Volvo 245 1977 1UZ-FE 4.0 ZF8HP

Deze Volvo 245 uit 1977 begon zijn leven met een op LPG rijdende viercilinder. Zelfs op een goede dag leverde die motor nog geen 100 pk. Prima voor rustig verkeer in de jaren zeventig, maar niet helemaal passend bij het plan dat we voor deze auto hadden.

Het doel was duidelijk: een comfortabele en betrouwbare cruiser bouwen die ook als daily driver gebruikt kan worden. Snel genoeg wanneer het nodig is, maar vooral soepel, stil en ontspannen tijdens langere ritten. De combinatie van een Lexus 1UZ-FE 4,0-liter V8 en een moderne ZF8HP-achttrapsautomaat leek daarvoor ideaal.

Dat bleek technisch alleen een stuk uitdagender dan vooraf gedacht.

Waarom een Lexus 1UZ-FE V8?

De Lexus 1UZ-FE staat bekend als een bijzonder soepel lopende V8 met voldoende koppel en een prettige vermogensafgifte. Bovendien hebben we bij LucaCarMods al verschillende producten ontwikkeld voor het monteren van deze motor in een Volvo 240.

Denk daarbij aan onze Volvo 240 1UZ V8-motorsteunen, een versnellingsbaksteun, aangepaste carterpannen en diverse kleinere onderdelen. Wie zelf een vergelijkbare ombouw voorbereidt, vindt in onze Volvo 240 1UZ-swapinformatie meer uitleg over de uitgangspunten en compatibiliteit van deze onderdelen.

Alleen de versnellingsbak vroeg om een andere aanpak.

Geen oude handbak, maar een moderne ZF8HP

Een oude ZF vijf- of zesversnellingsbak uit een diesel combineren met de Lexus V8 was mogelijk geweest, maar paste niet goed bij het karakter dat we zochten. Voor een comfortabele cruiser wilden we juist snel en soepel kunnen schakelen, met lage toerentallen op de snelweg.

Daarom viel de keuze op een ZF8HP-achttrapsautomaat. Dankzij de lange overdrive draait de motor tijdens constante snelheden weinig toeren. De bak schakelt snel en comfortabel, terwijl handmatig schakelen mogelijk blijft wanneer de bestuurder daar behoefte aan heeft.

Met een adapterplaat van Adamat kan de ZF8HP aan de 1UZ-FE worden gemonteerd. Daarmee was de koppeling tussen motor en versnellingsbak opgelost. Het daadwerkelijk passend krijgen van deze combinatie in de Volvo was een heel ander verhaal.

Drie centimeter met grote gevolgen

De ZF8HP is aanzienlijk groter dan de versnellingsbakken waarmee we eerder een Volvo 240 met 1UZ-FE hadden opgebouwd. Daardoor konden vrijwel geen bestaande ontwerpen rechtstreeks worden hergebruikt.

Om voldoende ruimte te creëren, moest de motor ongeveer drie centimeter lager in het motorruim komen te liggen. We begonnen daarom met het aanpassen van onze bestaande LCM-motorsteunen voor de Volvo 240 en 1UZ V8. Let op: de reguliere productuitvoering is ontwikkeld voor de op de productpagina beschreven combinaties; voor deze afwijkende ZF8HP-opstelling waren extra aanpassingen nodig.

Drie centimeter klinkt misschien niet als veel, maar binnen een vol motorruim heeft iedere verandering gevolgen. De lagere motorpositie beïnvloedde onder andere:

• de motor- en versnellingsbaksteunen;
• de carterpan;
• het uitlaatsysteem;
• de stabilisatorstang;
• het stuurhuis en de stuurstangen;
• de positie van het oliefilterhuis.

Daarmee veranderde een ogenschijnlijk eenvoudige aanpassing in een kettingreactie van nieuw maatwerk.

Een compacte rembekrachtiger

Bij een 1UZ-swap in een Volvo 240 is een slanke rembekrachtiger noodzakelijk. De brede cilinderkoppen van de V8 laten op die plek weinig ruimte over.

De originele platte ‘pancake’-rembekrachtiger van de Volvo 240 is hiervoor zeer geschikt, maar goede exemplaren zijn beperkt beschikbaar. Daarom gebruikten we bij deze auto een rembekrachtiger van een Mazda MX-5 NB.

In Fusion 360 tekenden we een boormal. Met onze Bambu Lab P1S 3D-printer maakten we hiervan een fysiek hulpmiddel waarmee de bevestigingspunten nauwkeurig konden worden overgenomen. Vervolgens hoefden we alleen de bedieningsstang aan te passen en de passende remvork te monteren.

Een volledig nieuwe carterpan en baksteun

Door de gewijzigde motorpositie konden we ook onze bestaande aangepaste front-sump-carterpannen niet gebruiken. Daarom ontwierpen we in Fusion 360 een nieuwe rear-sump-carterpan.

De onderdelen werden op onze CNC-plasmatafel uitgesneden, gelast en vervolgens gepoedercoat. Zo ontstond een carterpan die niet alleen voldoende ruimte bood, maar ook netjes aansloot op de rest van de ombouw.

Voor de ZF8HP maakten we eveneens een nieuwe versnellingsbaksteun. Het originele rubber van de Lexus-automaat konden we hergebruiken. De rest van de steun werd in twee delen ontworpen, met de CNC-plasmatafel uitgesneden en waar nodig gekant.

Maatwerk rond stuurhuis en uitlaat

De 1UZ-FE is een brede V8. In de Volvo 240 blijft daardoor nauwelijks ruimte over tussen het uitlaatspruitstuk en de stuurstang.

Om die beperkte ruimte optimaal te benutten, maakten we een dikwandig RVS-spruitstuk dat nauwkeurig om de stuurstang heen loopt. Het spruitstuk kreeg een V-bandverbinding met de rest van het uitlaatsysteem. We gebruiken V-bandkoppelingen regelmatig omdat ze compact zijn en prettig werken bij montage en demontage.

Aan weerszijden hebben we delen van de bestaande spruitstukken aangepast. Binnen het beschikbare budget was het niet nodig om alles volledig opnieuw te bouwen. Goed maatwerk betekent tenslotte ook bepalen welke bestaande onderdelen verantwoord hergebruikt kunnen worden.

Een compacter oliefilterhuis

Doordat de motor lager kwam te liggen, raakte het oorspronkelijke oliefilterhuis het stuurhuis. Ook hiervoor moest een nieuw onderdeel worden ontwikkeld.

Op basis van de beschikbare ruimte ontwierpen we een compact oliefilterhuis dat veel strakker tegen de motor ligt. Het definitieve onderdeel werd CNC-gefreesd en voorzien van een M10x1-aansluiting voor een Bosch Motorsport druk- en temperatuursensor. Zo kunnen oliedruk en olietemperatuur vanuit één compacte sensor worden bewaakt.

Dit is typisch zo’n onderdeel dat tijdens de eerste plannen nauwelijks aandacht vraagt, maar uiteindelijk essentieel is om de complete combinatie betrouwbaar passend te krijgen. In het afzonderlijke artikel van 3D-scan tot CNC-gefreesd 1UZ-oliefilterhuis laten we het volledige ontwikkelproces zien.

MaxxECU en CANTCU als digitaal brein

Nadat de motor en versnellingsbak hun definitieve positie hadden gekregen, konden we beginnen aan de kabelboom.

De MaxxECU Race verzorgt de aansturing van de Lexus V8. De CANTCU van Canformance bestuurt de ZF8HP-automaat. Beide systemen communiceren via de CAN-bus met elkaar. Zo kan de automaat op het juiste moment en met de juiste kracht schakelen.

Voor het ontwerpen van de kabelboom monteerden we de motor eerst in de Volvo. Met strotouw legden we alle kabelroutes in het motorruim uit. Iedere aftakking werd gelabeld, waarna we de complete kabelboom comfortabel en overzichtelijk aan tafel konden opbouwen.

Ook werd een Bosch Motorsport drive-by-wire-gasklep gemonteerd met behulp van een adapterplaat. Hierdoor kan de CANTCU bij het terugschakelen een verzoek aan de MaxxECU sturen om automatisch tussengas te geven.

Drive-by-wire tot aan het gaspedaal

Een elektronische gasklep werkt pas goed wanneer ook de input van de bestuurder betrouwbaar wordt gemeten. Daarom monteerden we een elektronisch gaspedaal met onze Volvo 240 drive-by-wire-gaspedaaladapter. De adapter gebruikt twee bestaande montagepunten en vraagt aan de bovenzijde om één extra bevestigingsgat.

Na montage zijn het gaspedaal en de gasklep in de MaxxECU gekalibreerd. Daarmee ontstaat een compleet DBW-systeem waarmee de ECU niet alleen de normale gasrespons regelt, maar ook de samenwerking met de ZF8HP ondersteunt. Denk daarbij aan gecontroleerd tussengas bij terugschakelen en een voorspelbare reactie van de aandrijflijn.

Voorbereid op LPG, uiteindelijk toch benzine

Aanvankelijk was het plan om de Volvo opnieuw van een LPG-installatie te voorzien. Daarom hebben we de kabelboom voorbereid op een eventuele latere inbouw.

Via afzonderlijke connectoren kan een LPG-installateur signalen voor de injectoren, het toerental, de geschakelde 12 volt en de CAN-bus gebruiken. Er hoeft daardoor niet in de nieuw gebouwde kabelboom te worden geknipt.

Uiteindelijk is besloten om geen LPG-installatie te monteren. De voorbereiding is aanwezig, maar voor deze uitvoering kwam de 1UZ-FE op benzine beter tot zijn recht.

BMW-selector in de originele tunnel

Voor de bediening van de ZF8HP kozen we voor een BMW-keuzehendel. Hiermee kunnen eenvoudig Park, Reverse, Neutral en Drive worden geselecteerd. Daarnaast blijft handmatig schakelen mogelijk.

Om de selector netjes in het interieur te integreren, hebben we de middentunnel met een 3D-laserscanner ingescand. Vervolgens werd de vorm in Fusion 360 reverse-engineered en ontwierpen we een passende houder. Die houder werd daarna 3D-geprint.

Zo kreeg de moderne bediening een vaste plaats zonder dat het karakter van het klassieke Volvo-interieur verloren ging.

De afgebeelde montage was nog een prototype. De definitieve uitvoering is verder verfijnd en wordt afgewerkt met een schakelpookhoes, zodat de moderne selector rustiger opgaat in het klassieke interieur.

Moderne voertuigdata in het originele tellerhuis

Naast een moderne aandrijflijn wilden we ook belangrijke voertuigdata overzichtelijk kunnen aflezen. Daarom integreerden we een CANchecked MFD32-display in het originele tellerhuis van een eerste generatie Volvo 240.

Hiervoor ontwierpen en printten we een eigen Volvo 240 CANchecked-displayhouder. Het MFD32-scherm toont onder meer de snelheid, motortemperatuur, versnellingsbaktemperatuur en andere relevante gegevens.

Omdat het display een touchscreen heeft, moest het originele plexiglas gedeeltelijk worden verwijderd. Over de overige meters plaatsten we een nieuw stuk plexiglas op maat. Hierdoor blijft het instrumentenpaneel netjes afgewerkt, terwijl het touchscreen direct bereikbaar is.

De aandrijflijn compleet maken

Om de ZF8HP met de achteras te verbinden, moest de cardanas worden ingekort. We ontwierpen een adapter die de uitgang van de ZF8HP verbindt met een originele Volvo 240-cardanas. Deze adapter is vervolgens CNC-gefreesd.

Tijdens het inkorten bleek dat de bestaande cardanas niet meer in goede conditie was. Daarom hebben we hem volledig laten reviseren. Met het vermogen en koppel van de V8 is een betrouwbare cardanas geen detail waarop je wilt besparen.

Een onverwachte motorrevisie

De Lexus-motor was vóór dit project al door een ander bedrijf onder handen genomen. De cilinderkoppen en afdichtingen zouden daarbij zijn aangepakt. Na de eerste start bleek de motor echter veel te roken en slecht te lopen.

In eerste instantie leek een onjuiste basismapping een mogelijke oorzaak. Verder onderzoek wees uit dat één nokkenas 180 graden verkeerd stond. Nadat dit was gecorrigeerd, bleef de motor ondanks een verbeterde mapping roken.

Daarom besloten we geen halve maatregelen te nemen en de volledige motor te demonteren. Tijdens de inspectie bleken de zuigerveren behoorlijk vast te zitten. Ook waren verschillende lageroppervlakken in het blok niet meer volledig in orde.

Het motorblok werd volledig gereviseerd. De motor kreeg nieuwe zuigerveren, diverse lageroppervlakken werden gelijnboord en alle keerringen en pakkingen werden vervangen. Ook zijn de cilinderkoppen opnieuw getest.

Na de revisie liep de V8 eindelijk zoals bedoeld: soepel, gezond en rookvrij.

Van testbank naar RDW

Na alle mechanische, elektronische en motorische werkzaamheden kon de Volvo op de testbank worden afgesteld. Daar leverde de gereviseerde 1UZ-FE een mooi resultaat en konden de motor- en versnellingsbakaansturing goed op elkaar worden afgestemd.

Daarna volgde de RDW-keuring. De Volvo doorstond de omkeuring met vlag en wimpel. Het nieuwe motorvermogen werd officieel op het kenteken geregistreerd en ook de keurmeesters konden de bijzondere combinatie waarderen.

Het eindresultaat is precies wat we voor ogen hadden: een klassieke Volvo 245 met het soepele karakter van een Lexus V8, het comfort van een moderne achttrapsautomaat en een volledig op maat gemaakte technische basis.

Maatwerk blijft maatwerk

Bij projecten als deze kom je altijd onverwachte uitdagingen tegen. Een kleine wijziging in de motorpositie kan gevolgen hebben voor vrijwel ieder onderdeel eromheen. Daarnaast is vooraf moeilijk te voorspellen hoeveel tijd het ontwikkelen, passen, aanpassen en opnieuw testen precies gaat kosten.

Dat is ook de reden dat we tegenwoordig zeer selectief zijn in de complete motorombouwen die we aannemen. Tegelijkertijd zijn dit de projecten waarbij we nieuwe technieken leren, slimme oplossingen ontwikkelen en onderdelen maken die eerder simpelweg niet bestonden.

Deze Volvo 245 is daar een prachtig voorbeeld van: begonnen als een rustige viercilinder op LPG en opnieuw opgebouwd als comfortabele V8-cruiser, met moderne techniek onder een klassieke carrosserie.

Bekijk de Volvo 245 V8 in actie

Benieuwd hoe deze bijzondere combinatie klinkt en rijdt? Bekijk hieronder de Volvo 245 met Lexus 1UZ-FE V8 en ZF8HP-automaat in actie.