

Op een motor die origineel is gebleven, doen de standaardbouten hun werk. Overstappen op versterkte bouten wordt zinvol zodra:

• Opgeladen motor: turbo of compressor toegevoegd aan een atmosferische 4A-GE, of hogere verbrandingsdruk
• De compressieverhouding wordt verhoogd
• Er een versterkte MLS-pakking wordt gemonteerd, met haar behoefte aan een hoge en gelijkmatige voorspanning
• De kop al eens is losgekomen of de pakking al heeft begeven
• De motor in wedstrijden wordt gebruikt, met intense warmtecycli en herhaalde demontages

Voertuigcompatibiliteit

Waarom is dit de voordeligste oplossing?

De originele kopbevestigingen zijn berekend op het standaardvermogen: zodra de verbrandingsdruk stijgt, hebben pakking en bevestigingen het eerst te lijden. Versterkt in 8740 of ARP2000 verdragen ARP-bevestigingen een duidelijk hogere druk; het risico op een bezwijkende pakking of een gebroken bout daalt, en daarmee het risico op een herstelling die veel meer kost dan de kit.