Warmlaufphase kritisch für ZKD?

Hallo zusammen,

das hier

Zitat:

Wenn Du einen kalten Motor sofort stärker belastest, dann erwärmt sich der Zylinderkopf wesentlich schneller als der Motorblock. . . Die ZKD wird aber auf jeden Fall sehr stark auf Scherung beansprucht, da sich der ZK durch die schnellere Erwärmung und den größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten erheblich stärker ausdeht als der Motorblock. Dadurch kommt es im Dichtspalt zu einer starken Scherbelastung der Dichtung, die sich mit der regulären Belastung durch den Zylinderinnendruck überlagert.

(aus http://community.dieselschrauber.de/viewtopic.php?t=4896)
beschäftigt mich immer noch.

Hier mal meine laienhaften Gedanken zur Belastung der ZKD in der Warmlaufphase und bei Betriebstemperatur des Motors.

Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Graugussblock und Alu-ZK lassen letzteren bei Erwärmung schneller wachsen und umgekehrt -> siehe Zitat.
Demnach steht die ZKD umso mehr unter Scherbelastung, je wärmer (oder auch kälter) der gesamte Motor gegenüber den Temperaturen bei seiner Montage ist - und zwar schon ohne Temperaturdifferenz zwischen ZK und Block.

Daß der ZK in der Warmlaufphase durch größere Wärmeaufnahme "doppelt schneller" wächst als der Block, glaube ich weniger, weil die Innentemperatur des ZK durch das strömende Kühlmittel praktisch auf dem Niveau des Blocks gehalten wird (Wärmeausgleich).

Besonders im ZK entstehen zwischen den heißen Oberflächen der Brennräume und Auslasskanäle einerseits und den Kühlwasser- und Einlaßkanälen andererseits innere Wärmespannungen.
Diese hängen hauptsächlich von der Temperaturdifferenz zwischen Brennräumen und Kühlwasser ab. Sie werden also bei "kalter Volllast" am stärksten sein und bei abgestelltem Motor bzw. längerem Schubbetrieb weitgehend verschwinden.
Sie dürften den ZK im Ergebnis hauptsächlich dreidimensional "geleeartig verformen" (= verziehen). Unter anderem wird das Wärmewachstum der brennraumseitigen Materialschichten in Richtung ZKD ausweichen und diese rund um die Zylinderbohrungen zusätzlich zusammenpressen.

Auch bei durchgewärmtem Motor werden die ZK-Temperaturen im Bereich der Brennraumwände höher sein als rund um die Kühlwasserkanäle, solange der Motor unter Last läuft. Daher werden die lokal unterschiedlichen Druckbelastungen der ZKD gegenüber dem Kaltlauf nur nachlassen, aber nicht verschwinden.


Meine Folgerungen:

1. Unmittelbar nach dem Kaltstart wird die ZKD hauptsächlich durch lokal unterschiedliche, motorlastabhängige Pressdrücke belastet, die mit steigender Motortemperatur "etwas" nachlassen.

2. Sobald der Motor warm wird, beginnen Motorblock und ZK verschieden stark zu wachsen und belasten damit die ZKD zusätzlich und zunehmend auf Scherung.

Da ich die realen Größenordnungen der besagten Druck- und Scherbelastungen nicht kenne, kann ich nur aus dem Bauch heraus schätzen, dass der Materialstreß der ZKD (als Summe der genannten Belastungen) mit der Gesamttemperatur des Motors steigt und bei heißem Motor und Pmax am stärksten ist.
-> Wer seine ZKD schnellstmöglich killen will, der sollte im Hochsommer Dauerbleifuß fahren, womöglich noch langsam, z.B. mit WoWa bergauf (Rainer's Erfahrung). . . ?

ZKD-Schäden als gewöhnliche Folge von Kühlmittelverlust bzw. Wassepumpendefekten scheinen das zu bestätigen.


Wer meine vorstehenden Gedanken widerlegen, ergänzen oder bestätigen kann, der möge nun in die Tasten hauen

Interessant wären z.B. Fakten über die mittlere Brennraumtemperatur (bei verschiedenen Lastzuständen), da man daraus IMO auf die Stärke der ZK-Verformungen in Abhängigkeit von der augenblicklichen Kühlmitteltemperatur schließen kann.
Bei längerem Schubbetrieb dürfte der Motor über die Brennräume und die durchgepumpte Luft sogar auskühlen, womit die ZKD rund um die Zylinderbohrungen "lockerer" würde . . . ?

hi,
das thema wurde wohl schön öfter diskutiert.
einfach mal die suchfunktion benutzen.
grüsse

PowerSound3L hat folgendes geschrieben:

hi, das thema wurde wohl schön öfter diskutiert. einfach mal die suchfunktion benutzen. grüsse

Hi,

die bringt nix (mit naheligenden Begriffen wie Zylinderkopfdichtung usw.).

Im Übrigen bin ich hier schon fast von Anfang an dabei und wüßte vermutlich, wenn diese Aspekte schon mal diskutiert worden wären - es sei denn, es wäre gerade in meinem Urlaub gewesen und ich hätte es bei anschließenden Überfliegen des Forums übersehen.

Falls sich jemand an etwas entsprechendes erinnert -> bitte einen Hinweis oder den Link posten.

Hi,

Zitat:

Falls sich jemand an etwas entsprechendes erinnert -> bitte einen Hinweis oder den Link posten.

Also ich erinnere mich an nichts... ich bin aber auch *erst* seit September oder Oktober 2001 dabei, und damit wohl ein war Wochen oder Monate weniger als Ulf.

@PowerSound3L: Lies mal Ulfs Posting genau... es ging um die tiefen Hintergruende der Sache, weniger um ein konkretes technisches Problem.

Viele Gruesse,

Jan

ich fangs mal von der anderen seite her an:

mein kollege hat nie viel auf seine autos geachtet. auf seine eigenen nicht und auf die firmenwagen schon gar nicht.
konkret heisst das, nach dem kaltstart wird 100% fahrerwunsch eingeleitet. egal wie kalt der start ist.

bilanz:
- fahrzeug 1 nach getriebeschaden als wirtschaftlichen totalschaden entsorgt (ca. 80tkm)
- fahrzeug 2 wurde mechanisch desintegriert (ca. 30tkm)
- fahrzeug 3 erlitt tatsächlich einen kopfdichtungsschaden. allerdings nach einem fast unbemerkten überkocher im hochsommer, als der lüfterschalter defekt war. die ZKD erlag also dem versagen der motorkühlung.
- fahrzeug 4 war ein firmenwagen (1.8T) und wurde so derart brutal getreten, dass mir jedesmal die tränen kamen. leasingende nach 135tkm. nie probleme
- fahrzeug 5 ist jetzt ein ASZ, auch der wird rücksichtslos getreten. ganz besonders im winter, 'damit die scheisskarre mal warm wird'. mal sehen...bisher stehen 18tkm auf der uhr...

unsere steinbruchcrew fährt jeden tag mit einem MB100 zum werk. das sind knapp 4,5km.
das teil ist unkaputtbar. der letzte MB100 erlag dem versagen der strukturellen integrität der hülle. tat dann aber noch 2 jahre im werk dienst, bis er halt total zerfallen war. motor 1a. die maschinen vor ort hatten noch NIE motorprobleme. teilweise werden radlader nur zur beladen von sonderwünschen verwendet, das entspricht also der fahrt zum bäcker.
ich frag mich dabei schon, wie so ein motor in dem umfeld 20 jahre lang dicht bleibt und nicht mal nässt....grummel....

defekte ZKD haben wir fast keine. ursachen sind dann zu 99% fehler im kühlsystem mit resultierender überhitzung. dagegen verrecken bekanntlich die TD-köpfe gerne mal wenn man sie nur ordentlich tritt (steg zwischen den ventilen reisst).

fazit: ZKD's halten mehr aus als ulf befürchtet

CU Gremlin

Hi Gremlin


ja die MB 100 das sind schon seltsame Dinger......ich habe den bei der Ferienarbeit damals gehasst. Mit Hänger dahinter haben dich selbst Linienbusse auf der Autobahn stehen lassen.

Wir haben bei meiner jetztigen Firma so einen uralten Mercedes 508D. Der liegt Baujahrtechnisch so in den frühen siebzigern. Leistungsmäßig irgendwie noch im Mittelalter verankert wird das Teil halt auch nur mit großer Flamme bewegt. Bisher hat es zwar schon viele Strukturschäden gegeben, der wird halt auch zum Salzstreuen gebraucht und fällt demnächst sicher auseinander, der Motor ist aber auch nach wie vor total dicht und sieht aus wie gerade verbaut.
Der LKW hat quasi seit Geburt nur Kurzstrecke erlebt und das jeden Tag. 140tkm in 30 Jahren unterlegen das ja eindrucksvoll. Und geschont wird der nie. Was obendrein bemerkenswert ist wie die Mühle anspringt. Da gibts kein Vorglühen. Irgendwie habe ich auch den Verdacht das da alle Mitarbeiter Ihr Altöl drin entsorgen......
Nun was ich sagen will ist, das diese Art von Maschinen ja bald schon zu den großdieseln zu zählen ist. Das Teil hat ja glaube ich 4 Liter Hubraum und 79PS. Da der bestimmt keine 3000 Umdrehungen schaffen wird, denke ich der hält noch ewig. Haben auch schon einen intresennten für den Motor, das Fahrgestell hat es wie geschrieben ja bald hinter sich!

hi,
nunja, dann diskutieren wir mal.
wenn also ZKD schäden hauptsächlich durch die verschiedenen ausdehnungkoeffizienten der materialien bedingt sind,
was ist dann mit einem motor, der alukopf und alublock hat?
zb ein Lupo 3L ?
der hat einen alublock und alukopf.
demnach müste die ZKD nahezu ewig halten?
grüsse

hi PowerSound3L


das Problem ist aber nicht nur das Material mit seinen unterschiedlichen Wärmeeigenschaften, auch ist der Ort der ersten Erwärmung recht wichtig. AUch da fährt dein 3L sicher genauso wie alle anderen Motoren. Im ZK wird es erst warm. Allerdings haben ja alle Motorenbauer eben diese Probleme auf dem Kasten und somit kann man da recht beruhigt rangehen. Was sicher richtig ist ist das Problem des Kaltstartes und die Warmlaufphase. Sicherlich, heutige Motoren sind so ausgelegt das bei Betriebstemperatur alles im Lot ist. Auch halten sie recht lange Vollgasetappen durchaus aus. Das der Kaltstart da das völlig andere Extrem ist ( nicht drucktechnisch ) ist klar. Wenn man also, auch ohne um die Ausdehnung besorgt zu sein, sein Auto behutsam warmfährt, hat man alles was in der Macht des Fahrers liegt getan.
Wenn ihr über die Scherbelastung spekuliert, die 100% da ist, dann müsst ihr auch mal die Bolzen mit denne das ganze Zeug verschraubt ist ( ZK --> ZKD --> MB --> KWG ) mit einbeziehen. die Helfen ja deiese art der Belastung zu minimieren und lokal zu begrenzen.

PowerSound3L hat folgendes geschrieben:

was ist dann mit einem motor, der alukopf und alublock hat? zb ein Lupo 3L ? der hat einen alublock und alukopf. demnach müste die ZKD nahezu ewig halten?

Hi,

zumindest müßte die Scherbelastung der ZKD durch unterschiedliches Wärmewachstum weitgehend entfallen.

Wenn die Konstrukteure die ZKD aber darauf abstimmen und entsprechend primitiver = billiger auslegen als die eines Guß-Alu-Motors, muß das Ergebnis beim Alumotor IMO nicht zwangläufig robuster ausfallen.
Erst recht nicht, wenn die Wasserkühlung ausfällt (Pumpe putt, Wasserverlust) -> dann krepieren bekanntlich auch die ZKD von Alumotoren . . .