Turbomotor im Audi 80 Quattro

[quk@sievers.com (Phil Payne)]

In message <33819317.52BEAF2E@winware.de> Holger Winzer IVS B5 writes:

> Vorab : Vielleicht ist wieder jemand von Euch so nett wie beim letzem
> Mal und uebersetzt den vielleicht etwas laenger geratenen Brief ins
> englische. Dafuer im vorraus Danke ;-)

Maybe there's another sucker who'll translate all this into English.

> Am Anfang des Jahres stellte ich ueber die Mail-Liste die Frage, ob es
> moeglich ist, einen Turbo in den alten 1983 Audi 80 Quattro einzubauen
> und ob da jemand Erfahrung hat. Ich kann Euch jetzt sagen, es ist
> moeglich !! :-))
> Diese Mail schreibe ich jetzt eigentlich fuer diejenigen unter Euch, die
> das vielleicht auch vorhaben.

At the beginning of the year I asked the mailing list whether it would be 
possible to put a turbo engine into an old 1938 Audi 80 quattro and whether 
anyone had done it.  I can know tell you that it is possible!!
 
This message is intended for those of you who might also be intending to do 
this.

> Also, nachdem ich mir schon mehrere Autos (speziell die Motoren
> natuerlich ;-) vom Typ Audi 200 Turbo angesehen hatte, hatte ich ende
> April die Moeglichkeit, einen 1985 Ur-Quattro (Motor-KB WR) als
> Unfallwagen zu erwerben (fuer nur 1500,- DM). Nachdem ich nun die beiden
> Autos gruendlich miteinander verglichen habe, gab es bei dem Projekt
> folgende Probleme, die zu loesen waren: 

After looking at a lot of Audi 200 cars (especially the engines), I finally had 
the opportunity of buying an 1985 ur-quattro engine (WR) from a wrecked car for 
only DM1500.  After comparing the cars with one another in some detail, I found 
the following issues:  

> 1. Die Batterie. Der Ur-Q Motor braucht nach hinten ein bisschen mehr
> platz als der 5-Zyl. Einspritzer (wegen des Beipassventils). Also muss
> die Batterie-Halterung abgebaut werden und die Batterie in den
> Kofferraum verlegt werden.

The battery.  The ur-q engine needs a bit more space at the rear than 
the 5-cylinder injection engine because of the wastegate, and so the battery 
holder had to be removed and the battery placed in the boot/trunk.

> 2. Die Bremsen. (An das Problem dachte ich vorher wirklich nicht ;-). Da
> ein Turbo-Motor keinen konstanten Unterdruck erzeugt, ist der
> konventionelle Bremskarftverstdrker eines normalen Saugmotors nutzlos.
> Beim Ur-Q wird die Bremse hydraulisch unterstuetzt. Also muss die
> komplette Bremsanlage des Ur-Q uebernommen werden (Bis auf die
> Bremsleitungen zu den Raedern, da der 80Quattro schon vorne/hinten
> getrennte Bremskreise hat). Dazu gehoert auch der groessere
> Ausgleichbehaelter sowie der Hydraulik-Druckspeicher.

The brakes.  (I really didn't think of this before.)  Because a turbo motor
has no constant source of vacuum, the conventional brake servo from a normally-
aspirated engine is useless.  With the ur-q the brakes are hydraulically 
assisted.  The complete braking system from an ur-q (except the actual lines to 
the wheels, because the 4000Q already has dual circuits) has to be used.  This 
includes the larger reservoir and the hydraulic pressure accumulator.  

> 3. Die Lenkung. Ebenfalls wegen des soweit hinten liegenden
> Beipassventils muss die rechte Spurstange ausgetauscht werden, sonst ist
> der Wagen nicht zu lenken (das Problem trat natuerlich erst nach Einbau
> des Motors auf). Fuer dieses Problem habe ich momentan zwei
> Loesungsansaetze: im Augenblick fahre ich mit einer rechten Spurstange
> die gerade ist (urspruenglich links im Coupe eingebaut, aber ein
> bisschen verkuerzt). Damit geht es, aber in selten Faellen (voller
> linkseinschlag und rechtes einfedern des Rades tritt es auf, das dass
> Beipassventil gegen die Spurstange stoesst. Auf Dauer werde ich
> sicherlich die rechte Spurstange aus dem Ur-Q einbauen muessen (sie ist
> naemlich an der richtigen Stelle ausgebogen). Dafuer muss ich allerdings
> die Spurstange etwas bearbeiten, da das Spurstangen-Kopfgelenk vom Ur-Q
> nicht in das Federbein vom Audi 80 passt.

The steering.  Also because of the wastegate being so far back, the right track 
rod has to be changed, otherwise the car cannot be steered (this problem was 
only found after the engine was in the car).  For this problem I have two 
approaches at the moment: at present, I am driving with a straight right track 
rod (originally fitted to a Coupe, but shortened a little).  It works, but on 
rare occasions (full left lock and right wheel bounce) the track rod fouls the 
wastegate.  Over time I will certainly have to fit the right track rod from an 
ur-q (it is bent at the right point).  I will have to do some engineering, 
though, because it won't fit in the Audi 80 strut.


> 4. Die Elektrik. Der Ur-Q-Motor hat natuerlich weit mehr Sensoren als
> der 5 Zyl. Einspritzer. Zuerst dachte ich, es wuerde reichen nur den
> Motorkabelbaum (ca. 10 Sensoren + Steuergerdt) mit zu tauschen. Das
> waere wahrscheinlich auch gegangen, denn die einzige Verbindung ist
> Masse am Motorblock und +12V an der Zuendspule). Da ich aber das doch
> ganz nette digital-Cockpit und den Servicecomputer vom Ur-Q mit
> uebernehmen wollte, habe ich mich dazu entschlossen, den kompletten 
> Kabelbaum des Ur-Q mit zu |bernehmen (inkl. Relaiskasten).

The electrics.  The ur-q motor has naturally many more sensors then the 5-
cylinder injection engine.  At first I thought it would be enough to swap in 
the motor loom (ca. 10 sensors + ECU).  That would probably have worked, 
because the only connections are ground and 12v+ from the coil.  But because I 
also wanted to use the nice digital display and the ur-q's computer, I decided 
to use the complete ur-q loom (inluding relay box)
 
[This man's mad.  Utterly mad.]

> 5. Differential-Sperren. Beim 83-er Audi 80 Quattro funktionieren die
> Diff-Sperren nicht wie beim Ur-Q elektrisch sondern wie die Bremsen mit
> Unterdruck. Der faellt ja wie oben beschrieben weg. Also sind diese
> jetzt nicht mehr zu betaetigen. Ist nicht ganz so schlimm, da sie sich
> wenigsten nicht von selber aktivieren, wenn kein Unterdruck anliegt.
> Fuer dieses Problem habe ich noch keine Loeseung ( waere also noch fuer
> Vorschlaege dankbar ;-) ich denke aber ich werde mir eine elektrische
> Unterdruckpumpe besorgen (vielleicht eine von der Zentralverrieglung) um
> die Diff-Sperren zu bedienen.

Differential locks.  In the 1983 Audi 80 the differential locks are not 
electric as with the ur-q but use vacuum like the brakes.  As described above, 
this is inapplicable.  They are therefore inoperable.  This is not so bad, 
because at least they don't decide to self-activate if there is no vacum 
available.  I don't have a solution to this problem, and would be grateful for 
any suggestions.  I think I might obtain an electric vacuum pump (perhaps from 
the central locking) so as to operate the differential locks.

> 6. Ladeluftkuehler. Der 85-er Ur-Q hat ein ganz schoen grossen
> Ladeluftkuehler, den man wegen den dazugehoerigen Schlaeuchen natuerlich
> nicht beliebig im Motorraum plazieren kann. Also muss der rechte
> Kotfluegel unten vorne hinter dem Kunststoffspeuler ordenlich bearbeitet
> werden. Fuer eine ordentliche Befestigung muss auch gesorgt werden.

Intercooler.  The 1985 ur-q has quite a large intercooler, which cannot be 
placed in the motor bay at will because of its hoses.  The underneath of 
the right wing/fender behind the air dam must therefore be processed a fair 
amount.  Somehow it has to be held on, as well.

> Nach dem seit dem 16.Mai abgeschlossenem Umbau, kann ich nur jeden
> empfehlen der sowas aehnliches vor hat sich einen technisch kompletten
> Ur-Q zu beschaffen. Meine Vorstellungen ich koennte einfach so einen
> Turbo einbauen haben sich so ziemlich zerschlagen. Man sollten auserdem
> so ca. 50 Stunden Zeit einplanen (und die dazugehoerige Ausruestung
> natuerlich, d.h. Hebebuehne usw.). Ein kompletter Umbau hat allerdings
> auch einige Vorteile, z.B. habe ich jetzt auch elektr. Fensterheber und
> elektr. Aussenspiegel. Man sollte vor dem kompletten Tausch des
> Kabelbaums nicht zurueckschrecken (das kann ich jetzt nachdem alles
> passiert ist ganz ehrlich sagen ;-), denn Audi hat ein wirklich klasse
> organisiertes Baukastenprinzip. Es passt einfach alles zusammen (Bis auf
> den Stecker fuer den Kuehlwasserpegel ;-). Alle Stecker sind Farb-und
> Formkodiert. Der hintere Kabelbaum fuer Ruecklicht usw. kann sogar
> drinbleiben, er passt genau an den Ur-Q Kabelbaum. Zu meinem Jubel passt
> der Ur-Q Auspuff komplett (d.h. beide Toepfe) in den Audi 80 Quattro
> (scheine doch die gleiche Bodengruppe hinten zu haben). Es waere auch
> schade den dicken Motor an den doch etwas kleineren Auspauff des Audi 80
> Quattro anzuhaengen.

After finishing this converion on 16 May, I can only recommend anyone planning 
anything similar to get a technically complete ur-q as a starting point.  My 
idea of simply putting in a turbo motor is pretty well ruined.  One should plan 
on around 50 hours work, with access to the right tools such as lifts, etc.  A 
complete rebuild has some advantages, e.g., I now have electric windows and 
external mirrors.  One should not shrink from a complete cable loom swap (I can 
honestly say that now, after everything that has happened), because Audi has a 
really high-class modular build concept.  Everything simply fits together 
(except the connector for the coolant level sensor).  All of the connectors are 
colour and shape coded.  The rear lighting loom, for example, stays in place - 
it fits the ur-q loom perfectly.  To my joy, the ur-q exhaust fitted into the 
Audi 80 perfectly - they must share the rear floor pan.  It would be a shame to 
hang the smaller Audi 80 exhaust onto such an engine.

> Im einzelnen habe ich am Audi 80 folgende Arbeiten vorgenommen: alter
> Motor und Getriebe ausgebaut (nach unten, d.h. vordere Achse abbauen),
> Bremsanlage im Motorraum abgebaut, kompleten Kabelbaum gewechselt, im
> einzelnen den Cockpitkabelbaum, den vorderen Motorkabelbaum (fuer Licht
> usw.), den hinteren Motorkabelbaum (fuer die Sensoren des
> Servicecomputers) und den eigentlichen Motorkabelbaum fuer das
> Steuegeraet,Relaiskasten gewechselt, Batteriehalterung abgebaut, neue
> Z|ndspule aus dem Ur-Q montiert, Steuergerdt hinter dem Handschuhfach
> installiert, langes Stromkabel (20 qmm) nach vorne gelegt (zum
> Anlasser), altes Getriebe am neuen Motor montiert (passt genau, sogar
> das Loch fuer den Kupplungsglockensensor ist vorhanden), vorher noch
> eine neue Kupplung eingebaut (man weis ja nie, wie der Vorbesitzer mit
> dem Auto umgegangen ist ;-), Motor/Getriebe von unten wieder in den Audi
> eingebaut, Bremsanlage mit Ausgleichsbehaelter aus dem Ur-Q montiert,
> Ladeluftkuehler montiert (siehe oben), Oelkuehler montiert, digitales
> Cockpit montiert.

Specifically, I had to do the following to the Audi 80: remove old engine and 
gearbox (downwards, i.e., front axle out), fit braking system, change cable 
loom (cockpit loom, front motor loom for lights, etc., rear motor loom for 
sensors. and the real motor loom for the ECU), relay box, battery holder, 
ignition coil from the ur-q, long power cable for the starter, old gearbox on 
new engine (perfect fit - event the sensor holes are there) new clutch (one 
never knows what the previous owner did with the car) and refitted engine from 
below, fitted the rest of the braking system, mounted the intercooler, oil 
cooler and the digital dashboard.

> Und was soll ich Euch sagen , der Motor sprang beim erstem mal sofort an
> ;-))). Ein umwerfender Sound mit dem dicken Auspuff des Ur-Q.
> Es sind jetzt nur noch einige Kleinigkeiten zu erledigen, wie die
> Batteriehalterung ordentlich im Kofferraum zu befestigen und die rechte
> Spurstange des Quattro zu bearbeiten (siehe oben). Die ersten 300 km
> sind schon gefahren, und es ist die wahre Freude. Das Auto ist mit dem
> wohl etwas kuerzerem Getriebe des 80q zwar in der Hoechstgeschwindigkeit
> nicht viel schneller ( auf der Bahn ca. 220 km/h) aber die
> Beschleunigung bei 100 im 4.Gang ist eine wahre Freude.

And what can I say?  The engine started first time.  A stunning noise with the 
huge ur-q exhaust.  Some details remain, such as fixing the battery down 
properly in the boot and sorting out the right track rod.  The first 300km have 
already been driven, and it was real fun.  With the Audi 80's shorter gears, it 
isn't much faster but the accleration at 100km/h in fourth gear is a real 
pleasure.

> Ein Problem gibt es noch, wo Ihr mir vielleicht weiterhelfen koennt. Ich
> hatte fuer den ganzen Umbau als techn.Unterlagen nur ein Service-Buch
> fuer den Audi 80 Quattro (4 Zyl .) ab Bj.1984. Die Schaltplaene in diesem
> Buch sind verstaendlicher Weise nur annaehernd die selben. Hat jemand
> von Euch vielleicht einen Schaltplan fuer einen 1985 Urquattro
> (Kennbuchstabe WR). Vielleicht koennte man ihn ja scannen und per jpg-Datei 
> verschicken an winzer@winware.de .

One problem remains.  I only had the Audi 80 service book for 1984 onwards to 
help me through the whole.  The circuit diagrams in this book are 
understandably only similar.  Does anyone have the circuit diagrams for the 
1985 ur-quattro (WR engine)?  Perhaps someone could scan them in and send them 
as a .JPG to winzer@winware.de 

> Wenn Ihr dazu noch Fragen habt oder vielleicht den Schaltplan, ich freue
> mich ueber jede Mail.

If you have any questions, or perhaps the circuit diagram - I am pleased to 
receive any email.

-- 
 Phil Payne
 phil@sievers.com
 Committee Member, UK Audi [ur-]quattro Owners Club