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VTG Verstellung an VAG TDI Motoren (Fachartikel)

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VTG Verstellung an VAG TDI Motoren
dieselschrauber Beitrag03-06-2003, 12:03  
    Was bedeutet eigentlich VTG?

    VTG ist die Abkürzung für 'variable Turbinengeometrie' der an neueren VAG Turbodieselmotoren verwendeten Turboladerbauart.
    Hierbei wird der Ladedruck nicht mehr durch eine simple federbelastete Klappe (Wastegate) begrenzt, sondern das Läuferrad auf der Turbinenwelle durch verstellbare Leitschaufeln mit unterschiedlichen Winkeln angeströmt.

    Funktionsweise der VTG-Verstellung (extern)

    Vorteile eines VTG Laders sind eine niedrigere Motordrehzahl ab der genügend Ladedruck zur Verfügung steht und allgemein ein breiterer Arbeitsbereich.

    Dem bedeutendem Vorteil der VTG gegenüber Ladern mit Wastegate steht allerdings ein kleiner Nachteil gegenüber: die erhöhte Anfälligkeit durch höhere mechanische Komplexität.

    Wie äussert sich eine defekte VTG?

    Daher eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Russ, Ölkohle und Rost, was die drei gängigsten Ursachen sein sollten die die Funktionsweise der VTG behindern. Übermässige Rußentwicklung durch zu krasses Tuning oder Motordefekte führen wie auch Ölkohle dazu, daß die mechanische Freigängigkeit der Verstellschaufeln eingeschränkt wird, was bis zum vollständigen Blockieren gehen kann. Dadurch kann keine Steuerung des Ladedrucks durch das Motormanagement mehr vorgenommen werden, es wird ins Notlaufprogramm mit stark reduzierter Motorleistung gesprungen.

    Ein Fehler im Motorsteuergerät der in diese Richtung weist ist z.B. 'Regeldifferenz Saugrohrdruck'.

    Allerdings ist das nur ein Indiz und die Fehlermeldung kann durchaus andere Ursachen haben.

    Deshalb ist eine Messfahrt mit Diagnosegerät das beste Mittel um Fehler an der Ladedruckregelung aufzuspüren.

    Ein korrekter Ladedruckverlauf bei Volllast sollte ungefähr aussehen wie die gelbe Kurve bei Ladedruck Soll-Istwert Vergleich unten.

    Kunden von Kaufmann Automotive GmbH haben mit KDataScope ein Tool zur Analyse der Messwertblöcke, dieses ist im Lieferumfang unserer Diagnosesysteme für VAG enthalten.

    Das Ganze ist im Steuergerät für den Motor (Adresse 01) unter Messwertblock 11 zu auzulesen und kann mit VCDS/VAG-COM in eine Datei aufgezeichnet werden.

    Wie kann ich eine klemmende VTG feststellen?

    Zuerst muss festgestellt werden ob überhaupt eine klemmende VTG vorliegt oder ein anderes Problem an Ladedruckregelung bzw. des Motormanagements.

    Dazu verfolgt man den Unterdruckschlauch unten an der Unterdruckdose zur VTG Verstellung. Dieser führt zum elektromagnetischen Wandler
    (Magnetventil zur Ladedruckregelung) der an der Spritzwand befestigt ist.

    Dort zieht man nun den Unterdruckschlauch ab, steckt ihn in den Mund und beginnt kräftig zu saugen. Falls man per Backenunterdruck keine Bewegung hinbekommt, leistet eine große Arztspritze oder andere Unterdruckpumpe gute Dienste.

    Dabei beobachtet man den VTG Verstellhebel. Er muss sich von der Ruhestellung ca. 1cm bis zur Stellung die 'maximalen Ladedruck' entspricht saugen lassen, ohne zu klemmen oder haken. Ausserdem müssen Schlauch und Unterdruckdose in jeder Stellung
    dicht sein.

    Tipp: Bereits im Motorleerlauf wird die VTG bei vielen serienmässigen Steuergeräten in 'max' Stellung gefahren. So z.B. bei den Motorkennbuchstaben ALH, AHF, AFN, AXR, ATD, ASZ, ARL, AWX, BPX. Der Verstellhebel muß
    also im Motorleerlauf am einen Anschlag sein, bei stillstehendem Motor an der anderen Endstellung. Der Gesamtweg des Hebels beträgt ca. 1cm.

    Falls es hakt, sollte man zuerst die Unterdruckdose auf Federbruch oder eine beschädigte Membrane prüfen, dazu ist diese vom Lader abzumontieren: VTG-Stangenlänge messen oder markieren, Muttern unter dem Unterdruckdosen-Halteblech lösen und VTG-Stange auseinanderdrehen, sofern die Unterdruckdose nicht durch die Schrauben am Ladegehäuse entfernbar ist.
    Nach Möglichkeit sollte die ganze Unterdruckdose losgeschraubt werden, anstatt an der VTG-Verstellstange zu drehen, da die Einstellung relativ sensibel reagiert.

    Jetzt kann man auch einfach die Leichtgängigkeit des Verstellhebels am Turbolader prüfen, hier darf kein nennenswerter Widerstand zu spüren
    sein, zur Not kann man versuchen durch Hin- und Herbewegen die Mechanik wieder gängig zu bekommen:

    Man kann versuchen, im Motorleerlauf mindestens 100 mal zügig zwischen den Anschlägen hin und her zu bewegen, zwischendurch in verschiedenen Stellungen der Mechanik ein paar mal Gas geben. Solange weitermachen, bis der ganze Weg auch bei stehendem Motor leichtgängig ist. Anschließend die Membrandose wieder montieren und die VTG-Stange auf die ursprüngliche Länge einstellen.

    Mehr Erfolg verspricht das Zerlegen des Laders um eine vernünftige Reinigung/Begutachtung der VTG zu ermöglichen. Als Startpunkt kann obiger Link zur Funktionsweise der VTG gelten, erstmalige 'Übung' an einem defekten Lader ist zu empfehlen.

    Falls die ursprüngliche VTG-Stangenlänge nicht reproduzierbar sein sollte, die Stange so einstellen, daß die Mechanik mit leichter bis mäßiger Kraft an den unteren Anschlag gedrückt wird. Bei einer Probefahrt das Ansprechverhalten testen und die Einstellung ggf. korrigieren:
    bei ungewohnt schwachem Antritt in niedrigen Drehzahlen die Stange etwas verkürzen, bei zuviel Biß oder gar Notlaufproblemen im Volllastbereich die Stange länger einstellen. Als Faustregel kann gelten: Der maximale Ladedruck-Istwert beim Einregelvorgang sollte den Sollwert um nicht mehr als 10% übertreffen. Also z.B. Sollladedruck 1990 mbar -> Überschwinger bis maximal 2190 mbar absolut.
    Falls eine Ladedruckanzeige vorhanden ist, die Stange auf den gewohnten Druckaufbau einjustieren.

    Tipp für den AHF oder ähnliche Motoren: Länge so einstellen, daß bei mindestens 3s Vollgas im 3./4./5. Gang bei 3900min-1 das Magnetventil zur Ladedruckregelung ein Tastverhältnis von ca. 85-90% erreicht. Das Tastverhältnis kann per Diagnosegerät ausgelesen werden. Maximales Tastverhältnis ist ca. 95%, 5-10% Reserve sollte man einhalten da bei Temperaturen unter 0°C der Ladedruck leichter erreicht wird und das Steuergerät hier mehr zurückregeln muß.

    Falls das Gängigmachen fehlschlägt ist leider der Lader ein Fall für eine Turboladerinstandsetzung.

    Wie kann ich eine klemmende VTG verhindern?

    Zuerst sollte der Motor nicht übermässig rußen da sich dieser unter anderem auch an der Verstellung festschlägt. Tabu sind also jegliche Arten von Powerboxen. Ebenso sollte die Reparatur undichter Ladeluftschläuche/Ladeluftkühler nicht ewig hinausgezogen werden, weil der damit einhergehende erhöhte Rußausstoss nicht nur sinnlos Kraftstoff verbraucht, sondern auf Dauer die VTG verrußen lässt.

    Falls es schon soweit gekommen ist können einige km Volllast mit vielen Lastwechseln auf der Autobahn wieder ein wenig Ruß wegbrennen.

    Auch sollte nicht unbedingt zu dünnflüssiges Motoröl verwendet werden, Öle mit 0W... neigen dazu, sich an leicht verschlissenen Wellenabdichtungen des Laders vorbeizumogeln und führen zu Ölkohle.

    Rost am Verstellgelenk bzw. wo der Verstellhebel ins Ladergehäuse führt lässt sich leicht mittels Kupfermontagepaste verhindern.

    Danke an Ulf, der folgendes herausgefunden hat:
    Bei älteren TDI mit einer kleinen Verstelldose (Teilenummer 433483-1 bei Motorkennbuchstabe AFN) am Turbolader, kann diese durch eine größere getauscht werden. Die Verstelldose ist original nicht einzeln erhältlich, kann aber nach folgenden Daten bei Turboladerinstandsetzungen besorgt werden:
    - Größere Unterdruckdose 434855-3
    - Passendes Wärmeschutzblech R702694-1
    Mit der größeren Unterdruckdose kann nun eine höhere Kraft zur Verstellung der VTG aufgebracht werden.
    Beim Einbau ist unbedingt zu beachten, daß der bisherige Verstellweg erhalten bleibt! Eine Kontrolle des Ladedruckverhaltens (per Manometer oder Diagnosegerät) sollte danach auf jeden Fall erfolgen.

    Wenn die VTG funktioniert und der Ladedruckverlauf trotzdem nicht passt?

    ...sind als nächstes alle Unterdruckschläuche auf Dichtheit zu prüfen, die Funktionsweise des elektropneumatischen Wandlers zu prüfen, Luftmassenmesser, Einspritzpumpe und Steuergerät selbst.


    VTG Verstellung an VAG TDI Motoren (Fachartikel) - vtg.mp4
     Beschreibung:
     VTG Mechanismus am Turbolader, Funktion und Teile.
     Dateigröße:  1,7 MB
     Angeschaut:  92089 mal




    KDataScope-schwergaengige-VTG.jpg
     Beschreibung:
     Schwergängige VTG, typisches Fehlerbild. Der Ladedruck-Istwert (dunkelgrün) schwankt um den Ladedruck-Sollwert (marineblau), kann aber nicht eingeregelt werden.
     Dateigröße:  176,23 KB
     Angeschaut:  25097 mal

    KDataScope-schwergaengige-VTG.jpg


    LD_Regelabweichung.jpg
     Beschreibung:
     Beispiel Ladedruck Regelabweichung V6 TDI.
     Dateigröße:  120,87 KB
     Angeschaut:  140909 mal

    LD_Regelabweichung.jpg


    VTG_Abgasgehaeuse.jpg
     Beschreibung:
     VTG Verstellung an VAG TDI Motoren
     Dateigröße:  94,99 KB
     Angeschaut:  136831 mal

    VTG_Abgasgehaeuse.jpg


    VTG_Verstellung_Verstellring.jpg
     Beschreibung:
     Verstellring des VTG-Mechanismus zur Ansteuerung der Leitschaufeln.
     Dateigröße:  140,87 KB
     Angeschaut:  136789 mal

    VTG_Verstellung_Verstellring.jpg


    VTG.jpg
     Beschreibung:
     VTG Mechanismus am Turbolader.
     Dateigröße:  111,99 KB
     Angeschaut:  138809 mal

    VTG.jpg


    VCDS-KDataScope-Analyse.jpg
     Beschreibung:
     Ladedruck Log
     Dateigröße:  50,8 KB
     Angeschaut:  132995 mal

    VCDS-KDataScope-Analyse.jpg


    Ladedruck-Soll-Ist.jpg
     Beschreibung:
     Soll-Istwert Vergleich Ladedruck
     Dateigröße:  43,06 KB
     Angeschaut:  133155 mal

    Ladedruck-Soll-Ist.jpg


    Ansteuerung-VTG.jpg
     Beschreibung:
     Kennfeld des Motorsteuergeräts zur Ansteuerung der VTG.
     Dateigröße:  95,8 KB
     Angeschaut:  106984 mal

    Ansteuerung-VTG.jpg


    VTG_Verstellung_Turbine.jpg
     Beschreibung:
     VTG Mechanismus am Turbolader.
     Dateigröße:  122,85 KB
     Angeschaut:  177231 mal

    VTG_Verstellung_Turbine.jpg

    Dipl.-Ing. (FH) Rainer Kaufmann - Kaufmann Automotive GmbH
    Professioneller Diagnosesupport und technischer Support
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    Zuletzt bearbeitet am 21-11-2016, 22:47, insgesamt 11-mal bearbeitet.
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Bewertungen - VTG Verstellung an VAG TDI Motoren

Durchschnittsbewertung: 4,86 - schlechteste Bewertung: 4 - beste Bewertung: 5 - Anzahl der Bewertungen: 21 - Bewertungen ansehen

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