Cummins 4BT 101

2 Der 4BT-Motor wird seit den späten 1980er Jahren in kommerziellen Nutzfahrzeugen und industriellen Baumaschinen eingesetzt und eignet sich aufgrund seiner extrem einfachen Funktionalität gut als Transplantationsmotor, wenn Platzmangel den Einsatz des größeren 6-Zylinder 5.9L Cummins einschränkt. Mit dem Zylinderkopf des 4BT-Motors sollte sich jemand, der Erfahrung mit 12-Volt-Cummins hat, wie zu Hause fühlen; der 4BT ist praktisch derselbe, nur zwei Kolben fehlen natürlich.

1 Der 3.9L 4BT Cummins Dieselmotor hat sich in den letzten Jahren zu einer äußerst beliebten Plattform für Umbauprojekte entwickelt und das aus gutem Grund. Er teilt praktisch alle internen und externen Bauteile mit seinem großen Bruder, dem 5.9L 12V Cummins, der in den Dodge Ram Pickups von 1989-98 zu finden ist, und wird in Hunderten von kommerziellen und industriellen Anwendungen als Standardausrüstung eingesetzt.

2 Der 4BT-Motor wird seit den späten 1980er Jahren in kommerziellen Nutzfahrzeugen und industriellen Baumaschinen eingesetzt und eignet sich aufgrund seiner extrem einfachen Funktionalität gut als Transplantationsmotor, wenn Platzmangel den Einsatz des größeren 6-Zylinder 5.9L Cummins einschränkt. Mit dem Zylinderkopf des 4BT-Motors sollte sich jemand mit 12V-Cummins-Erfahrung wie zu Hause fühlen; der 4BT ist praktisch derselbe, nur zwei Kolben fehlen natürlich.

3 Der 4BT-Motor verwendet ein einfaches Zwei-Ventil-System pro Zylinder, offensichtlich eines für den Einlass und eines für den Auslass. Dieses Design ist zwar mit der Einführung des Vier-Ventil-pro-Zylinder-Designs in den 6BT-Motoren von 1998,5+ etwas „veraltet“, aber es ist immer noch ein ausreichendes und robustes Design, vor allem für die kleineren Kubikzoll-Anwendungen mit 130-180 PS, für die die meisten 4BT-Motoren entwickelt wurden.

4&5 ACD Engines aus Salt Lake City, Utah, ist ein starker Cummins-Motoren- und -Ersatzteilhändler mit jahrelanger Erfahrung sowohl mit der 6BT- als auch mit der 4BT-Plattform. Durch ihre Geschäftspraktiken sind sie für ihre 4BT-Umbauprojekte bekannt geworden und haben gerade völlig neue Motorinterna entwickelt, um den durchschnittlichen industriellen 130-PS-Vierzylinder-Diesel auf völlig neue Leistungshöhen zu bringen. Beginnend mit einem einzigartigen Pleuel- und Kolbendesign wird ACD bald komplette Stroker-Kits für jeden anbieten, der die Leistung seiner 4BT-Plattform steigern möchte. Das erste Bild zeigt die neue H-Träger 4340 Billet Pleuelstange, die speziell für den 4BT Motor entwickelt wurde. Diese Pleuel helfen nicht nur dabei, den Hub des Motors zu erhöhen, sondern bieten auch eine unübertroffene Haltbarkeit, um den extremen Zylinderdrücken standzuhalten, die durch die massive Leistung und das Drehmoment dieser Motoren entstehen. Das zweite Bild zeigt die neue H-Träger-Stange (oben) im Vergleich zu einer 4BT-Werksstange (unten). Einem ungeschulten Auge mag nicht viel auffallen, aber die Konstruktion und das Material der ACD-Pleuel sind weit überlegen.

6 Eine Nahaufnahme der beiden Kolbenenden der Pleuelstangen zeigt, woher ein Teil des zusätzlichen Kolbenhubs kommt. Ist Ihnen aufgefallen, dass der Durchmesser des Kolbenbolzens viel kleiner ist als der des Pleuels? Diese neue Pleuelstange wurde ausschließlich für die Verwendung mit den geschmiedeten ACD-Kolben entwickelt, die einen Kolbenbolzen aus Werkzeugstahl verwenden. Die Kombination aus Pleuel und Kolben erhöht den Kolbenhub des 4BT von werksseitig 4,72 Zoll auf massive 5,430 Zoll. Dies allein erhöht die Kubikzollzahl des Motors von 239 auf knapp über 275 und macht aus einem durchschnittlichen 3.9L 4BT einen 4.5L Motor.

7&8 Wie bereits erwähnt, musste ACD, wie bereits erwähnt, ein völlig neues Kolbendesign für seine Stroker Kits entwickeln, um den Gesamthub des Motors zu vergrößern und mit den neu entwickelten Billet-Pleuelstangen zu arbeiten. Da ACD weiß, dass Kunden, die sich für ein 4BT Stroker Kit interessieren, so viel PS wie möglich erreichen wollen, entschied sich ACD für robuste Schmiedekolben, um maximale Festigkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten. Die Kombination aus geschmiedetem Kolben und Handgelenkbolzen aus Werkzeugstahl mit spezieller Beschichtung zur Verringerung von Verschleiß und Reibung sollte für ein nahezu unzerstörbares Endprodukt sorgen. Auch die Kolbenmulden wurden im Vergleich zu einem Serienkolben überarbeitet, um einen besseren Wirbeleffekt für eine sauberere und effizientere Verbrennung im Brennraum zu erzielen.

9 Auf der Werkbank nebeneinander sitzend, sieht der Serienkolben auf der linken Seite ganz anders aus als der von ACD Engines entwickelte. Der kürzere Schaft und die viel höhere Position des Kolbenbolzens wurden verwendet, um den Gesamthub des Kolbens noch einmal zu vergrößern, was mehr Hubraum und Leistungspotenzial ermöglicht. Mehr Hubraum bedeutet, dass mehr Luft und Kraftstoff in die Zylinder gesaugt werden können, um hoffentlich mehr Leistung zu erzeugen.

10 Für das neue Schmiedekolbendesign entschied sich ACD für komplett spaltfreie Kolbenringsätze, um das Durchblasen des Zylinderdrucks zu begrenzen und die gesamte Verbrennungskraft im Zylinder zu halten, wo sie hingehört. Dieses Ringdesign ist ebenfalls langlebig, aber die Bearbeitung des Blocks ist kritisch, insbesondere bei der Verwendung von Schmiedekolben. Während ein herkömmlicher Gusskolben nur einen Abstand von etwa 0,005 Zoll zur Zylinderwand benötigt, quillt ein Schmiedekolben unter Hitze und Belastung stärker auf, so dass der Abstand zwischen Kolben und Wand vergrößert werden muss, damit die Ringe nicht verkleben und möglicherweise Kolben und Motorblock ruinieren.

11 ACD Engines hat vor, diesen ersten Monster Stroker 4BT-Motor in den H1 Hummer ihrer Werkstatt einzubauen, der auf speziell angefertigten Achsen und 40-Zoll-Reifen ruht. Die Werkstatt will das Leistungspotenzial des kleinen 4BT und seine extreme Vielseitigkeit unter Beweis stellen, sowohl als perfekter Dieselmotor für ein älteres Fahrzeug mit nur leichten Leistungssteigerungen (wie die Nockenwelle und die Einspritzpumpe von ACD), als auch um einen serienmäßigen 4BT von seinen wenig überzeugenden 130 PS auf 200 oder sogar 250 PS zu steigern, bis hin zu einem vollwertigen Wettbewerbsmotor mit 700+ PS, wie dieser Stroker es werden soll. Wie bei jedem Motorbau beginnt alles mit einem sauberen, nackten Motorblock, der auf präzise Zylinder- und Kurbelwellenmaße bearbeitet werden muss.

12 Während der 5.9L 6BT Cummins bei hohen Leistungen Probleme mit dem Blockflex und der Hauptkappe bekommen kann, ist der kürzere 4BT nicht so anfällig für diese Probleme. ACD bevorzugt jedoch immer noch die Verwendung eines Gorilla-Gürtels am unteren Ende, um alles im unteren Teil des Motors zusammenzuhalten. ARP-Hauptbolzen werden ebenfalls verwendet, um sicherzustellen, dass die richtige Klemmkraft auf den Gürtel und die Kurbelwellen-Hauptkappen ausgeübt wird.

13 Auf der Seite der Zylinderköpfe sind die Upgrades für den 4BT von ACD Engines weitgehend identisch mit denen, die man bei den 12-Volt-Cummins-Leistungsmotoren findet: Hi-Rev-Ventilfedern, Titanteller, Stößelstangen aus Chromoly usw. Für diese spezielle Anwendung wird ACD auch vollständig geöffnete und polierte Einlass- und Auslasskanäle sowie größere Ventile verwenden, um das Luftvolumen zu erhöhen, das dem Motor zugeführt und von ihm ausgestoßen wird. Um die Leistung dieser größeren Ventile zu erhöhen, hat ACD unzählige Stunden damit verbracht, verschiedene Nockenwellenprofile zu entwickeln, die den Hub und die Dauer in den 4BT-Motoren maximieren. Da die Einspritzvorgänge beim Reihenvierzylinder so dicht beieinander liegen, ist das richtige Nockenwellenprofil entscheidend für die Leistung dieser Motoren. ACD kann die richtige Nockenwelle für jeden Aufbau empfehlen; ob für Leistung oder Kraftstoffeffizienz, ihre Nockenwellen können bei fast jeder 4BT-Anwendung helfen.

14 Bei hochdrehenden und leistungsstarken Motoranwendungen ist die werksseitig eingepresste Gefrierschraube ein häufiger Fehlerpunkt. Um dem vorzubeugen, hat ACD Engines die Wasseranschlüsse des Zylinderkopfes mit Gewinden versehen.

15 Da dieser Motor mit höherem Ladedruck betrieben wird, wird der Zylinderkopf so bearbeitet, dass ein spezieller Kopfdichtungssatz mit Feuerring und ARP-Stehbolzen verwendet wird. Aufgrund des Wechsels von den werksseitigen Kopfbolzen zu den stärkeren ARPs müssen, wie bei jedem 6BT Cummins Motor, die werksseitigen Kipphebelsockel bearbeitet werden, um Spiel zu haben.

16 Die Bosch P7100 Einspritzpumpe hat einen langen Weg hinter sich, seit sie ursprünglich für die Ram Trucks von 1994-98 entwickelt und gebaut wurde. Ursprünglich entwickelt, um den mittleren 200-PS-Bereich zu unterstützen, bewegt die 4BT-Plattform mit nur vier Zylindern noch weniger Kraftstoff, da sie in den meisten Anwendungen nur für 130-150 PS benötigt wurde. Die ACD-Einspritzpumpe basiert auf den Erkenntnissen des riesigen 12-Volt-Leistungsmarktes und nutzt dieselben Techniken und Modifikationen. Diese 13-mm-Pumpe verwendet lasergeschnittene Einlassventile, Stecker mit maximalem Hubweg, stärkere Niederhalter und ein speziell für die 4BT-Pumpe entwickeltes Nockendesign, um die Kraftstoffeinspritzung bei den schnelleren Einspritzvorgängen zu maximieren, denen der Vierzylindermotor ausgesetzt ist. Diese spezielle Pumpe ist in der Lage, bis zu 800 ccs Kraftstoff zu fördern, was mehr als genug sein sollte, um den großen H1 Hummer die Straße hinunter zu bewegen (und dabei lange Burnouts im dritten Gang zu machen).

17&18 Wieder einmal, Dank ihrer Kenntnisse des 12-V-Cummins-Ersatzteilmarkts wurden auch die Einspritzdüsen für den 4BT-Motor überarbeitet, um die Kraftstoffmenge zu maximieren, die effizient eingespritzt und in den Zylindern verbrannt werden kann. Die Einspritzdüsen mit doppelter Zuführung und die speziell angepassten Düsen sollten mehr als genug sein, um das 800-PS-Ziel von ACD zu erreichen. Die kundenspezifischen High-Flow-Einspritzleitungen werden auch verwendet, um jegliche Beschränkungen zwischen den Einspritzpumpen-Förderventilen und den Einspritzdüsen zu beseitigen.

Aufgrund ihrer Erfahrung mit der industriellen Seite der Cummins-Motorenplattformen wird ACD diese OEM-Cummins-Ventilabdeckungen für diesen Hochleistungsmotor verwenden, die eine doppelte Belüftung bieten. Während die spaltlosen Kolbenringe den größten Teil des Blow-By des Motors reduzieren sollten, werden die High-Flow-Entlüfter in diesen Ventilabdeckungen viel effizienter sein als die werksseitigen einzelnen Zylinderabdeckungen, die man bei den meisten 4BT- und 6BT-Motoren findet.

20 Da die Ansaug- und Auspuffseite des Zylinderkopfs mit Anschlüssen versehen und poliert wurde, um den Luftstrom durch den Kopf zu maximieren, ist es nur natürlich, dass auch ein Auspuffkrümmer-Upgrade verwendet wird. Es gibt zwar verschiedene Auspuffkrümmer im OEM-Stil für den 4BT, die für verschiedene Installationsanforderungen verwendet werden können, aber sie haben nicht unbedingt den Durchfluss, den ein Hochleistungsmotor wie dieser benötigt. Daher wandte sich ACD Engines an Steed Speed, die diese kundenspezifisch gefertigten Krümmer anbieten, die sowohl mit T3- als auch mit T4-Turboflanschen sowie mit mittig und oben montierten Auslassöffnungen erhältlich sind. Diese verschiedenen Turbo-Montagepositionen sollten mehr als genug sein, um einen 4BT in das Chassis von so ziemlich allem einzubauen.

Dieser Toyota Land Cruiser aus dem Jahr 1992 stand auf dem Regal, als wir bei ACD waren, um Fotos von ihren 4BT Stoker-Kits zu machen; er wurde bereits auf eine 4BT-Motorplattform umgerüstet, bei der eine von ACD speziell angefertigte Nockenwelle und überarbeitete rotierende VE-Einspritzpumpen zum Einsatz kommen, die die Leistung von 130 PS auf fast 200 PS steigern. Die Leistungs- und Drehmomentsteigerung sollte ausreichen, um den Land Cruiser mit Leichtigkeit die Autobahn hinauf und hinunter zu bewegen und gleichzeitig ein gutes, nutzbares Leistungsband im Gelände und einen ausgezeichneten Kraftstoffverbrauch im Straßenverkehr zu bieten.

ACD Engines sind Experten für diese 4BT-Umbauten und haben den kleinen Cummins-Motor in so ziemlich alles eingebaut, von Jeeps über Mini-Trucks bis hin zu einem Krankenwagen aus der Mitte der 50er Jahre. Unter der Motorhaube dieses Land Cruiser werden Sie feststellen, dass der Vierzylinder-Dieselmotor nahezu perfekt passt und die werksseitige Heizung und Klimaanlage mit einigen von ACD angefertigten Halterungen in vollem Umfang weiter genutzt werden kann. Die Hinzufügung eines Ladeluftkühlers vor dem Kühler trägt ebenfalls zur Effizienz des Turbos und des Motors bei.

Während Sie vielleicht denken, dass die ganze Magie dieses Umbaus unter der Motorhaube des Land Cruiser zu finden ist, war ACD gerade dabei, das neue Getriebe und Verteilergetriebe zu installieren. Der leicht aufgerüstete 4BT wird vom NV4500 Fünfgang-Schaltgetriebe unterstützt, das in den Dodge Ram Trucks von 1994-2000 zu finden ist. Das Verteilergetriebe ist ebenfalls eine Einzelanfertigung, die mit Hilfe eines Adapterrings einen beifahrerseitigen Heckwellenausgang ermöglicht, um die korrekten Antriebswinkel mit den Original-Vorder- und -Hinterachsen des Land Cruisers beizubehalten.