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RGT

ich sag nur "little RB"

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Systemvergleich CA18DET vs. SR20DET

Obwohl der SR20DET im S14 (eigentlich bereits schon im RS13) die Nachfolge für den CA18DET antritt, sind beide Motoren doch so sehr unterschiedlich, so dass der SR20DET meines Erachtens nach nicht als eine Evolution des CA18DET betrachtet werden darf.

Dieser Systemvergleich soll die vielen Unterschiede des SR20DET zum CA18DET aufzeigen. Ich habe die Informationen aus einigen englischsprachigen Seiten und Foren im Internet zusammengetragen. Mein persönlicher Favorit ist natürlich der CA18DET, wobei ich mit diesem Systemvergleich keinesfalls den SR20DET schlecht reden will. Dennoch sollte dieser Artikel nachdenklich stimmen, wenn man ernsthaft über einen Wechsel auf SR20DET plant, denn der CA18DET schneidet überraschend gut ab.

1. Erste Unterschiede

CA18DET / SR20DET
Hubraum1809 ccm / 1998 ccm
Bohrung / Hub83mm-83,6mm / 86mm-86mm
Steuerung Zahnriemen / Kette
Nocke pro Ventil 1 / 1 Nocke für 2 Ventile
Drehzahlbegrenzer 7200 U/Min / 7500 U/Min.
Zylinderblock Grauguss / Aluminium
Leistung 169 PS bei 6400 U/Min / 200 PS bei 6400 U/Min.
Drehmoment 225 NM bei 4000 U/Min. / 265 NM bei 4800 U/Min.

Diese Liste suggeriert einen klaren Vorteil für den SR20DET im Vergleich zum CA18DET, was aber nicht unbedingt der Fall sein muss. Einem Bericht nach soll der CA18DET den großen Brüdern aus dem Nissan Skyline entsprechen – Motorkennbuchstabe RB. Leider kann ich das nicht bestätigen, aber ein Blick z.B. auf einen RB25DET und auf den CA18DET lassen die Ähnlichkeiten beider Motor schnell erkennen. Das macht natürlich Hoffnung. Ein weiterer Pluspunkt für den CA18DET ist in der Liste ebenfalls ersichtlich. Der CA18DET ist noch mit einem stabilen Stahl Grauguss Block ausgestattet, was ihm somit viel höhere Leistungen erlaubt als einem Motor mit Aluminium Block. Grauguss Stahl Zylinderblöcke sind nämlich weitaus stabiler als Alu Blöcke und nicht umsonst auch bei den Nissan Skyline Motoren weiterhin das Material erster Wahl.

Interessant wird es allerdings mit dem Ventiltrieb. Hier weisen beiden Motoren gravierende Unterschiede auf. Beim SR20DET haben wohl die Herstellungskosten eine gewichtige Rolle gespielt und deswegen ist dessen Ventiltrieb etwas unglücklich geraten. Eins ist jedenfalls klar, der CA18DET ist die ruhigere Maschine mit mehr Drehzahlpotenzial als der SR20DET.

2. Der Ventiltrieb

Wie ich im Vorfeld schon erwähnte sind im Ventiltrieb signifikante Unterschiede zwischen beiden Motor zu bemerken.

Während der CA18DET über zwei oben liegende Nockenwellen mit jeweils 8 Nocken verfügt, steuert man beim SR20DET mit einer Nocke jeweils 2 Ventile, d.h. beide Nockenwellen des SR20DET sind mit jeweils vier Nocken ausgestattet. Die Ansteuerung beider Ventile erfolgt über einen sog. Y-Kipphebel. Der Ablauf ist wie folgt zu beschreiben. Der Kipphebel ist wie eine Wippe, die Nocke drückt auf einer Seite auf den Kipphebel, der Kipphebel „kippt“ und drückt somit das Ventil auf. Im Falle des SR20DET werden 2 Ventile aufgedrückt, da der Kipphebel sich gabelt, darum auch die Bezeichnung Y-Kipphebel. Auf der anderen Seite des Kipphebels ist der sog. Hydrostößel zu finden, der mittels Öldruck das Ventilspiel ausgleicht und die Kippelhebel immer an das Nockenprofil drückt. Diese Technik ist vermehrt in den Anfängen der OHC Motor wieder zu finden, und ist im Grunde genommen eine Ableitung der alten Technik mit Schlepphebel oder Stößelstangen.

In modernen Mehrventil Motoren – eigentlich sollte gerade der SR20DET einem solchen Motor entsprechen – kommen so genannte Tassenstößel zum Einsatz und damit wird jedes Ventil direkt von der Nockenwelle angesteuert. In dem Tassenstößel befindet sich das Hydroelement das für den Ausgleich sorgt, und der Tassenstößel wird direkt über die Ventilfeder gestülpt. Demnach drückt die Nocke auf den Tassenstößel und das Ventil wird aufgedrückt. Das integrierte Hydroelement sorgt weiterhin für den Ausgleich des Ventilspiels und das sich der Stößel an das Nockenprofil schmiegt.

Was sind nun die auffälligsten Unterschiede zwischen beiden genannten Ventilsteuerungen? Der CA18DET ist im Vergleich zum SR20DET weitaus besser für hohe Drehzahlen gerüstet. Des Weiteren ist aufgrund der weniger bewegten Teile der CA18DET in seiner Geräuschkulisse deutlich begünstigter als der SR20DET, wobei das meiner Meinung nach nicht unbedingt ein gravierendes Argument ist, wenn es um Leistungsausbeute geht. Problematisch ist auf jeden Fall bei SR20DET, der Y-Kipphebel, denn umso höher man den Motor drehen lassen will, umso mehr läuft man Gefahr, dass ein Kipphebel bricht. Die Folgen wären ein stehendes Ventil und damit verbunden ein gravierender Motorschaden.

Die NISSAN Motorsport Abteilung NISMO bietet wohl für den SR20DE/T einen perparierten Zylinderkopf an, der angeblich die Probleme mit Y-Kipphebel beseitigt. Leider finden sich keinerlei Informationen zu dem NISMO Zylinderkopf, außer das er ein halbes Vermögen kostet. Dieser Zylinderkopf kommt wohl in den Rennmotoren NISMO N2 und GT300 zum Einsatz.

Das Fazit fällt trotzdem äußerst ernüchternd für den SR20DET aus. Der Ventiltrieb erlaubt in seiner Konstruktion nur bedingt hohe Ventilhübe die sehr schnell angesteuert werden, und auch hohe Drehzahlen sind nur mit enorme Aufwende verbunden. Laut Angaben einiger japanischer Tuner sind 8500 U/Min. durchaus möglich, demnach wäre ein Leistungsspektrum bis ca. 550 PS abgedeckt, doch darauf verlassen würde ich mich nicht. Hier punktet der CA18DET auf jeden Fall und dessen Ventiltrieb kann problemlos mit so hohen Drehzahlen umgehen. Nichts desto trotz ist diese Tatsache kein Freifahrtschein um den Motor mal schnell für 8500 U/Min frei zu geben. Auch beim CA18DET ist Vorsicht geboten und der Ventiltrieb sollte auf jeden Fall prepariert werden.

4. Zylinderblock

Der SR20DET ist im Vergleich zum CA18DET mit einem aus Aluminium gegossenen Block ausgestattet. Die Entscheidung für diesen Werkstoff ist wohl im Gewichtsvorteil von Alu zu finden, da der SR20DET um einiges größer baut als der CA18DET und somit mit erheblichem Mehrgewicht zu rechnen war. Doch aufgrund der massiven Stahl Zylinderbuchsen, der Kurbelwellenlager Brücke, ist hier mit keinerlei Gewichtseinsparung zu rechnen. Der Zylinderblock des SR20DET musste der Haltbarkeit wegen wohl mit einigen stabilen Stahl Teilen ausgerüstet werden, wohin gegen der CA18DET nichts dergleichen benötigt.

Problematisch bei einem Alu Zylinderblock ist die Lagerung der Kurbelwelle. Diese ist bei Aluminium nicht so stabil wie bei einem Grauguss Zylinderblock, da der Werkstoff Aluminium viel weicher ist. Einen solchen Alublock mit viel Drehmoment und viel Drehzahl zugleich zu belasten, kann ohne weiteres zu einem absoluten Totalschaden führen. In einigen englischsprachigen Berichten spricht man diesbezüglich vom sog. „Crankwalk“. Darunter versteht man wohl, dass sich die Lagerung der Kurbelwelle verformt. Grundsätzlich verformt sich die Kurbelwelle in ihren Grenzen und diese Kraft wird an die Lager weitergeben. Ist die Biegung zu stark kommt der Werkstoff an seine Grenzen und verformt sich plastisch. Die Lagerung der Kurbelwelle ist beschädigt, ein Motorschaden vorprogrammiert.

Der CA18DET mit seinem Grauguss Zylinderblock ist dagegen deutlich besser gerüstet um hohe Anforderungen an den Kurbelbetrieb zu bewältigt. Leider baut der CA18DET etwas klein, was selbstverständlich eine klare Grenze in der Belastbarkeit setzt. Aggregate mit 550 PS sind aber bekannt und von Problemen beim Kurbelbetrieb und Zylinderblock ist bisher nirgendwo die Rede.

Ein paar Diskussionen zufolge gibt es wohl für den SR20DET eine Zylinderblockauflage in Grauguss Ausführung. Leider hab ich wie zum bereist erwähnten NISMO N2 Zylinderkopf keinerlei Informationen gefunden. Aber die Problematiken des Zylinderblockes werden durch solche Produkte nur unterstrichen.

Vorteil des SR20DET ist sein Hubraum Potenzial. Der Zylinderblock verfügt über sehr massive Zylinderbuchsen die sehr weit gehohnt werden können, bzw. durch entsprechend weitere Exemplare getauscht werden können. Hubraumerweiterungen mittels so genannten „Stroker Kits“ bis 2,4 Liter sind bekannt (Bohrung: 89,5mm Hub: 94,4mm). Der CA18DET ist wohl bis maximal 2 Liter Hubraum erweiterbar. Nach Berichten zufolge sind aber die Kurbelwellen nicht stabil genug für hohe Leistungssteigerungen.

Fazit fällt wieder mal etwas schlechter für den SR20DET aus. Der CA18DET bietet mit seinem Grauguss Zylinderblock eine stabilere Basis für Leistungssteigerungen. Der SR20DET könnte aufgrund seiner größeren Bauform viel mehr Potenzial bieten, doch bei dem Aluminium Block ist Vorsicht geboten, die Grenzen des Werkstoffes sind schnell erreicht.

5. Steuerung

Der SR20DET verfügt über eine Steuerung mittels Kette. Der CA18DET hingegen steuert über einen Zahnriemen. Die Entscheidung für Kette könnte u. U. am amerikanischen Markt liegen. Dort ist eine Steuerung über Kette oder so genannten Stirnrädern sehr verbreitet. Eine Kette ist auch im Vergleich zum Zahnriemen weitaus wartungsärmer. Der Tausch erfolgt bei deutlich höherer km Leistung als bei einem Zahnriemen. Ob man damit allerdings Unterhaltskosten spart ist fragwürdig, der Tausch einer Kette ist teuer und aufwendig.

In Sachen Leistung ist natürlich bei einer Kette mit viel höheren Reibungsverlusten zu rechnen und mit steigender Drehzahl wächst dieser überproportional. Wie stark die Verluste sind, kann an dieser Stelle aber nicht gesagt werden.

Fazit fällt diesmal unentschieden aus. Vor- und Nachteile beider Systeme halten sich die Waage. Dennoch ist der Wechsel auf Kette beim SR20DET ein mehr als deutlicher Unterschied zum CA18DET. Bei den RB Motoren hat man diesen Wechsel bisher nicht vorgenommen, was wieder für die Nähe des CA18DET zu den RB Motoren spricht.

6. Vermeintliche Vorteile des SR20DET

Diskussionen SR20DET vs. CA18DET sind in Hülle und Fülle im Internet wieder zu finden. Gerne werden dabei einige besondere Features vom SR20DET ganz stark hervorgehoben, die es auch angeblich im CA18DET nicht gibt. Leider sind diese Annahmen falsch. SR20DET wie auch CA18DET verfügen beide über folgende Motorkomponenten:

• Kolbenbodenkühlung
• Kurbelwellenlager Verstärkungsplatte
• Ruhendes Zündsystem mit Einzelzündspulen
  
  Der CA18DET ist trotz seines Alters ein „state of the art“ Aggregat, der mit jeder Menge zukunftsweisender Technik ausgestattet ist. Viele vermeintliche Vorteile des SR20DET finden sich im CA18DET wieder.
  
  7. Turbolader
  
  Der SR20DET ist von Haus aus schon mit einem deutlich größeren Turbolader ausgerüstet als der CA18DET, allerdings sind mehrer Ausführungen im Umlauf. Nachfolgende Liste verdeutlicht dieses.
  
  S13 CA18DET (T25)
  Verdichterseite: 45er Trim T3 Verdichter im 0.48 A/R T25 Gehäuse
  Abgasseite: 45mm (62er Trim) Turbine im 0.49 A/R T25 Gehäuse
  
  S13 SR20DET Red-Top und Black-Top (T25G)
  Verdichterseite: 50er Trim T3 Verdichter im 0.80 A/R T25 Gehäuse
  Abgasseite: 45mm (62er Trim) Turbine im 0.64 A/R T25 Gehäuse
  
  S14 SR20DET Black-Top (T2)
  Verdichterseite: 60er Trim T3 Verdichter im 0.60 A/R T04B Gehäuse
  Abgasseite: 47mm (76er Trim) Turbine im 0.64 A/R T25 Gehäuse
  
  SR20DET Red-Top (GTI-R, TB2804)
  Verdichterseite: 60er Trim T3 Verdichter im 0.60 A/R T04B Gehäuse
  Abgasseite: 53mm (79er Trim) Turbine im 0.86 A/R Gehäuse
  
  S15 SR20DET (GT2)
  Verdichterseite: 60er Trim 60mm BCI-1 Verdichter im T04B Gehäuse
  Abgasseite: 53,8mm (62er Trim) T25 Turbine im 0.64 A/R Gehäuse
  Ausführung: Kugelgelagert
  
  SR20DET US Ausführung für FWD Fahrzeuge
  Verdichterseite: T-25, Trim 60, 56mm BCI-1 Verdichterrad
  Abgasseite: T-25, Trim 62, 53,8mm Turbine, 0,64 A/R Turbinengehäuse
  
  Das Fazit fällt hier natürlich positiv für den SR20DET aus. Der Turbolader ist größer und bietet mehr Potenzial für Leistungssteigerung.
  
  8. Fazit
  In insgesamt 7 Punkten sind die auffälligsten Unterschiede beschrieben. Die Liste lässt sich aber weiter fortsetzen. Einen Sieger aus diesem Systemvergleich zu küren, ist eine Entscheidung die jeder selbst treffen muss. Der Systemvergleich sollte lediglich aufzeigen, dass der in Jahre gekommen CA18DET sich durchaus noch auf einem hohen Niveau bewegt und dem SR20DET das Wasser reichen kann.
  
  Der Zubehörmarkt für den SR20DET ist natürlich weitaus reichhaltiger als für den CA18DET. Doch mit ein wenig Mühe lässt sich alles was das Herz begehrt auch für den CA18DET finden. Aufgrund des besseren Turboladers und des größeren Hubraum hat der SR20DET die Nase vorne, wenn es darum geht mit wenig Mitteln die Leistung spürbar anzuheben. Darüber hinaus bewegen sich dann aber beide Aggregate auf gleichem Niveau. Ein Engine Swap (Motortausch) auf SR20DET ist demnach nicht unbedingt die günstigere Alternative um an etwas mehr Leistung zu kommen. Ein S14 Tauschaggregat wird teuer gehandelt und ein Umbau ist immer mit erheblichen Kosten verbunden. Investiert man dieses Geld in den bereits bestehenden CA18DET kommt man in etwa auf die gleiche Leistung hinaus. Die etwas stabilere Basis des CA18DET verspricht dann aber zusätzlich auch noch einiges an Perspektive.
  
  Text by Tschokko

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