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Lager Turbolader klemmt?

 
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Aron
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Beitrag05-04-2007, 17:46    Titel: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Moin,

Vor einiger Zeit hatte ich diverse Probleme mit dem Ansprechverhalten des ATL, folgende Probleme standen bisher im Raum.
Die Drosselklappe der AGR Regelung wird zusätzlich bei niedrigen Drehzahlen mit der Funktion eines Venturirohres/ Schaltsaugrohres benutzt.
Zum Problem, durch die Reaktivierung der Drosselklappe und einer passenden LMM Kennlinie ist das Ansprechverhalten schon bei weitem besser, aber:

2006 habe ich meinen k03 bei der FA Schlütter neu lagern lassen, vor dem Einbau drehte ich den Läufer und stellte fest das sich das Lager nicht mit drehte, ich schob es auf den fehlenden Öldruck, wodurch das Lager ja nicht schwimmen kann und die Reibung zu groß sei.

In der letzten Zeit fiel mir auf das im Bremsbetrieb kein Ladedruck anliegt, ich hatte wohl über die Dauer völlig verdrängt das im Schiebebetrieb auch LD anliegt. Aufgefallen ist mir das bei kaltem Motor:

Fahrzeug steht einen Tag, Kaltstart. Beim Rollen mit 2000rpm ca.0,1bar Ladedruck, auf 3000rpm beschleunigt ca.0,2bar Ladedruck. Auch das Ansprechverhalten ist besser, bei 1800rpm gabs nen Überschwinger um 200mbar, da bin ich ja doch gar nicht mehr gewohnt, man kann sich scheinbar an alles gewöhnen. icon_evil.gif
So, ATL spricht also bei kaltem Motor wunderbar an und bringt Druck im Schiebebetrieb. Jetzt kommts. Kaum ist die Öltemperatur in der Wanne auf 60°C geklettert ist der Lader nimmer so spritzig, macht gar keinen Ladedruck mehr im Schiebebetrieb und Überschwinger sind selbst bei 3000rpm minimal (was ein praktischer Nebeneffekt ist aber das wars auch schon).

Der Unterschied in der Abgastemperatur beider Fahrzustände beträgt bei mittlerer Last etwa 150°C, unter gleichen Randbedingungen.

Nun habe ich mal die Ausdehnungskoeffizienten vom Gehäuse und dem Lager rausgesucht, da ich das genaue Material nicht bestimmen kann habe ich mal Messing fürs Lager und Grauguß für die Rumpfgruppe genommen, da mir das am ähnlichsten erscheint.
Dabei hat sich herausgestellt das sich das Messinglager in der Größe beim aufwärmen etwa doppelt so stark ausdehnt wie die Rumpfgruppe.

Das Lager hat einen Aussendiam von 12,97mm, die Bohrung der Rumpfgruppe genau 13,00mm. Angenommen beim Einbau ist ein Grad entstanden, das Gehäuse war schon davor leicht verzogen oder, oder, oder.
Ist es möglich das die Reibung des Öls bei stehendem Lager zwischen Welle und Lager so groß ist das der Wirkungsgrad dermaßen bescheiden ist?

Geräusche macht der ATL übrigens keine, nur das er bei 1000rpm vom Motor und minimaler Last etwas heuelt.
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Herr Antje
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Beitrag05-04-2007, 17:58    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

zu dein restliche Post kann ich leider nichts sinnvolles beitragen, da lasse ich es lieber. Wobei, wenn es so wäre, hätte dein Lader so lange gehalten?
Aron hat folgendes geschrieben:

In der letzten Zeit fiel mir auf das im Bremsbetrieb kein Ladedruck anliegt

Spekulation: Bricht dein Unterdruck beim bremsen nicht ein? Nicht dass dein VTG aufgrund der Bremsvorgang nicht angezogen ist.
Aktuell:
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Bis 07/2007: Passat Variant 3BG '01 2.5TDI 110 kW, MKB: AKN
Bis 03/2004: Audi A3 '00 1.9 TDi 96 kW, (MKB: ASZ?)
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Aron
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Beitrag05-04-2007, 18:26    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Herr Antje hat folgendes geschrieben:

Spekulation: Bricht dein Unterdruck beim bremsen nicht ein? Nicht dass dein VTG aufgrund der Bremsvorgang nicht angezogen ist.


Ach ja, hatte ich (fast) vergessen, ist nen Waster. Unterdruck hatte ich auch schon einigen Tests unterzogen, dieser war mit 450mbar absolut an der Grenze, Ventil ist bei 500mbar geschlossen. Zum Test habe ich das Magnetventil kurzgeschlossen, also Schläuche runter und direkt zusammen, laut LDA habe ich damit 300mbar absolut an der Pneumatikkapsel anliegen. (wobei die Unterdruckwerte um 50mbar auf und abwärts variieren)

Die Franzosen haben erst bei den Euro4 (bis auf den 2,2 biturbo) VTG Lader verbaut, wobei ich mit der Generation von Waste-Gate ATL wo ich habe recht zufrieden bin (Ansprechverhalten und Maximaldrehzahl).

Das er so lange gehalten hat verwundert mich auch etwas, 30000km sind seit dem drauf. Vielleicht killt die Reibung ja auch nur mein Öl? Autobahn habe ich seitdem keine gefahren, da kennt er nur recht niedrige Drehzahlen.
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Jochen_145
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Beitrag06-04-2007, 11:55    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat


In der letzten Zeit fiel mir auf das im Bremsbetrieb kein Ladedruck anliegt, ich hatte wohl über die Dauer völlig verdrängt das im Schiebebetrieb auch LD anliegt. Aufgefallen ist mir das bei kaltem Motor:

Hallo Aron,

der aktive 'Bremsbetrieb' ist meines Wissens eine Eigenschaft, die mit dem VTG Lader aufgekommen ist und in der Software implemeniert werden muss.

Es kann mantürlich sein, dass dein Bremsbetrieb des Turbos allein passiv zu erklären ist. Bei hochen Drezahlen und grossen Abgasvolumina reicht das Wastegate evenutell nicht mehr aus, das komplette Abgas an der Turbine vorbei zu leiten. Somit dreht der Turbo trotz offenen Wastegate leicht mit.
Mein VTG macht z.B. bei 2000 rpm 0,2bar und bei 3000rpm etwa 0,4bar in der Schubabschaltung.

Ist es möglich das die Reibung des Öls bei stehendem Lager zwischen Welle und Lager so groß ist das der Wirkungsgrad dermaßen bescheiden ist?

Ein mit Ölfilm benetzes Lager hat weniger Reibung, als wenn es komplett im Öl schwimmt, da das Volumen des Öl bei der Drehung verdrängt werden muss. Das Problem in diesem Fall jedoch ist , dass ich die Wärme nicht über den Ölfilm ableiten kann. Hierfür gebrauche ich einen Ölfluss.

Ich spekuliere jetzt mal:
Gemäss dem Fall, dass deine Ölversorgung nicht mehr so toll ist, kann man das oben geschriebe Problem erklären:
Im kalten Zustand wird der Turbo über den Ölfilm geschmirt und läuft klasse. Im warmen Zustand kann er die Wärme nicht mehr nichtig ableiten und dehnt sich entsprechend aus. Hier durch wird er schwergängiger.

Dies würde jedoch dauerhat zum Lagerschaden führen.
Vielleicht checkst du mal die Ölversorgung.

Gruss Jochen
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Aron
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Beitrag12-04-2007, 19:34    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Jochen_145 hat folgendes geschrieben:

der aktive "Bremsbetrieb" ist meines Wissens eine Eigenschaft, die mit dem VTG Lader aufgekommen ist und in der Software implemeniert werden muss.

Es kann mantürlich sein, dass dein Bremsbetrieb des Turbos allein passiv zu erklären ist. Bei hochen Drezahlen und grossen Abgasvolumina reicht das Wastegate evenutell nicht mehr aus, das komplette Abgas an der Turbine vorbei zu leiten. Somit dreht der Turbo trotz offenen Wastegate leicht mit.
Mein VTG macht z.B. bei 2000 rpm 0,2bar und bei 3000rpm etwa 0,4bar in der Schubabschaltung.

Ein mit Ölfilm benetzes Lager hat weniger Reibung, als wenn es komplett im Öl schwimmt, da das Volumen des Öl bei der Drehung verdrängt werden muss. Das Problem in diesem Fall jedoch ist , dass ich die Wärme nicht über den Ölfilm ableiten kann. Hierfür gebrauche ich einen Ölfluss.

Ich spekuliere jetzt mal:
Gemäss dem Fall, dass deine Ölversorgung nicht mehr so toll ist, kann man das oben geschriebe Problem erklären:
Im kalten Zustand wird der Turbo über den Ölfilm geschmirt und läuft klasse. Im warmen Zustand kann er die Wärme nicht mehr nichtig ableiten und dehnt sich entsprechend aus. Hier durch wird er schwergängiger.


Hi Jochen und die anderen Mitlesenden,

Heute habe ich den korpus delicti mal ausgebaut.
Ölleitungen habe ich mal mit der geringen Kraft der Lunge durchgeblasen, alles frei, auch in der Rücklaufleitungen ist keine Ölkohle oder ähnlich.

Der kleine Zulauffilter in der Schraube am Einlass der Druckleitung war auch frei, jedoch habe ich diesen gleich entsorgt, nach Angaben vom Herrn Schlütter gibts mehr Probleme wenn sich die Filter mit der Zeit zusetzen und verkoken.

Nach dem Ausbau (Höllensauerei, Motor quer unten mords Hilfsrahmen und kein Platz *grml*) habe ich mal den kleinen Lagertest durchgeführt, war alles unauffällig, aber: Beim reingucken in den Ölablauf wieder das gewohnte Bild, beim drehen der Welle drehte sich das Lager nicht mit (sieht man ja schön an den Ablaufbohrungen des Lagers). Ich habe mit beiden Händen an Turbine und Verdichter, also an beiden Seiten Die Welle entlastet und dabei gedreht, egal welche Kombinationen ich probierte, das Lager ruckte etwa 1mm im Umfang. Wenn ich mal nen anderen ATL in der Hand hatte drehte sich das Lager gleichmäßig mit.

Das kein aktiver Bremsbetrieb vorhanden ist mag sein, jedoch merkt man leichte Unterschiede in der Verzögerung wenn er mal Druck aufbaut oder nicht, Das Wastegate wird nur bei geringsten Einspritzmengen geöffnet (wohl um die AGR zu unterstützen) und eben zur Druckbegrenzung.

Soderle, ich war heut mal beim Schlütter. Dort bekam ich zu hören das der ATL ja wie neu sei und das das Lager sich gar nicht drehen soll/ darf. Die Messingbuchse soll nur Radiale Schwingneigungen vom Laufzeug abdämpfen, die Hydrodynamische Lagerung findet nur zwischen der Messingbuchse und der Welle statt.
Bei einigen ATL, welche ich in der Hand hatte drehte sich aber das Lager mit und die machten keinerlei Probleme.
Nun steh ich ganz am Anfang, Schmierung war kein Ding, dann wäre das Lager Schrott. Nunja, vielleicht gibts doch noch andere Gründe.
Trotzdem Danke für Eure Tipps.
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ulf
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Beitrag18-04-2007, 9:59    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Jochen_145 hat folgendes geschrieben:
der aktive "Bremsbetrieb" ist meines Wissens eine Eigenschaft, die mit dem VTG Lader aufgekommen ist und in der Software implemeniert werden muss.

Hi Jochen,

das erscheint mir etwas zu dramatisch ausgedrückt.
Wenn man das Vorsteuer-KF so schreibt, daß die VTG im Schub geschlossen ist (ganz profan, um den Lader für das nächste Gasgeben in "schneller Druckbereitschaft" zu halten und so den Fahrer mit möglichst spontanem Biß des Motors zu erfreuen), ist der "aktive Bremsbetrieb" (je nach Geometrien / Kennfeldern von Turbine und Verdichter) eine zwangsläufige Folge.

Aron hat folgendes geschrieben:
Soderle, ich war heut mal beim Schlütter. Dort bekam ich zu hören das der ATL ja wie neu sei und das das Lager sich gar nicht drehen soll/ darf. Die Messingbuchse soll nur Radiale Schwingneigungen vom Laufzeug abdämpfen, die Hydrodynamische Lagerung findet nur zwischen der Messingbuchse und der Welle statt.

Ah ja?
Das sieht mir eher wie eine technisch verbrämte Ausrede aus, um einer Reklamation zu entgehen.
Aus dem Handbuch "Abgasturbolader" von BWTS, Seite 42 (ISBN 3-478-93263-7):
Zitat:
. . . daß sich zwischen der dem Lagergehäuse und der drehenden Welle eine mit etwa halber Wellendrehzahl mitrotierende Messingbuchse befindet . . .
Gruß Ulf
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Jochen_145
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Beitrag18-04-2007, 12:37    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

das erscheint mir etwas zu dramatisch ausgedrückt.
Wenn man das Vorsteuer-KF so schreibt, daß die VTG im Schub geschlossen ist (ganz profan, um den Lader für das nächste Gasgeben in 'schneller Druckbereitschaft' zu halten und so den Fahrer mit möglichst spontanem Biß des Motors zu erfreuen), ist der 'aktive Bremsbetrieb' (je nach Geometrien / Kennfeldern von Turbine und Verdichter) eine zwangsläufige Folge.


Hallo Ulf,
ok, damit kann ich leben:

Die Hersteller stellen als 'weiteren grossen Vorteil' des VTG gegenüber des Bypassladers die Möglichkeit des aktiven Bremsbetriebes werbewirksam heraus.
Dies funktioniert natürlich nur, wenn dieser Betrieb (LD_Soll > Umgebungsdruck bei Menge = 0) implementiert ist.

Um den Lader im Schub am Drehen und so zu schnellerer Druckbetreitschaft zu halten, habe jetzt jedoch zwei Möglichkeiten:
1) ich regel die LD auf einen festen Wert über Umgebungsdruck.
2) ich regel den LD in Abhänigkeit der Motordrehzahl.

Fall 2 ergibt bei hohen Motordrehzahlen einen grösseren Abgaswiderstand, was zum aktiven Bremsen des Motors führt.
Fall 1 ergibt einen konstanten Abgaswiderstand, was zwar auch bremst, aber nicht so viel wie im Fall 2.

Meins Wissens regelt nur der VTG den Ladedruck im Schub aktiv, drehzahlabhängig hoch.

Alle Bypasslader, die ich bis jetzt gefahren bin (z.b. mein AHU), haben im Schub die LD nicht aktiv angezogen, sondern bei Menge = 0 versucht den LD = Umgebungdruck zu regeln.

Ein Blick in das entsprechende Kennfeld kann aber Klarheit schaffen.

Gruss Jochen
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ulf
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Beitrag18-04-2007, 13:08    Titel: Re: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Jochen_145 hat folgendes geschrieben:
Um den Lader im Schub am Drehen und so zu schnellerer Druckbetreitschaft zu halten, habe jetzt jedoch zwei Möglichkeiten:
1) ich regel die LD auf einen festen Wert über Umgebungsdruck.
2) ich regel den LD in Abhänigkeit der Motordrehzahl.

Hm, in der Praxis wird der Lader zumindest im tiefen Drehzahlkeller eher gesteuert als geregelt, da das Ventil-TV bei steigender Drehzahl schon vom Maximum runtergefahren wird, bevor das LD-Soll erreicht wird.

Und diese Steuerung läuft über das Vorsteuer-KF, das liefert das TV als Funktion von Drehzahl und Menge (einschl. null mg = Schub).

Daher dürfte "ich steuere den Lader in Abhänigkeit der Motordrehzahl" am nächsten an der Realität des aktiven Bremsbetriebs liegen . . .
Gruß Ulf
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Aron
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Beitrag14-05-2007, 17:53    Titel: Problem behoben Antworten mit Zitat

So, noch ein kurzer Abschlussbericht meinerseits.

Ich habe gestern aus lauter Verzweiflung mal meinen FMIC ausgebaut, da dieser etwas getrocknete Ölsiffbildung an den Verbindungsstellen zwischen Plastik und Alu hatte. Den vorderen Bereich der Ober-und Unterseite konnte man nicht erkennen, da sitzt der Kühlerträger davor, also raus das Ding. Das ganze war eine reine Verzweiflungstat, da sich das mit dem Turbolader schon fast erübrigt hatte, da die neueren Generationen nun doch offensichtlich stehende Lagerbuchsen haben und nur der Läufer rotiert (weniger bewegte Massen).

Letztendlich habe ich festgestellt das ich den Ladeluftkühler scheinbar umsonst ausgebaut hatte, da nur die halbwegs trockene Öl-Dreckkruste vorhanden war. Ein neugieriger Blick in den unteren Anschluß (Primärseite) brachte die Ernüchterung, Lamellen konnt ich keine erkennen nur ein schwarzes etwas, also Schraubendreher, vorsichtig rausgepiepelt und den LLK mit jeder Menge Wasser von den restlichen Fetzen befreit.
Die Werkstatt war der Autopark Saalfeld (Toyota, Peugeot und Skoda Händler).

Und diehe da, die LLT war im 5. Gang bei nach einer langen Bergfahrt mit 1,5bar nurnoch 10Kelvin über AT. Ansprechverhalten super, Kraftstoffverbrauch ist seitdem von 6,5 auf 5,4l/100km gesunken und so weiter.

Zur Geschichte.
Bei ca 60000km wurde zum 2. Mal das ZMS auf Garantie gewechselt (quietschen), beim Abholen des FZG wurde mir vom Meister erklärt das bald mein ATL verreckt da aus den demontierten Schläuchen paar Tröppel Öl gekrochen sind, mit meinem Hinweis an ihn das ich absolut keinen Ölverbrauch verzeichne und das durch die KGE Öldämpfe austreten, wodurch man einen leichten Ölfilm in den Leistungen hat war die Werkstatt bei mir sowieso sowas von durch.
Von da an traten schleichend die Probleme auf. Das Fahrzeug wurde schleichend fauler, Verbrauch stieg und so weiter. Das ist bei schleichenden Problemen kreuzgefährlich, weil man durch die Gewöhnung kein akutes Problem sieht.
Hätt ich nur mal eher nach dem Problem gesucht hätte ich mit etwa 600€ für Diesel sparen können und hätte viel mehr Fahrspaß gehabt.

An der Stelle möcht ich alle meine Vermutungen an die FA. Schlütter zurück ziehen.

Und noch ein technischer Hintergrund warum bei kaltem Öl/Wasser der ATL im Schiebebetrieb und leichter Last normal funktionierte. Meine These baute aufs Öl, da das Wasser keinen Einfluss auf meinen ATL hatte, aber: Öl und Wasser haben annähernd die gleiche Temperatur.
Bei niedriger Kühlmitteltemperatur wird an meinem RHS die Ladedruckstrecke durch den LLK bei Teilllast eingedrosselt und der direkte Weg zwischen ATL und Ansaugkrümmer geöffnet (wie bei der Regeneration des FAPs) nur soll das offensichtlich dazu dienen das der Motor schneller auf Temperatur kommt.

Letztendlich ist mir ein riesen Stein vom Herzen gefallen, aber es hat sich bei mir auch eine gewisse Wut gegen die Werkstatt breit gemacht. Umso ärgerlicher das Garantieleistungen beim Vertragshändler abgearbeitet werden mussten.

Leichter Neid gegen das Autohaus macht sich auch breit, ich habe nur 2 lagige Putzlappen, der, den ich aus dem LLK fischte war 3 Lagig.
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Beitrag16-05-2007, 12:37    Titel: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

Hallo Aron,
die eine Lagerbuchse beim K03, ebenso bei den Garrett-Ladern, ist eine stehende Lagerbuchse die durch ein sogenanntes Nasenblech auf der Verdichterseite fixiert ist.
Bei den neueren Ladern des 1,9l PD, KP39 der BV39, findet man zwei sich mitdrehende kleine Lagerbuchse.

Zu den Spielen und den Wärmeausdehnungskoeffizienten,
die Annahme mit "Messing" und "Grauguß" kann man so stehen lassen.
Zu beachten ist jedoch, dass das Lagergehäuse und die Lagerbuchse unterschiedliche Bauteiltemperaturen und das Lagerspiel zwischen 0,06 und 0,1mm beträgt und somit es nicht zu einem "klemmenen" kommen kann.
Das Lagerspiel sowohl innen (~0,02mm) und wie auch außen wir nach akustischen Aspekten festgelegt und in einer sogenannten Wellenverlagerungsbahn abgesichert,
um sicherzustellen, dass die Räder nicht in den Gehäusen anstreifen.

Fazit:
Das Ladedruckproblem bei kalten/warmen Motor hat nichts mit der Radiallagerung zu tun,
und wäre für mich absolut neu und "turboladertechnisch" nicht nachvollziehbar.
(bin seit Jahren in der Turboladerbranche tätigt)

Gruß
schneirk
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Aron
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Beitrag16-05-2007, 18:24    Titel: Lager Turbolader klemmt? Antworten mit Zitat

schneirk hat folgendes geschrieben:

Zu den Spielen und den Wärmeausdehnungskoeffizienten,
die Annahme mit "Messing" und "Grauguß" kann man so stehen lassen.
Zu beachten ist jedoch, dass das Lagergehäuse und die Lagerbuchse unterschiedliche Bauteiltemperaturen und das Lagerspiel zwischen 0,06 und 0,1mm beträgt und somit es nicht zu einem "klemmenen" kommen kann.
Das Lagerspiel sowohl innen (~0,02mm) und wie auch außen wir nach akustischen Aspekten festgelegt und in einer sogenannten Wellenverlagerungsbahn abgesichert,
um sicherzustellen, dass die Räder nicht in den Gehäusen anstreifen.

Fazit:
Das Ladedruckproblem bei kalten/warmen Motor hat nichts mit der Radiallagerung zu tun,
und wäre für mich absolut neu und "turboladertechnisch" nicht nachvollziehbar.
(bin seit Jahren in der Turboladerbranche tätigt)


Moin, richtig, meine Messungen an nem alten ATL (Schwestermotor) ergaben 30µ inneres und äusseres Lagerspiel.
Mich hat halt verunsichert das man im Web meistens nur gefunden hat "Lager dreht sich mit 50% Läuferdrehzahl. Zu beginn lag meine Vermutung bei einer nicht symetrischen Bohrung der Rumpfgruppe, so das der Spalt an einigen Stellen kleiner ist und so das Lager klemmt, aber nach der Rekonstruktion meiner alten Lagerteile macht das mit der stehenden Buchse Sinn.

Hauptproblem war ja das es bei Kälte funktionierte, den Punkt das bei kaltem Motor und Teillast auch der LLK umgangen wird stand in keinen Unterlagen. Da hat sich nen Franzose nach nem schönen Rotweinfrühstück in der Software wohl nen gutgemeinten Spaß erlaubt.

Na jetzt gehts ja wieder, danke für die Antwort und noch nen schönen Feiertag. icon_smile.gif
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