Probleme mit Turbolader?

[Steffen G.]

Da hier ja ein Wastegate-Lader vorliegt, regelt sich der Steuerdruck (Überdruck) von selbst.
Aber Vanagaudi hat recht die Flüssigkeit in der Dose verändert die Fläche auf die die Luft wirkt. Bei z.B. halb gefüllter Dose, wirkt die Luft zum einem auf die Hälfte der Membrane und zum Anderen auf die Fläche, die die Flüssigkeit zur Verfügung stellt. Bei halber Füllung ist das die Fläche die aus Durchmesser der Dose mal die Tiefe (von Membrane bis Rückwand der Dose) entsteht. Im Idealfall Vergößert sich die Fläche sogar (in Abhängigkeit vom Füllstand). Aber spätestens wenn die Dose komplett gefüllt ist wirkt die Luft nur noch mit der Öffungsgröße des Anschlusses. Die Flüssigkeit dient dann nur noch als Übertragungsmedium.
So die Theorie, da der Anschlussstutzen aber unten an der Dose ist wird der Füllstand ziemlich schnell die Öffnung verschließen, und es bildet sich ein Luftpolster, ggf "blubbert" ein wenig Luft ins Polster, beim Druckabbau muss aber dann die Flüssigkeit weichen.
Wie auch immer das Öl in der Dose verändert die Druckregelung des Turbos.

Ich hab die Dose erst mal entleert und werde sie morgen wieder einbauen und schauen was der Turbo macht. Ich hoffe er hat nicht zu viel Schaden genommen, den das Kreischgeräusch deutet auf schleifen des Turbinen-/Verdichterrades am Gehäuse hin. Dies kann ich leider am eingebauten Zustand des Turbos nicht erkennen. Sollte das Geräusch weiterhin bestehen werd ich den Turbo wohl tauschen müsse.

Hierbei stellt sich dann die Frage mit was tauschen?
- neuer Turbo, in welcher Preisklasse? z.B. ist der Turbo aus obigen ebay-Link, Qualitativ schlecht. Das erkennt man an dem Gestänge, welches nicht gerade aus der Dose kommt, die Membrane wird also in eine schräge Lage gezwungen. Auch der Rote Klecks auf dem Turbinengehäuse, offensichtlich ein Spritzer Schraubensicherung, zeugt nicht von einem Qualitativen Herstellungsprozess.
- gebrauchter Turbo vom Schrotti, hier ist der Istzustand unbekannt
- aufgearbeiteter Turbo, sollte fast einem neuen Turbo gleichen
- reparierter Turbo, hierbei würde sich der Reparierservice den Schaden begutachten und vielleicht nützliche Hinweise für die Fehlerursache liefern, denn ein Turboschaden ist immer ein Symptome eine anderen Fehlers niemals der Fehler selbst.

[joethesprinter]

Ok, ich kenne deine Dose nicht. So einfach wie ich sie mir vorstelle bzw. wie bei meiner ist es Wurst was für ein Medium auf die Membran drückt. Da widerspricht der Erklärungsversuch meinem Verständnis aus Thermodynamik und Kontinuumsmechanik. Ich hatte glaub ich aber das gleiche Problem im dritten Semester TM. Druck wirkt halt in alle Richtungen...
Was nicht heißt dass Öl da drin dynamisch voteilhaft wäre. Es hat nur keine Auswirkung auf den statischen Druck auf die Membran bzw. die daraus resultierende Kraft am Ventil.

Viel Erfolg. Bin gespannt was es letztlich ist.

[Steffen G.]

Zweiter Erklärungsversuch:
Laut Wikipedia ist in der Physik der Druck das Ergebnis einer senkrecht auf eine Fläche A einwirkenden Kraft F. (Druck = Kraft durch Fläche) Da wir eine Kraft brauchen um gegen die Rückstellfeder anzuarbeiten ist die Formel umgestellt Kraft = Druck * Fläche. Ändert sich also die Fläche auf der pneumatische Druck wird ändert sich die Kraft. Ist die Fläche nur noch so groß wie der Druchmesser des Eingangsschutzen erzeugt die Dose keine Kraft mehr. Mit Fläche ist der Bereich gemeint, wo das Übertragungsmedium von kompressiv (Luft) auf nicht kompressiv wechselt (Öl oder Membran)!
Ein nicht kompressives Medium leitet Druck einfach nur weiter (wie ein Stahldrat), ein kompressives Medium nimmt Kraft auf (wie eine Feder)

[joethesprinter]

Statisch ist es egal ob du an Gummiband, Stahlfeder oder einer Brechstange mit 100N ziehst. In der newtonschen Physik von actio=reactio liegen die 100N am anderen Ende (mit umgekehrtem Vorzeichen) genauso an. Druckfedern analog.
Die Fläche auf der Membran ist auch unverändert wenn die Hälfte mit einer Flüssigkeit bedeckt ist. Die hat dann allerdings eine höhere "Federsteifigkeit". Ändert aber nichts daran, dass der gleiche Druck überall in der Dose - und somit auf der Membran - herrscht.

[Vanagaudi]

Man kann auch versuchen, die zugehörige Mathematik über die Einheiten zu erklären:

Druck p wird in der Einheit N/m² angegeben. Je größer der Gasdruck auf den Membran ist, umso größer ist die Kraft, die über den Stößel weitergegeben wird. Ebenso, je größer die dem Druck ausgesetzte Fläche ist, umso größer wird die Kraftauswirkung auf diese Fläche (F=p*A). Soweit sind wir und noch einig. Nehmen wir mal an, das Gasdruck p beträgt 1 N/m² und die Membranfläche A wäre 0,5 m² groß, die weitergegebene Kraft F beträgt 0,5 N. Rechnerisch wäre ein Gegendruck von p=F/A 1N/m² notwendig, um den Membran in Position zu halten.

Nun ist die Kammer mit Flüssigkeit gefüllt. Die Fläche, auf die das Gas in der Zuleitung auf die Flüssigkeit drückt, ist nur noch 0,01 m² groß. Der Gasdruck beträgt immer noch 1 N/m². Die an die Flüssigkeit weitergegebene Kraft F beträgt damit nur noch 0,01 N, die nun auf die Membranfläche A (0,5 m²) wirkt und an den Stellhebel weitergegeben wird. Rechnerisch wäre ein Gegendruck von 0,02 N/m² nötig, um den Membran in Position zu halten.

Hier noch eine Grafik aus Wikipedia (Creative Commons), die den Sachverhalt möglicherweise weiter verdeutlicht:
.

.
Dabei ist

• p2 der zugeführte, steuernde Luftdruck,
• A2 die Grenzfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit,
• der bewegliche Kolben ist in unserem Fall die Flüssigkeit,
• A1 der Membranfläche der Druckdose
• p1 der Umgebungsdruck, unterstützt durch eine Rückstellfeder

Es gilt: A1 * p1 = A2 * p2

Der Wikipediaartikel behandelt den Druckwandler, wie er zum Beispiel bei pneumatischen Einspannwerkzeugen verwendet wird.

Vielleicht ein anderes Beispiel:

Stell dir ein halb mit Wasser gefüllten, geschlossenen Dampfkochtopf vor. Der hat als Modifikation am Boden ein dünnes Füllrohr, ähnlich einer Gießkanne. Der Wasserpegel im Füllrohr und im Topf stehen auf gleicher Höhe, der Luftdruck im Rohr und im Topf sind gleich.

Jetzt gibt du zusätzlichen Luftdruck auf das dünne Füllrohr, ein Teil des Wasser wird in den Topf gedrückt. Wie stellst du dir nun die Gasdruckverhältnisse im Füllrohr und im geschlossenen Dampfkochtopf vor?

[Steffen G.]

Statisch ist es egal ob du an Gummiband, Stahlfeder oder einer Brechstange mit 100N ziehst. In der newtonschen Physik von actio=reactio liegen die 100N am anderen Ende (mit umgekehrtem Vorzeichen) genauso an. Druckfedern analog.
Die Fläche auf der Membran ist auch unverändert wenn die Hälfte mit einer Flüssigkeit bedeckt ist. Die hat dann allerdings eine höhere "Federsteifigkeit". Ändert aber nichts daran, dass der gleiche Druck überall in der Dose - und somit auf der Membran - herrscht.

auch wenn es gerade extrem vom Thema abweicht muss ich dir widersprechen. Deine erste Aussage ist richtig, wenn das Gummiband, die Stahlfeder oder einer Brechstange an einen fixen Punkt befestigt sind, dann wirkt auf diesen Punkt die 100N. Aber die Membrane ist kein fixer Punkt, sonder selbst über eine Feder beweglich aufgehängt, ansonsten könnte sie ja nicht die Funktion der Turboverstellung ausüben. Hier ist jetzt also ein Kraftteiler (in Analogie zu einem Spannungsteiler) entstanden, der aus der Rückholfeder der Membrane und der Feder des Druckluftpolsters besteht.

Auch die zweite Aussage ist falsch. Die Membranfläche ändert sich nicht, aber die Fläche auf der die Luft wirk. Durch das Medium Öl (unkomprimierbar) änderst du die Geometrie der Fläche die die grenze zwischen Luft und Membrane/Öl darstellt.

Hiermit möchte ich diese Diskussion beenden und wieder zum eigentlichen Thema zurückkommen. Gern könne wir als PN oder wo anders weiterdiskutieren, am besten bei einem Bier bei nem Treffen.

Die Frage welchen Ersatzturbo ich einbauen sollte steht noch immer im Raum. Am 9.11. muss der Sprinter wieder laufen.

[joethesprinter]

Nein, du änderst die Geometrie der Fläche nicht. Auch wenn ein runder Tropfen auf der ebenen Membran liegt. Der Druck wirkt von allen Seiten auf den runden Tropfen (und hebt sich auf) aber nur die Komponente senkrecht auf die Fläche in Bewegungsrichtung der Membran/Kolben... ist relevant für unsere Betrachtung und ist dabei unverändert. Ebenso irrelevant ist wie kompressibel das Medium ist: Stell eine Stand-Luftpumpe auf eine Wage und setz den Kanarienvogel drauf. Die Wage wird unabhängig davon ob die Pumpe auf Block ist oder auf einem Luftpolster federt das gleiche Gewicht anzeigen (ich hoffe die paar Mol eingeschlossener komprimierter Luft zeigt deine Waage nicht als Differenz an ).
Ihr versteht die Zustandsgröße Druck nicht. Ging mir im ersten Moment auch so. Aber ja, ich geb es an der Stelle besser auf.
Bei einem alkoholfreien Getränk vor einem Blatt Papier hätte ich eine gute Chance, so ist es einfach zu müßig.

[Vanagaudi]

Die Frage welchen Ersatzturbo ich einbauen sollte steht noch immer im Raum. Am 9.11. muss der Sprinter wieder laufen.

Was ist denn mit dem Ersatz der Druckdose? Oder reicht nicht eine Reinigung? Das Ding ist doch simpel gestrickt. Oder vermutest du einen Defekt des Turboladers wegen der Überdrehzahl? Auf jeden Fall muss die Ölquelle gestopft werden. Die Motorgehäuseentlüftung ist eigentlich auch ein recht einfaches Bauteil. Hast du mal versucht, die zu reinigen?

[Steffen G.]

Die Frage welchen Ersatzturbo ich einbauen sollte steht noch immer im Raum. Am 9.11. muss der Sprinter wieder laufen.

Was ist denn mit dem Ersatz der Druckdose? Oder reicht nicht eine Reinigung? Das Ding ist doch simpel gestrickt. Oder vermutest du einen Defekt des Turboladers wegen der Überdrehzahl? Auf jeden Fall muss die Ölquelle gestopft werden. Die Motorgehäuseentlüftung ist eigentlich auch ein recht einfaches Bauteil. Hast du mal versucht, die zu reinigen?

Ich werde nach her gleich die alte Dose wieder einbauen und testen. Aber ich vermute eine Schädigung des Turbos durch die zu hohe Drehzahl. Denn irgendwo muss diese unangenehme Geräusch ja her gekommen sein, und es hat sich leider nicht so angehört, als wenn da irgendwo Druck entwichen ist.

Das mit der Ölquelle ist so ein Problem. Prinzipiell gibt es keinen Ölfreien Ansaugtrakt. Schließlich wird ja mit dem Ölnebel die Ventilsitze geschmiert. Ob die Volle Dose jetzt das Ergebnis von Jahren an Kleinstmengen Öl waren die nach und nach in die Dose gesickert sind, oder da irgendwoher ne größere Menge Öl her kam, weiß ich nicht. Vermuten tu ich ersteres.

[v-dulli]

Schließlich wird ja mit dem Ölnebel die Ventilsitze geschmiert.

Das ist nicht richtig.
Dieses Öl wird durch den Ventiltrieb und der Nockenwelle unter den Ventildeckel geschleudert und von Blow-by-Gasen aus dem Kurbelgehäuse über den Ölabscheider in den Reinluftbereich vor den Turbolader geführt. Selbst die modernen Ölabscheider sind nicht in der Lage dieses Öl vollständig zu separieren.

[Steffen G.]

Schließlich wird ja mit dem Ölnebel die Ventilsitze geschmiert.

Das ist nicht richtig.
Dieses Öl wird durch den Ventiltrieb und der Nockenwelle unter den Ventildeckel geschleudert und von Blow-by-Gasen aus dem Kurbelgehäuse über den Ölabscheider in den Reinluftbereich vor den Turbolader geführt. Selbst die modernen Ölabscheider sind nicht in der Lage dieses Öl vollständig zu separieren.

Das mag sein, Fakt ist aber, das da immer ein wenig Öl zu finden ist. Das dadurch der Ventilsitz geschmiert wird hab ich in eine Turboladervideo von einem professionellen Serviceanbieter gehört. Ob da was dran ist weiß ich nicht, ist aber für das vorhanden sein des Öles egal.


Ich hatte jetzt die Dose entleert und alles wieder zusammengebaut, und ne Probefahrt gemacht. Leider ohne Verbesserung. Ein Video was ich von der Fahrt gemacht habe ist hier zu finden. Dort hört man schön das Geräusch und kann auf der SD die Werte sehen.

Da ich vor dem Einbau der Druckdose vergessen hatte diese auf Dichtigkeit zu testen, hab ich einfach die Verbindung zum Turbo abgemacht und Turboseitig verschlossen. Leider auch ohne Änderung des Geräusches. Es liegt also nicht an einer defekten Druckdose.

Eine unschöner Test fällt mir noch ein. Die Druckdose vom Wastegate trennen und dieses in der geöffneten Stellung arretieren. Jetzt sollte die Turbine ja keine Drehzahl mehr erzeugen, und das Geräusch sollte weg sein. Nur um auszuschließen, das nicht was anderes das Geräusch verursacht. Das kann ich aber frühestens morgen Abend testen.

Wenn niemand eine andere Idee hat, was das Geräusch noch sein kann, stelle ich meine vorherige Frage nochmal:
Mit was den wahrscheinlich defekten Turbo tauschen tauschen?
- neuer Turbo, in welcher Preisklasse? z.B. ist der Turbo aus obigen ebay-Link, Qualitativ schlecht. Das erkennt man an dem Gestänge, welches nicht gerade aus der Dose kommt, die Membrane wird also in eine schräge Lage gezwungen. Auch der Rote Klecks auf dem Turbinengehäuse, offensichtlich ein Spritzer Schraubensicherung, zeugt nicht von einem Qualitativen Herstellungsprozess.
- gebrauchter Turbo vom Schrotti, hier ist der Istzustand unbekannt
- aufgearbeiteter Turbo, sollte fast einem neuen Turbo gleichen
- reparierter Turbo, hierbei würde sich der Reparierservice den Schaden begutachten und vielleicht nützliche Hinweise für die Fehlerursache liefern, denn ein Turboschaden ist immer ein Symptome eine anderen Fehlers niemals der Fehler selbst.

[joethesprinter]

Das dezente Pfeifen macht mein VTG-Turbo auch.

[Steffen G.]

Das dezente Pfeifen macht mein VTG-Turbo auch.

Früher hat das meiner nicht gemacht, zumindest nicht in diesem Ausmaß. Man musste schon gut hinhören um den Turbo zu hören, jetzt ist es ja fast das einzige was ich von dem Motor höre.
Aber vielleicht ist es ja auch ein Riss im Krümmer/Abgasstrang, der die Geräusche verursacht.

[joethesprinter]

Ja, sowas wurde hier schon öfters vorgeschlagen. Ich sehe allerdings keinerlei Rußspuren am Krümmer. Die Schrauben dort reißen wohl gern mal ab...
Ganz leicht etwas am Turbo um den Verstellhebel herum.

Den Ansaugtrakt hinter dem Turbo hab ich auch mal mit 2bar abgedrückt - ohne Befund.

"Kreischen" hab ich mechanisch und akut gefährlich interpretiert. Dieses heulen/pfeifen ist für mich noch eher nur etwas unschönes was man aber weiter beobachten kann. Ich denke es ist nur ein Strömungsgeräusch.

[Cooker]

Öl in der Turbo-Druckdose ist beim DeLa konstruktionsbedingt normal und aufgrund der Position der Anschlüsse auch unvermeidlich.

Wie ja auch schon geklärt wurde, spielt das keine Rolle für die Regelung. Solange das Übertragungsmedium flüssig ist, funktioniert es.


Hast Du schon mal das AGR-Ventil begutachtet? Die Verbindungsstelle zur Ansaugbrücke wird auch gerne mal undicht, dann pfeift/kreischt es da auch hörbar ´raus...


Grüsse, Cooker