Volvo 245 von 1977 mit Lexus 1UZ-FE V8 und ZF8HP

Dieser Volvo 245 von 1977 begann sein Leben mit einem gasbetriebenen Vierzylindermotor. Selbst an einem guten Tag leistete dieser Motor keine 100 PS. Das war in den Siebzigerjahren für ruhigen Verkehr in Ordnung, passte aber nicht ganz zu unserem Plan für dieses Auto.

Das Ziel war klar: einen komfortablen und zuverlässigen Cruiser zu bauen, der auch als Alltagsfahrzeug genutzt werden kann. Schnell genug, wenn es nötig ist, aber vor allem sanft, leise und entspannt auf längeren Fahrten. Die Kombination aus einem Lexus 1UZ-FE 4,0-Liter V8 und einem modernen ZF8HP Achtgang-Automatikgetriebe schien dafür ideal zu sein.

Das stellte sich technisch jedoch als wesentlich anspruchsvoller heraus als ursprünglich gedacht.

Warum ein Lexus 1UZ-FE V8?

Der Lexus 1UZ-FE ist bekannt als ein besonders laufruhiger V8 mit ausreichend Drehmoment und einer angenehmen Leistungsentfaltung. Darüber hinaus haben wir bei LucaCarMods bereits verschiedene Produkte für den Einbau dieses Motors in einen Volvo 240 entwickelt.

Dazu gehören unsere Volvo 240 1UZ V8 Motorlager, eine Getriebehalterung, angepasste Ölwanne und diverse kleinere Teile. Wer einen ähnlichen Umbau selbst vorbereitet, findet in unserer Volvo 240 1UZ-Swap-Information weitere Erklärungen zu den Grundlagen und der Kompatibilität dieser Teile.

Nur das Getriebe erforderte einen anderen Ansatz.

Kein altes Schaltgetriebe, sondern ein modernes ZF8HP

Ein altes ZF-Fünf- oder Sechsganggetriebe aus einem Diesel mit dem Lexus V8 zu kombinieren, wäre möglich gewesen, passte aber nicht gut zu dem Charakter, den wir suchten. Für einen komfortablen Cruiser wollten wir schnell und sanft schalten können, mit niedrigen Drehzahlen auf der Autobahn.

Deshalb fiel die Wahl auf ein ZF8HP Achtgang-Automatikgetriebe. Dank des langen Overdrive dreht der Motor bei konstanten Geschwindigkeiten mit geringen Drehzahlen. Das Getriebe schaltet schnell und komfortabel, während manuelles Schalten möglich bleibt, wenn der Fahrer es wünscht.

Mit einer Adapterplatte von Adamat kann das ZF8HP an den 1UZ-FE montiert werden. Damit war die Verbindung zwischen Motor und Getriebe gelöst. Die tatsächliche Anpassung dieser Kombination an den Volvo war eine ganz andere Geschichte.

Drei Zentimeter mit großen Folgen

Das ZF8HP ist deutlich größer als die Getriebe, mit denen wir zuvor einen Volvo 240 mit 1UZ-FE aufgebaut hatten. Daher konnten fast keine bestehenden Konstruktionen direkt wiederverwendet werden.

Um ausreichend Platz zu schaffen, musste der Motor etwa drei Zentimeter tiefer im Motorraum liegen. Wir begannen daher mit der Anpassung unserer bestehenden LCM-Motorlager für den Volvo 240 und 1UZ V8. Achtung: Die reguläre Produktversion ist für die auf der Produktseite beschriebenen Kombinationen entwickelt; für diese abweichende ZF8HP-Konfiguration waren zusätzliche Anpassungen erforderlich.

Drei Zentimeter mögen nicht viel klingen, aber in einem vollen Motorraum hat jede Änderung Konsequenzen. Die tiefere Motorposition beeinflusste unter anderem:

• die Motor- und Getriebelager;
• die Ölwanne;
• die Abgasanlage;
• den Stabilisator;
• das Lenkgetriebe und die Lenkstangen;
• die Position des Ölfiltergehäuses.

Damit verwandelte sich eine scheinbar einfache Anpassung in eine Kettenreaktion neuer Maßanfertigungen.

Ein kompakter Bremskraftverstärker

Bei einem 1UZ-Umbau in einem Volvo 240 ist ein schlanker Bremskraftverstärker notwendig. Die breiten Zylinderköpfe des V8 lassen an dieser Stelle wenig Platz.

Der originale flache "Pancake"-Bremskraftverstärker des Volvo 240 ist hierfür sehr gut geeignet, aber gute Exemplare sind begrenzt verfügbar. Daher verwendeten wir bei diesem Auto einen Bremskraftverstärker von einem Mazda MX-5 NB.

In Fusion 360 zeichneten wir eine Bohrschablone. Mit unserem Bambu Lab P1S 3D-Drucker stellten wir daraus ein physisches Hilfsmittel her, mit dem die Befestigungspunkte präzise übernommen werden konnten. Anschließend mussten wir nur noch die Betätigungsstange anpassen und den passenden Bremsgabelkopf montieren.

Eine komplett neue Ölwanne und Getriebehalterung

Durch die geänderte Motorposition konnten wir unsere bestehenden angepassten Front-Sump-Ölwannen nicht mehr verwenden. Deshalb haben wir in Fusion 360 eine neue Rear-Sump-Ölwanne entworfen.

Die Teile wurden auf unserer CNC-Plasmaschneidanlage ausgeschnitten, geschweißt und anschließend pulverbeschichtet. So entstand eine Ölwanne, die nicht nur ausreichend Platz bot, sondern auch sauber an den Rest des Umbaus anschloss.

Für die ZF8HP haben wir ebenfalls eine neue Getriebehalterung angefertigt. Das originale Gummi des Lexus-Automatikgetriebes konnten wir wiederverwenden. Der Rest der Halterung wurde in zwei Teilen entworfen, mit der CNC-Plasmaschneidanlage ausgeschnitten und wo nötig gekantet.

Maßanfertigung rund um Lenkgetriebe und Auspuff

Der 1UZ-FE ist ein breiter V8. Im Volvo 240 bleibt dadurch kaum Platz zwischen Auspuffkrümmer und Lenkstange.

Um diesen begrenzten Raum optimal zu nutzen, fertigten wir einen dickwandigen Edelstahlkrümmer an, der präzise um die Lenkstange herumführt. Der Krümmer erhielt eine V-Band-Verbindung zum restlichen Auspuffsystem. V-Band-Kupplungen verwenden wir regelmäßig, da sie kompakt sind und sich bei Montage und Demontage angenehm handhaben lassen.

Auf beiden Seiten haben wir Teile der bestehenden Krümmer angepasst. Innerhalb des verfügbaren Budgets war es nicht notwendig, alles komplett neu zu bauen. Gute Maßarbeit bedeutet schließlich auch, zu bestimmen, welche bestehenden Teile verantwortungsvoll wiederverwendet werden können.

Ein kompakteres Ölfiltergehäuse

Da der Motor tiefer lag, berührte das ursprüngliche Ölfiltergehäuse das Lenkgetriebe. Auch hierfür musste ein neues Teil entwickelt werden.

Basierend auf dem verfügbaren Platz entwarfen wir ein kompaktes Ölfiltergehäuse, das viel enger am Motor liegt. Das endgültige Teil wurde CNC-gefräst und mit einem M10x1-Anschluss für einen Bosch Motorsport Druck- und Temperatursensor versehen. So können Öldruck und Öltemperatur über einen kompakten Sensor überwacht werden.

Dies ist ein typisches Teil, das bei den ersten Planungen kaum Aufmerksamkeit erfordert, aber letztendlich entscheidend ist, um die gesamte Kombination zuverlässig passend zu machen. Im separaten Artikel vom 3D-Scan zum CNC-gefrästen 1UZ-Ölfiltergehäuse zeigen wir den vollständigen Entwicklungsprozess.

MaxxECU und CANTCU als digitales Gehirn

Nachdem Motor und Getriebe ihre endgültige Position eingenommen hatten, konnten wir mit dem Kabelbaum beginnen.

Die MaxxECU Race steuert den Lexus V8. Die CANTCU von Canformance steuert das ZF8HP-Automatikgetriebe. Beide Systeme kommunizieren über den CAN-Bus miteinander. So kann das Automatikgetriebe zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Kraft schalten.

Für die Gestaltung des Kabelbaums montierten wir zuerst den Motor in den Volvo. Mit Bindfaden legten wir alle Kabelwege im Motorraum aus. Jeder Abzweig wurde beschriftet, wonach wir den kompletten Kabelbaum bequem und übersichtlich am Tisch aufbauen konnten.

Es wurde auch eine Bosch Motorsport Drive-by-Wire-Drosselklappe mittels einer Adapterplatte montiert. Dadurch kann die CANTCU beim Herunterschalten eine Anforderung an die MaxxECU senden, um automatisch Zwischengas zu geben.

Drive-by-Wire bis zum Gaspedal

Eine elektronische Drosselklappe funktioniert erst richtig, wenn auch die Eingaben des Fahrers zuverlässig gemessen werden. Deshalb haben wir ein elektronisches Gaspedal mit unserem Volvo 240 Drive-by-Wire-Gaspedaladapter montiert. Der Adapter nutzt zwei vorhandene Befestigungspunkte und erfordert oben ein zusätzliches Befestigungsloch.

Nach der Montage wurden Gaspedal und Drosselklappe in der MaxxECU kalibriert. Dadurch entsteht ein komplettes DBW-System, mit dem die ECU nicht nur die normale Gasannahme regelt, sondern auch die Zusammenarbeit mit der ZF8HP unterstützt. Dazu gehören kontrolliertes Zwischengas beim Herunterschalten und eine vorhersehbare Reaktion des Antriebsstrangs.

Auf LPG vorbereitet, am Ende doch Benzin

Ursprünglich war geplant, den Volvo wieder mit einer LPG-Anlage auszustatten. Deshalb haben wir den Kabelbaum für einen eventuellen späteren Einbau vorbereitet.

Über separate Steckverbinder kann ein LPG-Installateur Signale für die Einspritzdüsen, die Drehzahl, die geschaltete 12 Volt und den CAN-Bus nutzen. Dadurch muss der neu gebaute Kabelbaum nicht zerschnitten werden.

Schließlich wurde entschieden, keine LPG-Anlage zu montieren. Die Vorbereitung ist vorhanden, aber für diese Ausführung kam der 1UZ-FE mit Benzin besser zur Geltung.

BMW-Wählhebel im Originaltunnel

Für die Bedienung des ZF8HP wählten wir einen BMW-Wählhebel. Hiermit lassen sich einfach Park, Reverse, Neutral und Drive auswählen. Zusätzlich bleibt manuelles Schalten möglich.

Um den Wählhebel sauber in das Interieur zu integrieren, haben wir den Mitteltunnel mit einem 3D-Laserscanner eingescannt. Anschließend wurde die Form in Fusion 360 reverse-engineered und eine passende Halterung entworfen. Diese Halterung wurde dann 3D-gedruckt.

So erhielt die moderne Bedienung einen festen Platz, ohne dass der Charakter des klassischen Volvo-Interieurs verloren ging.

Die abgebildete Montage war noch ein Prototyp. Die endgültige Ausführung wurde weiter verfeinert und wird mit einer Schaltkulissenabdeckung versehen, damit der moderne Wählhebel ruhiger in das klassische Interieur übergeht.

Moderne Fahrzeugdaten im originalen Kombiinstrument

Neben einem modernen Antriebsstrang wollten wir auch wichtige Fahrzeugdaten übersichtlich ablesen können. Deshalb integrierten wir ein CANchecked MFD32-Display in das originale Kombiinstrument eines Volvo 240 der ersten Generation.

Dafür entwarfen und druckten wir eine eigene Volvo 240 CANchecked-Displayhalterung. Das MFD32-Display zeigt unter anderem Geschwindigkeit, Motortemperatur, Getriebetemperatur und andere relevante Daten an.

Da das Display über einen Touchscreen verfügt, musste das originale Plexiglas teilweise entfernt werden. Über die restlichen Anzeigen platzierten wir ein neues, passgenaues Plexiglasstück. Dadurch bleibt das Armaturenbrett sauber verarbeitet, während der Touchscreen direkt erreichbar ist.

Den Antriebsstrang komplett machen

Um das ZF8HP mit der Hinterachse zu verbinden, musste die Kardanwelle gekürzt werden. Wir entwarfen einen Adapter, der den Ausgang des ZF8HP mit einer originalen Volvo 240-Kardanwelle verbindet. Dieser Adapter wurde anschließend CNC-gefräst.

Beim Kürzen stellte sich heraus, dass die vorhandene Kardanwelle nicht mehr in gutem Zustand war. Deshalb haben wir sie komplett überholen lassen. Mit der Leistung und dem Drehmoment des V8 ist eine zuverlässige Kardanwelle kein Detail, bei dem man sparen möchte.

Eine unerwartete Motorüberholung

Der Lexus-Motor war vor diesem Projekt bereits von einem anderen Unternehmen überarbeitet worden. Dabei sollten die Zylinderköpfe und Dichtungen instand gesetzt worden sein. Nach dem ersten Start rauchte der Motor jedoch stark und lief schlecht.

Zunächst schien eine falsche Grundabstimmung eine mögliche Ursache zu sein. Weitere Untersuchungen ergaben, dass eine Nockenwelle um 180 Grad falsch stand. Nachdem dies korrigiert wurde, rauchte der Motor trotz verbesserter Abstimmung weiterhin.

Deshalb beschlossen wir, keine halben Sachen zu machen und den Motor komplett zu zerlegen. Bei der Inspektion stellte sich heraus, dass die Kolbenringe ziemlich festsaßen. Auch verschiedene Lagerflächen im Block waren nicht mehr vollständig in Ordnung.

Der Motorblock wurde komplett überholt. Der Motor erhielt neue Kolbenringe, verschiedene Lagerflächen wurden liniengebohrt und alle Wellendichtringe und Dichtungen wurden ersetzt. Auch die Zylinderköpfe wurden erneut geprüft.

Nach der Überholung lief der V8 endlich wie vorgesehen: sanft, gesund und rauchfrei.

Von der Testbank zur RDW

Nach allen mechanischen, elektronischen und motorischen Arbeiten konnte der Volvo auf dem Prüfstand abgestimmt werden. Dort lieferte der überarbeitete 1UZ-FE ein schönes Ergebnis und die Motor- und Getriebesteuerung konnten gut aufeinander abgestimmt werden.

Dan folgte die RDW-Prüfung. Der Volvo bestand die Umrüstung mit Bravour. Die neue Motorleistung wurde offiziell in den Fahrzeugschein eingetragen und auch die Prüfer konnten die außergewöhnliche Kombination würdigen.

Das Endergebnis ist genau das, was wir uns vorgestellt hatten: ein klassischer Volvo 245 mit dem geschmeidigen Charakter eines Lexus V8, dem Komfort eines modernen Achtgang-Automatikgetriebes und einer vollständig maßgeschneiderten technischen Basis.

Maßarbeit bleibt Maßarbeit

Bei Projekten wie diesen stößt man immer auf unerwartete Herausforderungen. Eine kleine Änderung in der Motorposition kann Auswirkungen auf nahezu jedes umgebende Bauteil haben. Zudem ist es im Vorfeld schwierig vorherzusagen, wie viel Zeit die Entwicklung, Anpassung, Modifikation und erneute Prüfung genau in Anspruch nehmen wird.

Das ist auch der Grund, warum wir heutzutage sehr selektiv bei der Annahme kompletter Motorumbauten sind. Gleichzeitig sind dies die Projekte, bei denen wir neue Techniken lernen, clevere Lösungen entwickeln und Teile herstellen, die es vorher einfach nicht gab.

Dieser Volvo 245 ist ein hervorragendes Beispiel dafür: begonnen als ruhiger Vierzylinder auf LPG und neu aufgebaut als komfortabler V8-Cruiser, mit moderner Technik unter einer klassischen Karosserie.

Sehen Sie den Volvo 245 V8 in Aktion

Neugierig, wie diese besondere Kombination klingt und fährt? Sehen Sie sich unten den Volvo 245 mit Lexus 1UZ-FE V8 und ZF8HP-Automatikgetriebe in Aktion an.