Analys avseende introduktion av en 6-cylindrig motor i Saab 9000

Analys avseende introduktion av en 6-cylindrig motor i Saab 9000

Sammanställt 2019 av Olle Granlund, Kent ”Drutten” Gustafsson, Stig-Gösta Johansson, Jan-Olof Gundberg, Erik Svendsen och Per-Gunnar Björck.

Bakgrund

Saab 9000 var vid introduktionen 1985 utrustad med en turboladdad 2,0 l 4-cylindrig radmotor utvecklad och tillverkad i Södertälje.

Redan efter ett år startade Saab utvecklingen av en ny 4-cylindrig 2,3 l motor utrustad med balansaxlar. Förbättringen av prestanda, bränsleförbrukning, ljud- och vibrationsnivåer var påtaglig och marknaden reagerade positivt på den nya motorn.

Den nya turbomotorns införande gjorde att man hade en effekt och bränsleförbrukning som väl uppfyllde aktuella krav. Detta visade sig i försäljningssiffrorna som ökade markant i början av 90-talet. Saab hade också med turbomotorn visat sin tekniska kompetens och ansågs vara den ledande tillverkaren inom turbotekniken.

På i första hand den amerikanska marknaden prioriterades dock, på grund av låga bränslekostnader, inte låg förbrukning utan kunderna efterfrågade istället tyst och vibrationsfri gång. Detta medförde att majoriteten av kunderna valde bilar med 6- eller 8-cylindriga motorer. Saab kunde inte fullt ut kompensera avsaknaden av en 6-cylindrig motor med 4-cylindriga varianter.

Introduktion av en 6-cylindrig motor kom därför att diskuterades flitigt av Saabs företagsledning där marknadssidan oroades över försäljningstapp i USA.

För att bilda sig en uppfattning över hur stora modifieringar som krävdes för att installera en 6-cylindrig motor i Saab 9000 beslutades att under strikt sekretess bygga in V6-motorer i ett antal bilar. Utöver rent installationstekniska frågor var det också intressant att få reda på om de krav som prioriterades i USA kunde uppfyllas.

Arbetet utfördes självständigt av Kent Gustafsson och Stig-Gösta Johansson med visst stöd från personal inom motorlaboratoriet och drivaggregatskonstruktion i Trollhättan.

Översikt över installerade motortyper

Motortyper

Ford

Ford hade två V6 motortyper i produktion under den aktuella perioden, Ford Essex som tillverkades i England fram till 1988 och i huvudsak användes i bilar byggda i England, t.ex. Ford Consul och Capri, och Ford Cologne som tillverkades i Köln i Tyskland och monterades i t.ex. Ford Scorpio.

Ford Cologne motor

Den motor som provades i Saab 9000 var Cologne och den kom också att ersätta Essexmotorn i engelska Fordbilar. Fabriken var vid tillfället i dåligt skick (t.ex. jordgolv och bristfällig elförsörjning) och Saab erbjöds att ta över linan för placering hos Valmet i Finland för fortsatt produktion av motorer och reservdelar. Motorn kom dock att fortsätta att tillverkas av Ford fram till 2011.

Motorn var av ålderdomlig konstruktion med motorblock och cylinderlock i gjutjärn med centralt placerad kamaxel och stötstänger. I princip samma motorfamilj som den Ford V4 motor som introducerades i Saab 96 1966.

Saab-bilen byggdes om våren 1986 hos en gasbilsleverantör i Hengelo i Holland. Den bedömningskördes runt Hamburg och därefter låg projektet nere i 1–2 år varefter en uppfräschning gjordes av installationen innan ytterligare bedömning.

Effekten var måttlig vilket gav dåliga igångkörningsprestanda men för övrigt acceptabel körbarhet.

Volkswagen

VW VR6 motor var ett koncept avsett att möjliggöra inbyggnad av en tvärställd 6-cylindrig motor i bilar av Golf-klassen normalt utlagda för 4-cylindriga motorer. Konfigurationen har båda cylinderraderna under ett gemensamt cylinderhuvudplan och med liten V-vinkel. I de första motorerna experimenterade man med 10,5° innan man valde 15° for produktionsmotorerna.

Cylinderlocket i aluminium var gemensamt för båda cylinderraderna med dubbla kamaxlar. Kolvtopparna med förbränningsrum lutade 7,5°. Tidiga motorer hade 2 ventiler/cylinder och senare motorer 4 ventiler/cylinder.

Motorblock

Cylinderblock med 2 ventiler/cylinder

Två motorer i ett tidigt prototypstadium byggdes in i Saab 9000. En som körbar bil och en med tom motor med eget insugningsrör som krockbil. Den blev dock aldrig krockad.

Motorerna var lätta att installera tack vare sina kompakta mått (kort motor) men skulle ha krävt anpassningar i höjdled för 9000 momentstag.

VR6-motorn har startmotorn på växellådssidan och både Saab F35 manuell och ZF HP18 automatväxellåda skulle ha behövt nya kopplings- och momentomvandlarhus. På provbilen fick motorns mellanplatta modifieras med ett stödlager (med smörjnippel) för startmotorn. VW kopplingslamell modifierades med F35 lamellnav.

Motorn upplevdes ha bra motorgång och körbarhet.

Mazda

Mazda typ JE-ZE användes ursprungligen som längsställd i Mazda 929 med bakhjulsdrift. Det är en 60° V6 motor med dubbla överliggande kamaxlar vilket gjorde den utrymmeskrävande både i längd och bredd. Den har block i gjutjärn och cylinderlock i aluminium med dubbla överliggande kamaxlar.

Mazda JE-ZE-motor

Motorn köptes som lös komplett motor med många tillhörande komponenter.

Bakre motorplan fick flyttas längre åt vänster än standard Saab 9000, vilket krävde korta drivaxlar. Motorn var mindre lämpad för inbyggnaden och på provbilen fick både övre och nedre motorfäste improviseras med infästning i termostathuset och med hål för oljestickan.

Bedömningen redovisade bra körbarhet med sannolikt mindre effekt än de uppgivna 205 hk.

Mazdamotor inbyggd i Saab 9000

Ford/Yamaha

SHO-motorn, som i grunden är en Ford Vulcan 60° stötstångsmotor med gjutjärnsblock, togs fram i samarbete med och tillverkades av Yamaha för att monteras tvärställd i Ford SHO. Den var högteknologisk och revolutionerande när den presenterades 1988. Cylinderlocken i aluminium hade dubbla överliggande kamaxlar och insugningsrör med variabel längd med ett mycket tilltalande utseende.

Ford/Yamaha SHO-motor

Ford ville inte sälja lösa motorer till Saab men en motor förmedlades av ASC (American Sunroof Company). Även en komplett bil anskaffades som referensbil.

Installationen i provbilen krävde en komplicerad anpassning av elsystemet (motorkabelhärvan hängde ihop med bilhärvan). Med ett passande elsystem skulle motorn för övrigt haft goda förutsättningar att kunna installeras i Saab 9000.

Denna motor gav det bästa intrycket med avseende på prestanda och körbarhet. Mycket bra ljud- och vibrationsnivå (NVH), både interiört och exteriört. Och den var snygg även utan plastkåpor.

Alfa Romeo

Alfa Romeos V6 motor med gjutjärnsblock och cylinderlock i aluminium, som i det aktuella utförandet har en kamaxel/cylinderlock, har funnits installerad i Alfa Romeo 75, 90, GTV med flera i längsställt utförande. Vid tidpunkten för installationen i Saab 9000 fanns den redan i Alfa Romeo 164 som var en systerbil till Saab 9000 med samma plattformsstruktur och motorrum.

Alfa Romeo-motor

Det var alltså en enkel operation att flytta över komplett drivaggregat med tillhörande Alfa Romeo växellåda C530 till Saab 9000.

Motorinstallation i Alfa Romeo 164 med samma utseende som i Saab 9000

Motorn kom senare att introduceras i Alfa Romeo med dubbla överliggande kamaxlar och 24 ventiler.

Intrycket var en snygg motor med sportig motorgång (sång).

Sammanfattning

De sex bilar som utrustades med V6 motorer visade att det var tekniskt möjligt i varierande grad.

De förväntade egenskaperna med avseende på ljud- och vibrationsnivå uppnåddes eller hade kunnat uppnås med fortsatt utvecklingsarbete.

Möjligheterna till bedömningskörningar och optimeringar begränsades dock av den strikta sekretessen och avvikande prioriteringar inom vissa utvecklingsgrupper.

Sammantaget bedömdes Yamaha-motorn som den bästa från egenskaps- och installationssynpunkt och skulle väl ha kunnat uppfylla den amerikanska marknadens krav.

Ingen av de provade motorerna kom dock att introduceras i Saab 9000.

Introduktion av V6 motor i Saab 9000

I och med att General Motors övertog Saab 1989 ändrades förutsättningarna och det fanns tillgång till den V6 motor som användes av Opel både i längs- och tvärställt utförande. Motorn tillverkades i Ellesmere Port i England.

Genom att Saab 2,3 l motor och växellådor hade modulariserats till att ha gemensam växellådshålbild med Opel och detta gränssnitt användes också av V6-motorn var det relativt enkelt att installera V6 motorn i Saab 9000 tillsammans med F35 manuell och ZF HP18 automatväxellåda.

Motorn kom att användas i Saab 9000 1994-1996 i sugmotorutförandet B308i med 3,0 l och 210 hk DIN.

GM B308i motor