Einbau eines geregelten Katalysators in VW Typ 11, 13 und 15
Erfahrungsbericht am Beispiel des Nachrüstsystems der Fa. HJS Fahrzeugtechnik GmbH, Menden

Es gibt inzwischen mehrere Anbieter von KAT-Nachrüstsystemen am Markt, die auch Angebote für Käferfahrer im Programm haben. Wir vom KTCSI haben bisher nur das System der Firma HJS an drei Fahrzeugen getestet und wollen hier auch nur dies beurteilen und nicht mit anderen Systemen vergleichen.

Die Systemkomponenten weisen optisch einen hohen qualitativen Standard auf. Viele Teile der Abgasanlage sind aus vergütetem Stahl gefertigt und dürften eine hohe Lebensdauer erreichen. Die Firma HJS gewährt eine Garantie von 24 Monaten oder 80.000 km ab Einbaudatum, fachgerechter Einbau vorausgesetzt. Positiv ist, dass man bei HJS auch an das Design gedacht hat. So wurde auf der rechten Seite ein zweites, jedoch funktionsloses Auspuffendrohr vorgesehen, um Originalität zu wahren. Der Einbau des Systems ist jedoch nur in Fahrzeuge möglich, die über das nach außen gewölbte hintere Karosserieabschlussblech (ab 1975) verfügen. Fahrzeuge ab Modelljahr 1968 mit flachen Abschlussblechen können mit einem HJS-Teil umgebaut werden (Schweiß- und Lackierarbeiten nötig).

Das Gutachten der Fa. HJS galt urspünglich nur für alle VW Typ 11, 13, 14, 15, und 34, die mit einem Motor 1600 cm³, Kennbuchstabe AD oder AS ausgerüstet sind. Ebenso dürfte eine Zulassung für den VW 181 möglich sein, sofern ein Motor mit den v. g. Kennbuchstaben eingebaut ist. Inzwischen sind auch Umbausätze für alle Motoren mit 34 PS (Kennbuchstabe D) und 44 PS/1300 (Kennbuchstabe AB oder AR) verfügbar. Diese Umbausätze gibt es für doppelte und einfache Ansaugluft-Vorwärmung. Für alle anderen Käfermotoren sind keine Gutachten mehr geplant. Leistungssteigerungen dürfen am Motor nicht vorgenommen worden sein.

Meine erste Nachrüstung habe ich im Oktober 1997 in Zusammenarbeit mit einem Kfz.-Meisterbetrieb an meinem VW Typ 11, Baujahr 1976, 1600 cm3, Motortyp AS, mit Halbautomatik durchgeführt. Nach dem Einbau wurde die Steuerelektronik mit dem HJS-Spezialgerät initialisiert. Ohne diese Freischaltung ist ein Betrieb des Wagens bereits problemlos möglich, das Fahrzeug entspricht dann aber lediglich einer Version mit ungeregeltem Kat, und ein spürbarer Leistungsverlust tritt auf. Durch die Freischaltung wird dieser Leistungsverlust wieder weitgehend kompensiert, so dass insgesamt keine spürbare Verringerung mehr bleibt. Man sollte sich für spätere Funktionskontrollen sicherheitshalber die bei der Initialisierung vom System festgestellte Initialisierungsnummer in den Unterlagen notieren. Der Umbau wurde anschließend von der Zulassungsstelle mit Schlüsselnummer 77 in den Papieren eingetragen (diese Eintragung ist übrigens gebührenfrei und ohne weiteren TÜV-Besuch möglich).

Nachfolgend Bemerkungen zu den Umbauarbeiten:

Die Einbauzeit darf nicht zu knapp veranschlagt werden. Insgesamt kam ich auf rund 8 Stunden, wobei der Umbau von Doppelrohr- auf Einfachrohrvorwärmung hier noch nicht enthalten ist. Dieser dauert ohne Spezialwerkzeuge nochmals rund 3 bis 4 Stunden, da eine Demontage der Lichmaschine erforderlich ist. Ein Motorausbau muss aber keinesfalls erfolgen. Der Einbau der Abgasanlage ist relativ unproblematisch, die Platzverhältnisse sind bei gewölbtem Abschlussblech gut. Komplikationen mit der Anhängerkupplung entstehen nicht. Am Auslassstutzen für den zweiten Zylinder war die Befestigung der unteren Mutter (8 mm) auf dem Stehbolzen problematisch. Hier muss am Abgasstutzen des Sammelrohres Material abgetragen werden, damit sich die Mutter aufschrauben lässt (dieses Problem ist aber schon von "normalen" Schalldämpfern aus dem Zubehörhandel hinreichend bekannt). Überdies bereitet der Blechkrümmer für die Warmluftzufuhr zum Luftfilter dann Probleme, wenn er mit am Stehbolzen des Abgasanschlusses angeschraubt werden soll. Hier empfiehlt sich die Verwendung von Warmluftstutzen bis Modelljahr 1972, die an der Motorverblechung verschraubt werden.

Die Dichtringe zu den Wärmetauschern hin wurden zusätzlich mit GunGum-Paste bestrichen, um eine optimale Abdichtung zu erreichen. Auf den intakten Wärmetauscherzustand muss geachtet werden. Es ist aber problemlos möglich, einen Wärmetauscher später ohne KAT-Demontage zu ersetzen oder die Dichtringe zu wechseln (diese werden durch den im Gegensatz zum Normalauspuff höheren Innen-Betriebsdruck der Anlage auch stärker beansprucht).

Die Querschnitte in den Querrohr-Abgasstutzen vom 4. und 2. Zylinder waren in der ersten KAT-Bauserie tlw. durch ungünstige Blechpressungen innen verengt; hier bietet sich ein Nacharbeiten mit einer großen Zange an. Zudem war der Querschnitt im 90-Grad-Winkel am Abgasstutzen des dritten Zylinders etwas beengt, Modifikationen waren beim Einbau hier kaum mehr möglich. Das Abgas-Querrohr wurde in der zweiten Bauserie von HJS jedoch erheblich verbessert. Die Rohrlängen sind aber nach wie vor insbesondere zwischen 1. und 3. Zylinder stark unterschiedlich, wodurch sich Ungleichmäßigkeiten in der thermischen Belastung der einzelnen Zylinder ergeben können. Dies dürfte sich aber für die Standfestigkeit beim Serienmotor nicht stark nachteilig auswirken.

Problematischer ist jedoch der Eintrittswinkel des Abgasrohres vom 2. Zylinder in das mittlere Querrohr. Dieser Winkel verläuft etwas entgegen der Strömungsrichtung. Dies sollte von HJS noch dringend verbessert werden.

Für Fahrzeuge mit Vergasern des Typs 34 PICT-4 (ab Modelljahr 1975) ist ggf. eine Änderung der Hauptdüsenbestückung erforderlich. Diese Fahrzeuge sind werksseitig nur mit einer HD 127,5 ausgestattet (anstelle HD 130 beim 34 PICT-3). Ohne Einbau einer HD 130 war ein Vollastbetrieb des warmgelaufenen Motors nicht gut möglich (starker Leistungsabfall durch Luftüberschuss). Hingegen ist fraglich, wieso HJS dem Umbausatz eine Leerlaufdüse der Größe 55 beipackt, da diese normalerweise zur Serienausstattung gehört. Möglicherweise werden die beigepackten Düsen jedoch in ihrer Kalibrierung gegenüber dem Serienteil geändert.

Im Testbetrieb wurde die Leelaufdüse G55 anfangs als zu klein befunden. Insbesondere bei Lastwechsel und im Schiebebetrieb (längere Fahrten bergab) blieb der Motor anschließend gern im Leerlauf stehen. Es stellte sich aber heraus, dass nicht die Leerlaufdüse, sondern ein undichter Zwischenflansch am Vergaser für das schlechte Leerlaufverhalten verantwortlich war. Da sich die doppelseitige Abdichtung des Zwischenflansches nach Inbetriebnahme noch setzt, ist unbedingt ein mehrmaliges Nachziehen der Verschraubung erforderlich. Ansonsten kann es hier nach kurzer Betriebszeit zum Ansaugen von Fehlluft kommen! Die für den Saugrohrzwischenflansch mitgelieferten Dichtungen halte ich für wenig geeignet. Meiner Ansicht nach ist es besser, sich hierfür zwei neue Originaldichtungen (dickeres Material) zu gönnen.

Ein neuralgischer Punkt ist die ordnungsgemäße Befestigung des Leerlaufschalters am Vergaser. Hierzu finden sich in der Einbauanleitung zu wenig Hinweise. Bei eigenen Tests wurde festgestellt, dass der Schalter ideal platziert ist, wenn sich das Ausschalten bei einem Öffnungswinkel von 4 - 6 mm (gemessen bei voll geöffneter Starterklappe zwischen Stufenscheibe und Schraube am Vergaserhebel) ergibt. Ist der Winkel größer, kommt es beim Beschleunigen zu "Löchern". Wird der Winkel zu klein, stellt sich der Leerlaufbetrieb teilweise gar nicht ein, bzw. der Vergaserhebel geht auch bei geöffneter Starterklappe nicht ganz in seine Leerlaufposition zurück. Stets muss geprüft werden, ob der Vergaserzug leichtgängig bleibt. Er darf nicht am Leerlaufschalter schleifen oder anliegen! Dies muss in allen Hebelpositionen mit einwandfrei gefluchtetem Seilzug getestet werden. Ggf. kann das dicke Ende des Seilzuges um 1 bis 1,5 cm gekürzt werden (Drahtschere).

Im übrigen wäre es sehr wünschenswert, wenn HJS die genaue Funktionsweise der Steuerelektronik, hier insbesondere auch die Besonderheiten bei Auslösen des Leerlaufschalters in der Anleitung erklären würde.

Eine telefonische Nachfrage bei HJS ergab folgendes:
Der Leerlaufschalter hat die Aufgabe, beim Rückstellen des Gashebels einen Stromimpuls an die Steuerelektronik zu geben. Hierdurch wird von der Elektronik die Stromzufuhr zu den beiden Luftsteuerventilen für sehr kurze Zeit abgeschaltet. Dies bewirkt, dass kein Luftüberschuss von den Steuerventilen produziert wird, da im gleichen Moment das gemessene Gemisch an der Lambda-Sonde durch die Verringerung der Drosselklappenstellung als "zu fett" beurteilt wird. Die Sonde würde daher die Anweisung zu noch weiterer Luftzufuhr geben. Dies würde bedeuten, dass der wegen des sehr langen Käfersaugrohres reichlich vorhandene Restkraftstoff im Ansaugtrakt in Verbindung mit dem Luftüberschuss ein Hochdrehen des Motors auf über 2000 U/min bewirken würde. Ein gleichmäßiger Wechsel in den Leerlauf würde sich nicht einstellen. Eine korrekte Funktion des Leerlaufschalters kann dieses Problem zuverlässig verhindern.

Hinsichtlich der Funktion der Steuerelektronik hat HJS folgendes mitgeteilt: Nach dem Initialisieren der Elektronik bleiben die gesetzten Werte auch nach einer langen Betriebspause auf dem EPROM erhalten. Es ist vollkommen unschädlich, z. B. die Elektronik für die gesamte Winterstillegungszeit stromlos zu lassen. Leider bietet HJS bis heute laut meinem Fachhändler keine Ersatzteillisten für die einzelnen KAT-Anlagenbestandteile an. So war es z. B. nicht möglich, einen Leerlaufschalter als Reserveteil zu erhalten. Lt. Fachhändler ist es lediglich möglich, ein defektes Teil an HJS zu senden und dafür ein intaktes zurückzuerhalten.

Problematisch wird dies meiner Ansicht nach, wenn dann das Fahrzeug während der Lieferzeit nicht mehr benutzt werden kann, z. B. wenn KAT oder Abgasrohre getauscht werden müssen. Ich habe herausgefunden, dass die Steuerventile bei Pierburg unmittelbar bestellt werden können (siehe eingeprägte Teilenummer 7.22594.00 98T188 - 12V). Die Kabelstecker stammen mit Ausnahme des 25-poligen Hauptsteckers aus dem VW ET-Programm. Die dreieckige Flanschdichtung am KAT ist ebenfalls ein Standardteil (z.B. VW 443 253 115 B). Als Querrohr kann ersatzweise auch das Teil der neueren Mexiko-Käfer eingebaut werden. Die Lambda-Sonde ist ein Bosch Standardteil (LSH 6 oder LSH 15 können alternativ eingebaut werden). Von VW gibt es tatsächlich einen vergleichbaren Leerlaufschalter unter der Teile-Nr. 021 906 028.

Der Abstand zwischen dem KAT-Topf und dem hinteren Abschlussblech ist relativ gering. Zur Vermeidung einer übermäßigen Aufheizung des Abschlussbleches hat HJS bereits eine Abschirmung am KAT vorgesehen. An meinen Fahrzeugen habe ich innen hinter dem Abschlussblech zusätzlich ein dünnes Alublech eingebaut, das an den untersten Kotflügelschrauben befestigt wurde.

Empfehlenswert ist in jedem Falle der Einbau einer elektronischen Zündanlage, wobei hier auf ein preiswertes Modell (z. B. Ignitor oder Pertronix als"Unterbrecherkontaktersatz") zurückgegriffen werden kann. Die typische nachlassende Leistung einer kontaktgesteuerten Anlage (Änderung des Zündzeitpunktes durch Abbrand der Kontakte, etc.) wird somit vermieden, und es ergibt sich ein gleichmäßigerer Motorlauf in allen Drehzahlbereichen. Dies schont wiederum den KAT, da die Anteile an unverbranntem Kraftstoff im Abgas geringer gehalten werden.

Generell zu empfehlen ist es, den Zündstromkreis vorne im Kofferraum mit einer zusätzlichen Sicherung zu bestücken (mind. 16 A), da werksseitig keine Zündsicherung eingebaut ist. Die KAT-Elektronikbox selbst ist über eine 7,5 A Sicherung abgesichert. Es empfiehlt sich, regelmäßig die korrekte Ladestromstärke (Gleichmäßigkeit der Ladung, keine Werte über 14 V) der Lichtmaschine zu prüfen. Hat die Lichtmaschine oder der Regler einen versteckten Defekt, so kann es zu Überspannungen kommen, die die Steuerelektronik des KAT innerhalb kürzester Zeit ruinieren können!  Auch auf eine korrekte Einstellung des Ventilspiels und des Vergasers inkl. aller Dichtungen im Ansaugtrakt sollte unbedingt geachtet werden.

Besonderheiten für Automatikfahrzeuge:
Die beiden Gemischsteuerventile finden an der von HJS vorgesehenen Stelle keinen Platz, weil hier das Steuerventil der Anfahrkupplung sitzt. Es ist möglich, die Ventile seitlich davor (links neben dem Pappschlauch der Heizung) zu platzieren, wodurch die angegebenen Schlauchlängen kürzer werden. Die Ventile funktionieren auch dann, wenn sie nicht 100%ig senkrecht montiert werden. Es muss aber ein Halter gebaut werden (Blechwinkel von ca 15 cm Länge), um die Ventile an der Karosserie anzuschrauben. Wegen der Anfälligkeit für Erschütterungen sollten die Ventile nicht an der Motorverblechung angeschraubt werden. Auch ist auf eine Freigängigkeit der Schläuche zu achten.

Gesamturteil:
Mein erstes Fahrzeug hat bis Mai 2003 ca. 30.000 km nach dem Einbau im überwiegenden Winterbetrieb zurückgelegt. Für den Sommerbetrieb habe ich meinen zweiten Käfer mit AD-Motor gleichermaßen umgebaut, der seitdem rund 26.000 km problemlos gelaufen hat. Clubmitglied Werner Zöller hat mit dem dritten KAT-Käfer ebenfalls trotz einer sehr hohen Km-Leistung (mehr als 60.000) keine Probleme. Die Motorleistung ist bei allen nach dem KAT-Einbau etwas zurückgegangen (ca. 5 %). Auch beim Beschleunigen ergibt sich eine gewisse "Zähigkeit". Der Kraftstoffverbrauch stieg gegenüber vorher beim Langstreckenbetrieb von 9 auf 9,5 Liter an. Im Kurzstreckenbetrieb liegen die Werte im Winter um die 10 Liter. Das kernigere Auspuffgeräusch ist sehr schön, aber für Ordnungshüter leider auch gewöhnungsbedürftig (gilt nur für Leerlaufdrehzahl). Bei steigender Drehzahl dürfte der KAT-Auspuff insgesamt leiser als ein bisheriger Schalldämpfer sein. Die KAT-Anlagen haben sich in allen drei bisher umgebauten Club-Käfern über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahren bei unterschiedlicher Witterung gut bewährt. Es gab auch bei hohen Außentemperaturen keinerlei Lackschäden am Abschlußblech. Die AU beim ersten Fristtermin ergab einen einwandfrei funktionierenden KAT. Der Einbau ist empfehlenswert, wenn das gewölbte Abschlußblech bereits vorhanden ist und sowieso eine Schalldämpfererneuerung bevorsteht. Für Leute mit wenig Erfahrung bietet es sich jedoch nicht an, mit dem KAT-Umbau die Montage eines Käfer-Auspuffes zu üben.

Bei einer Motorrevision (Ölverluste wegen hoher Laufleistung von über 200.000 Km) musste ich die Auspuffanlage im April 2003 komplett zerlegen. Nachfolgend ein paar Bilder der Teile, die 6 Winter im harten Alltagsbetrieb gelaufen sind:

Der KAT-Umbausatz kann seit einigen Jahren auch direkt über den VW Ersatzteilservice bezogen werden. Die Teilenummer für den Komplettsatz (Motor AD/AS 1600 mit einfacher Vorwärmung) lautet 113 298 029. Der Umbau für doppelte Vorwärmung ist ebenfalls erhältlich. Die von VW angeboten Umbausätze haben ein bereits initialisiertes Steuergerät, d. h. es ist keine Freischaltung mit dem HJS-Spezialgerät notwendig.

Hier noch ein paar wichtige Teilenummern:

 

Nachfolgend die Steckerbelegungen des HJS-Kabelbaums beim Käfermotor. Diese stehen in der mitgelieferten Installationsanleitung nur auf alle Fzg.-Typen verallgemeinert drin:

Anschlussform/Farbe	Kabelfarbe	Anschlusspunkt	Bemerkungen
Doppelstecker blau	schwarz und weiß	Kabelverteiler der 2 Luftventile. Von dort werden die Ventile parallel versorgt.	Anschluss am Kabelverteiler. Luftventile sollen senkrecht stehen.
Doppelstecker rotbraun	schwarzrot	Lambdasonden-Heizung
Einzelbuchse weiß (Rundform, offen liegende Steckerzunge)	orange/braun	Lambdasonde	Messkabel. Die Sonde braucht guten Massekontakt über Auspuff!
Doppelstecker schwarz	gelb und blau	Thermofühler	Anschluss des Fühlers an Motorgehäuseschraube
Einzel-Anschraub-Ringöse	schwarz	Masse	Gebläsekasten oder Motorgehäuse
Einzelsteckbuchse schwarz, mit Sicherungsbox im Strang	schwarz	An Zündspule Klemme 15 (Kabel, was vom Zündschloss ankommt) beistecken	Das HJS-Kabel ist erkennbar an der Sicherungsbox im Strang. Über dieses Kabel wird der Strom ins Steuergerät eingespeist! SI = 7,5 A
Einzelsteckbuchse grün	grün	An Zündspule Klemme 1 (das ist das grüne Kabel, was zum Zündverteiler führt) beistecken
Einzelstecker schwarz	schwarz	Leerlaufschalter - die Anschluss-Seite ist egal	Die andere Seite des Leerlaufschalters wird über ein kurzes Kabelstück mit der Masse (z. B. an Vergaserdeckelschraube) verbunden

Stand: November 2006 - Alle Hinweise erfolgen unter Ausschluss jeglicher Haftung und Gewährleistung!

Wolfgang Dingeldein