Ein Star ist geboren: Der ikonische luftgekühlte Sechszylinder-Boxermotor des Porsche 911

Während der 911 schon immer der Aushängeschild der traditionsreichen Marke Porsche war, sind es der ikonische Sechszylinder-Boxermotor und insbesondere die luftgekühlte Version, die den Sportwagen bei Generationen von Anhängern so beliebt machen.

Und das zu Recht. Die neuartige Zündfolge erzeugt nicht nur ein einzigartiges Abgasgeräusch, der flache „Boxer“-Motor verfügt auch über viele interessante Merkmale, die ihm aus gestalterischer Sicht einen Vorsprung verschaffen.

Diese Eigenschaften faszinierten Karl Benz so sehr, dass er 1896 den ersten Boxer-Boxermotor entwickelte, den er „Contra“ nannte. Er nannte es Contra, weil seine beiden Kolben gegeneinander arbeiteten. Das grundlegende Konstruktionsprinzip – damals wie heute – besteht darin, dass die Zylinder flach und leicht versetzt zueinander auf gegenüberliegenden Seiten der Kurbelwelle liegen sollten, wobei gegenüberliegende Kolbensätze gegeneinander arbeiten.

Der Boxer-Boxermotor, insbesondere in der Sechszylinderausführung, ist zudem von Natur aus laufruhig und weist keine primären oder sekundären Unwuchtkräfte auf, die gedämpft werden müssen. Der einzige Nachteil im Vergleich zu einem „Nicht-Boxer“-Boxermotor ist die Notwendigkeit einer separaten Kurbelwelle für jede Stange und jeden Kolben, was die Länge, das Gewicht und die Kosten des Motors leicht erhöht.

Wie im legendären 911 verwendet, sind flache und luftgekühlte Motoren ohne Wassermäntel und Kühlsystem leicht und relativ kompakt, was einen niedrigeren Schwerpunkt ermöglicht. Durch die Platzierung des Antriebsstrangs am Heck des Fahrzeugs lässt sich außerdem leichter eine aerodynamisch schlanke Frontpartie erreichen und die Traktion verbessern.

Kurzum: der ideale Motor für einen Sportwagen wie den Porsche 911.

Der Ursprung der Porsche-Boxermotorenfamilie geht auf den VW Käfer zurück. Sein 1,1-Liter-Vierzylindermotor war der erste, der in einen Porsche eingebaut wurde – den 356-001.

Der entscheidende Moment für die legendären luftgekühlten Sechszylinder-Boxermotoren von Porsche kam jedoch auf der Frankfurter Automobilausstellung 1963, als das Unternehmen den Nachfolger seines Vierzylinder-Sportwagens 356 vorstellte. Zunächst auf den Namen 901 getauft, wurde der 901 nach einem Einspruch von Peugeot in 911 umbenannt. Die ersten Flat-Six-Fahrzeuge von Porsche erreichten 1964 europäische Kunden und im darauffolgenden Jahr US-Käufer. Da Porsche jedoch nichts daran hinderte, den 901-Code für den internen Gebrauch beizubehalten, erhielt der Sechszylinder-Boxermotor des 911 diesen Namen.

Hans Mezgers Design-Brief für den legendären 901-Boxermotor

Von Beginn des 901-Projekts an hatte Hans Mezger – ein Automobilingenieur, der 1956 zu Porsche kam und dem vor allem der Motor zu verdanken ist – einige sehr klare Ziele vor Augen.

Ganz oben auf der Liste stand eine Mindestleistung. Aufgrund des bisherigen Erfolgs des Unternehmens musste der Motor mindestens 130 DIN-PS (148 SAE brutto) leisten, um mit dem besten Motor des 356 mithalten zu können.

Diese Mindestleistungsanforderung disqualifizierte Schubstangenmotoren automatisch, nachdem der 2,0-Liter-Typ 745, der 1960 von Mezgers Vorgänger entwickelt wurde, nicht die gewünschten 148 PS leistete. Deshalb entschied sich Mezger für den 901 für eine Anordnung mit einer obenliegenden Nockenwelle, bei der auf jedem Zweiventil-Zylinderkopf eine Nocke sitzt und beide Ventile über Kipphebel geöffnet werden.

Ein weiterer nicht verhandelbarer Punkt war Ferry Porsches „Schuhmacher, bleib bei deinem Leisten“-Philosophie, die bedeutete, die luftgekühlte Anordnung mit gegenüberliegenden Zylindern beizubehalten, die beim VW Käfer und Porsche 356 perfekt funktioniert hatte.

Auch die Umkehrung der Philosophie – lernen Sie aus Ihren Fehlern – galt.

Als ein früher Versuchsmotor des Typs 821 bei harten Kurvenfahrten unter Ölmangel litt, genehmigte Ferry Porsche die Kosten für ein Trockensumpfsystem, das mehrere Vorteile mit sich brachte, darunter geringere Verluste durch das Drehen der Kurbel im Öl in einem „Nasssumpf“ und mehr Kompakter Motor, größerer Ölbehälter mit kühlerem Öl und Vermeidung von Ölstößen bei starker Beschleunigung, Kurvenfahrt und Bremsen.

Der Hubraum des Motors wurde weitgehend von der deutschen Wirtschaft nach dem Zweiten Weltkrieg bestimmt, die sich noch auf dem Weg der Besserung befand und hohen Kraftstoffpreisen ausgesetzt war. Deshalb entschied sich Mezger im Januar 1963 dafür, beim 2,0-Liter-Hubraum des 356 Carrera zu bleiben. Nachdem er sich für die flache Anordnung und den Hubraum entschieden hatte, entschied er sich für sechs Zylinder als Mittelweg zwischen den vier Zylindern des 356 und dem in der Entwicklung befindlichen Achtzylinder-Boxermotor vom Typ 753 von Porsche.

Mezger übernahm auch die 80-mm-Bohrung und den 66-mm-Hub der 745, weil er die Bohrung so groß wie möglich haben wollte, um die größeren Ventile unterzubringen, die für eine gute Atmung bei hohen Drehzahlen erforderlich sind. In einem klugen Schachzug entschied sich Mezger dafür, die Bohrungen in einem Abstand von 118 mm anzuordnen, um in Zukunft ausreichend Platz für „gelangweilte“ Motoren zu schaffen.

Um die Kühlung zu unterstützen, hatten die von Mahle gelieferten Zylinder ein „Biral“-Design und bestanden aus einer dünnen Eisenauskleidung, die von einem großzügig gerippten Aluminiumdruckgussring umgeben war. Diese Anordnung, die ebenfalls vom 753-Motor übernommen wurde, sorgte für eine große Oberfläche mit Kühlluftstrom über, unter und zwischen den Zylindern.

Das coole Geheimnis des erfolgreichsten luftgekühlten Motors aller Zeiten

Mehr als ein Dutzend Motorenhersteller nutzten im ^20. Jahrhundert die Luftkühlung, jedoch keiner so erfolgreich wie Porsche. Patriarch Ferdinand war einer der ersten Anwender, der 1912 mit der Entwicklung von Flugzeugmotoren des österreichischen Herstellers Austro-Daimler begann. Es folgten luftgekühlte Motoren mit bis zu 12 Zylindern und 360 PS für Kampfflugzeuge, Luftschiffe, Hubschrauber, Lokomotiven und motorisierte Lafetten.

Aufgrund ihrer Einfachheit war die Luftkühlung auch für das zu Beginn der 1930er Jahre konzipierte „Volksauto“ eine naheliegende Wahl. Der Verzicht auf Kühlmittel, Pumpe, Schläuche und Kühler reduzierte Kosten und Gewicht und trug dazu bei, dass der Motor des Käfers kompakt genug war, um hinter den Hinterrädern montiert zu werden. Beim 911 blieb an derselben Stelle Platz für ein vorderes Staufach und hintere Notsitze, was die Liste der Attribute des Sportwagens noch nützlicher machte.

Aufgrund seiner höheren Wärmekapazität leitet Wasser die Wärme einer heißen Metalloberfläche besser als Luft. Um dies auszugleichen, stehen den Konstrukteuren, die sich der Luftkühlung verschrieben haben, mehrere Kühlstrategien zur Verfügung. Der gebräuchlichste Ansatz besteht darin, Rippen an den Zylindern und Köpfen anzubringen, um die Oberfläche um bis zu den Faktor 10, bei manchen Designs sogar noch mehr, zu vergrößern.

Um jedoch sicherzustellen, dass die vom leistungsstarken Porsche 901 erzeugte erhebliche Wärme abgeführt wird, stattete Mezger den Motor auch mit dem späteren „Markenzeichen“ von Porsche Kühlventilator aus, der die Luft über die Zylinder und Köpfe leitete.

In einer perfekten Welt wäre der Kühlluftstrom proportional zur vom Motor erzeugten Leistung. Bei einem kurbelbetriebenen Lüfter mit festem Übersetzungsverhältnis ist der Durchfluss jedoch weitgehend proportional zur Motordrehzahl. Um unter allen Fahrbedingungen und Umgebungstemperaturen einen ausreichenden Luftstrom zu gewährleisten, wurde der 911 mit einem überdimensionierten Lüfter ausgestattet, der ein problemloses Fahren gewährleistet.

Der 250-mm-Kühlventilator mit 11 Flügeln des 901 saß in einem Glasfaserkanal auf dem Motor und wurde von einem Keilriemen mit der 1,3-fachen Kurbelwellengeschwindigkeit angetrieben. Die vom Lüfter durch die Lüftungsschlitze im Kofferraumdeckel angesaugte Luft wurde durch Metallkanäle über die Zylinder, Köpfe, Auspuffkrümmer und den Ölkühler geblasen und dann aus dem Boden des Wagens geblasen. Die Strömung durch Kästen rund um die Abgaskrümmer erwärmte auch die Kabine.

Der luftgekühlte Sechszylinder-Boxermotor von Mezger kam ab 1991 mit einem Gewicht von 185 kg und einer Leistung von 148 PS auf den Markt. Die spezifische Leistung des 901-Motors – PS pro Hubraumeinheit – übertraf die der großen und kleinen Chevy-V8-Motoren, den SOHC-Sechszylinder des Mercedes-Benz SL und den E-Type DOHC-Sechszylinder von Jaguar.

Im Jahr 1965 beschleunigte die Zeitschrift „Car and Driver“ den neuen 911 in 7,0 Sekunden auf 60 Meilen pro Stunde und maß eine Höchstgeschwindigkeit von 130 Meilen pro Stunde. Und es sollte noch mehr kommen, während der luftgekühlte 901/911 während seines langen und glorreichen Lebens wuchs und sich weiterentwickelte , das bis zum 911 Typ 993 andauerte. Im Spitzenmodell 911 Carrera RS der 3,8-Liter-Luftmotor Der gekühlte Boxermotor leistete ohne Turboaufladung 221 kW, während Doppelturbolader die Leistung auf 331 kW steigerten.

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