Skip to main content

De viercilinder 911 motor: geschiedenis van de motor die er niet kwam maar er nu toch is

Hakse Straatsma

 

Inleiding

Het bekende verhaal is dat toen de eerste 911 in 1964 op de markt kwamen met een prijskaartje van rond de 23000 Mark, de bestaande Porsche clientèle hiervan ernstig schrok, 6500 Mark meer dan de duurste 356CS en net zo duur als de bijzonder 356 Carrera met de gecompliceerde Fuhrmann motor met vier nokkenassen. Alleen de 904 GTS was nog duurder: 29700 Mark. Het verkoopsucces viel tegen en de marketingafdeling van Porsche besloot snel de oude 1,6 liter motor van de 356 in de 911 te monteren en deze 912 te noemen. Met een wat eenvoudiger uitrusting kwam de 912 in Duitsland in 1965 op de markt voor een prijs van 17500 Mark en werd direct een verkoopsucces.

Dit verhaal klopt echter niet. Vanaf 1958 wordt bij Porsche nagedacht over de opvolger van de 356. Het wordt tijd voor een nieuw model met een ruime, lichte en strominggunstige carrosserie en een motor met grotere cilinderinhoud en meer vermogen. De 2 liter topmotor van de 356 (de Fuhrmann motor) levert in principe voldoende vermogen, maar deze viercilinder met zijn vier nokkenassen en de gecompliceerde aandrijving met koningsassen is niet geschikt voor seriefabricage en al helemaal niet voor alledaags onderhoud.

Begin jaren '60 start de ontwikkeling van een 6 cilindermotor en in begin 1963 is de eerste motor van het type 821 gereed om deze in een 901 prototype te testen. Deze motor met twee bovenliggende nokkenassen is de directe voorganger van de uiteindelijke motor voor de 901. Voor testen van carrosserie en wielophanging worden in de testwagens eerst nog, vanwege het ontbreken van de nieuwe 6 cilindermotoren, de 95 pk 356 motoren gebruikt.

Begin 1963 wordt duidelijk dat de nieuwe auto veel duurder zal worden dan de 356SC. Men calculeert voor de nieuwe 901 een prijs van ca.23000 Mark terwijl de 356C en CS voor respectievelijk 14950 en 16450 Mark in de prijslijst staan. Niet alleen is de motor een stuk duurder maar ook fabricage van de carrosserie kost beduidend meer. Daarbij komen nog de ontwikkelingskosten (geschat op 15 miljoen Mark), de kosten voor de meer of minder gedwongen overname van het carrosserie bedrijf van de firma Reuter en de investeringen in de opbouw van het ontwikkelingscentrum in Weissach. Bij Porsche begint men na te denken om naast de zescilinder een goedkopere viercilinder versie te ontwikkelen.

Begin 1963 valt de beslissing om een viercilinder derivaat van de 901 zescilinder te ontwerpen voor de 902. Men hoopt kostprijs te beperken door zoveel mogelijk gebruik te maken van de zelfde onderdelen zoals cilinders, zuigers, cilinderkoppen, nokkenasaandrijving en oliepomp. Het ontwerp wordt de eerste opdracht voor Paul Hensler ( later bij Porsche chef-ingenieur en ontwikkelingsleider van o.a. motoren en aandrijving) die op 1 april 1963 bij de afdeling motorenconstructie in dienst treed. Tot dan toe heeft de in 1929 in Freiburg geboren Hensler vanaf 1958 bij de ontwerpafdeling van Porsche Traktoren gewerkt. Graag had ik met Paul Hensler over deze viercilinder willen spreken maar zijn gezondheidstoestand staat op dit ogenblik een interview niet toe.

De ontwikkeling van de viercilinder

Het streven is een motor met een cilinderinhoud van ten minste 1,6 liter. Echter uitgaande van de cilinderinhoud van 1991 cm3 van de zescilinder met een boring van 80 mm en een slag van 66mm zal een viercilinder een inhoud hebben van 1327 cm3. Het vergroten van cilinderinhoud van de motor door het vergroten van de boring en/of de slag geeft een tweetal problemen.

Het eerste probleem komt door de toepassing van Biral cilinders bij de 901. Bij deze constructie bestaat het loopvlak van de cilinder uit een dunne hoogwaardig gietijzer laag omgoten door een lichtmetalen omhulsel met de koelribben. Een vergroting van de boring is bij deze cilinders niet mogelijk omdat de zuigers dan direct in het lichtmetaal lopen. Voor een grotere boring moeten dus afwijkende cilinders gemaakt worden. Maar ook met een boring van bijvoorbeeld 84 mm, zoals deze voor modeljaar 1970 bij de 2.2. Liter gerealiseerd is, zal de cilinderinhoud maar 1463 cm3 bedragen. Berekend wordt dat uitgaande van de 6 cilinder het vermogen met de kleinste viercilinder tussen 83 en 97 pk  zal bedragen. De 1,5 liter variant zal de 100pk kunnen halen.

Het tweede probleem komt men tegen bij het vergroten van de slag. Onder de krukas loopt de as die de oliepompen aandrijft. De afstand tussen de krukas en de as voor de oliepompen en de oliepompen zelf is niet groot genoeg om de slag zonder meer te vergroten. Later bij de vergroting van de slag bij de overgang van de 2.2 naar de 2.4 liter motor in 1971 is dit probleem opgelost door een gewijzigde krukasconstructie. Maar in 1963 zijn de gereedschappen voor vervaardiging van de zescilinder al in opdracht gegeven en is aan een constructiewijziging niet te denken. Daarbij blijken de productiekosten van de nieuwe 4 cilinder hoger dan eerst geraamd. Uit berekeningen van Hans Mezger blijkt dat de productiekosten van een viercilinder 2035 Mark zullen bedragen terwijl de zescilinder 2702 Mark kost. In de loop van 1963 valt het doek voor dit project.

Halverwege 1963 begin men ook al na te denken over het toepassen van de veel goedkoper te produceren oude 356 viercilinder in de nieuwe 901 carrosserie. Na het schrappen van viercilinder 901 motor heeft men van plannen om de oude stoterstang motor te moderniseren bijvoorbeeld door het vergroten van de cilinderinhoud naar 1,8 liter, toepassing van hydro-stoters en een gewijzigd koelsysteem. Maar door het dictaat van de verkoopafdeling wordt ten slotte de oude 356 motor met 95 pk (type 616/15) voor de 902 overgenomen. Het vermogen wordt iets terug geschroefd (tot 90 pk) om de koeling nog niet meer te belasten. Deze motor type 616/36 wijkt verder in detail af van zijn voorganger door de toepassing van een gewijzigd uitlaatsysteem, wat lager compressieverhouding, andere aanzuigdempers een elastisch bevestigde oliekoeler.

Bovendien schijnt er nog een andere reden te zijn om met de 356 motor door te gaan. Porsche verkoopt in de 50 en begin jaren 60 aanzienlijke aantallen Porsche industriemotoren. Deze industriemotoren op basis van de 356 verschillen constructief niet veel van de automotoren. Maar in 1963 loopt de verkoop hiervan terug terwijl er wel voorraden en productie afspraken met toeleveranciers waren.

Daarnaast hebben de oude vier cilinders in de USA, de belangrijkste afzetmarkt voor Porsche, een bijzonder goede naam en vindt men daar, met de daar toegelaten maximum snelheden, het vermogen van de 356 motor voldoende.

Renaissance voor de viercilinder

In de loop van de jaren proberen verschillende constructeurs het vermogen van de viercilinder 356 en 914 motoren op te schroeven. Vooral in de USA zijn verschillende bedrijven die zich hiermee bezig houden. Niet alleen worden bijvoorbeeld de cilinders vergroot, koppen gewijzigd, turbo’s gemonteerd, koelsystemen aangepast, motoren voorzien van benzine-inspuiting, elektronische ontsteking en bovenliggende nokkenassen. Zo ook Dean Polopolus. Dean heeft al vele jaren ervaring met Porsches en speciaal met de Porsche motoren. Hij is zoals hij zelf omschrijft een “fetish for high performance air cooled types”. Hij heeft vele varianten gebouwd op basis van 356, 912 en VW 411 (type IV) motoren, steeds met het doel zoveel mogelijk vermogen en koppel uit de motoren te halen. Maar bij deze stoterstang motoren stuit hij op de grenzen van wat deze motoren aankunnen. Rond 1989, besluit Dean,eigenaar van het bedrijf Advance Performance Engineering Inc. Uit Temecula in Calofornia, zelf een viercilinder variant van de 6 cilinder te bouwen. Het oude idee uit 1963. De eerste viercilinder op basis van de 911 bouwt hij om de 356 turbo motor van zijn Speedster te vervangen.

Uitgangspunt is een 3,3 liter motor uit een 911 Carrera die hij verkort door uit het motorblok de middelste twee cilinders te snijden en de helften weer aan elkaar te lassen. Een methode die in Amerika wel meer werd toegepast om uit bijvoorbeeld een GM V6 een V4 te bouwen voor midget race wagens. De krukas wordt ook op twee plaatsen doorgezaagd en minus twee krukken weer aan elkaar gelast. Ook de nokkenassen en de oliepomp aandrijving wordt aangepast. Door de toegepaste krukas is de ontstekingsvolgorde afwisselend 120 en 240 graden waardoor deze motor bijzonder apart klonk, volgens Dean “like a dying swan in agony at 8000 rpm”. Deze eerste 2,25 “Polo” motor met ongeveer 200 pk bij 6500 toeren wordt  echter niet in de speedster van Dean gemonteerd maar in een zwaar gemodificeerde 356  met een 911 achterwielophanging; de Gary Emory  Desporado, ter vervanging van een zwaar opgevoerde maar bijzonder onbetrouwbare 2,4 liter VW type IV motor. De bekende Amerikaanse coureur Milt Minter wint met deze auto verschillende races. In de zelfde tijd bouwt ook een andere Amerikaan Chuck Beck ( nu bekend door zijn replica’s van Porsche Speedsters, Spyders en 904’s) op ongeveer de zelfde wijze een viercilinder voor zijn replica 550 Spyder.

  

Na het succes van zijn eerste viercilinder motor besluit Dean Polopolus de bouw van 4 cilinders professioneler aan te pakken en ontwerpt een nieuw motorcarter met 5 krukaslagers, een nieuwe krukas met een “normale” ontstekingsvolgorde, oliepomp aandrijving en nokkenassen. Het carter wordt uit een massief blok aluminium gefreesd. Daarnaast worden zoveel mogelijk standaard onderdelen uit de Porsche bouwdoos gebruikt. Zowel de cilinders van de 3.0, 3,3 of 3.6 liter kunnen worden gemonteerd. Hiermee kan de cilinderinhoud van de Polo motor variëren van 2.0 tot 2,8 liter. Vele motor configuraties zijn mogelijk: zowel carburateurs als benzine-inspuiting, een of twee bougies per cilinder, cilinderkoppen met 2 of 4 kleppen of een turbo. De complete motor is slechts weinig zwaarder dan de 356 motor en is ca 5cm langer. Dean verkoopt zijn motoren zowel als kit bestaande uit krukas, carter, oliepomp aandrijving en nokkenassen of als complete motor. Voor een complete motor moet ongeveer $ 30000,- worden neergeteld. In de loop van de jaren zin nu bijna 100 motoren of motor kits gebouwd. Hiervan zijn er 6 naar Europa verkocht waaronder een paar aan de tuner Alois Ruf.

De eerste 912 met Polo motor

De Polo motoren worden gemonteerd in alle mogelijke Porsches met luchtgekoelde motoren zoals de 356, Speedsters, 914, 912 en 912E modellen.  Een mooi voorbeeld is de eerste 912 waarbij de standaard motor vervangen is door een 2,4 liter Polo motor is van Chris Pomares uit de buurt van Denver. Chris zocht een Porsche met de balans van een 912 (door de lichtere en kortere motor ligt het zwaartepunt bij de 912 iets meer naar voren) maar met het motorvermogen van de 911. Hij realiseert dit met een ca 180pk Polo motor met cilinderkoppen van de 993 met twee bougie per cilinder, titanium kleppen, een compressie verhouding van 1: 11,3 en elektronisch motor management en benzine inspuiting. De tot in detail perfecte Bahama gele 912 uit 1967 kreeg bovendien o.a. een in het spatbord gemonteerde oliekoeler, een sperdifferentieel, geventileerde remschijven met Brembo remklauwen, bredere Fuchs velgen, de torsieveren van de 911SC en stabilisatorstang aan de voor en achteras.

  

De toekomst

Bekend is dat bij Porsche gewerkt wordt aan een nieuwe viercilinder boxer motor op basis van de architectuur van de bestaande zes cilindermotoren voor de Boxter en de Cayman. Volgens Porsche is deze motor niet voor 2016 te verwachten. Zal het deze keer doorgaan?

Hakse Straatsma

Geraadpleegde bronnen:

  1. Die Wurzeln einer Legende , Porsche 901. Jürgen Lewandowski
  2. Porsche, Geschichte und Technik der Renn- und Sportwagen. Karl Ludvigsen
  3. Porsche ,das unabhängige Porsche Magazin , Ausgabe 4/08 en 1/13
  4. Met dank aan:
  5. Dean Polopolus : www.advanceperformanceeng.com
  6. Chris Pomares: www.pompolodesign.com