Nachrüstung eines geregelten Turbolader im MBtrac

[Wolfgang]

einige hier beschäftigen sich ja ebenfalls mit dem Thema, deshalb wollte ich hier meine Erkenntnisse beitragen:

Vorüberlegungen:
Turbolader sollen idealerweise bereits bei niedriger Motordrehzahl und entsprechend kleinen Abgasmassenstrom zu einem hohen Motordrehmoment führen. Damit der Turbolader bei höheren Drehzahlen den Motor nicht überlädt, ist es sinnvoll eine Regelung des Ladedruckes zu verwenden. Diese Ladedruckregelung kann im wesentlichen auf drei Arten erfolgen:

1. Turbolader mit Wastegate: Die Regelung des Ladedrucks erfolgt mittel eines Ventils im Abgasstrom. Ab einem bestimmten Ladedruck wird dieses Ventil durch einen Geber auf der Verdichterseite geöffnet und leitet dann einen Teilstrom des Abgas an der Turbine vorbei direkt in den Auspuff, was ein weiteres Ansteigen der Turbinendrehzahl unterbindet. Bei niedrigen Motordrehzahlen schließt das Wastegate und der komplette Abgasstrom treibt die Turbine und somit den Verdichter an. Die Ladedruckregelklappe, die den Bypass öffnet und schließt, wird in Abhängigkeit vom Ladedruck durch eine federbelastete Membrane angesteuert. Es ist quasi ein rein mechanisches System ohne Elektronik und deshalb auch sehr gut für unsere Tracs geeignet.

2. Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG/VNG-Lader): Der Mechanismus der variablen Turbinengeometrie regelt durch die verstellbaren Leitschaufeln unabhängig von der Motordrehzahl den Ladedruck. Um bei geringen Drehzahlen einen hohen Ladedruck zur Verfügung zu stellen, werden die Leitschaufeln auf einen engen Eintrittsquerschnitt gestellt. Dies führt zu einer hohen Geschwindigkeit des Abgasstromes. Die gestiegene kinetische Energie des Abgases wird auf die Turbine übertragen und erhöht die Drehzahl. Bei hohen Motordrehzahlen geben die Leitschaufeln einen großen Eintrittsquerschnitt frei und der Abgasstrom wirkt mit geringerer Geschwindigkeit auf den inneren Bereich der Turbinenschaufeln.

3. mehrstufige Aufladung: die Königsklasse der Abgasturboaufladung repräsentieren die zweistufigen geregelten Turbolader. Dabei wird ein kleiner Hochdruck- und ein größerer Niederdruckturbolader miteinander kombiniert. Das ist sicher eine zukunftsweisende Technologie, allerdings mit erheblichem kontruktiven Aufwand.

Vergleicht man Wastegate und VTG-Lader so ist die Regelung des Ladedruckes und damit die Vermeidung eines Turboloches beim VTG-Lader besser möglich. Der Wastegatelader ist aber wesentlich einfacher aufgebaut, hat vergleichsweise weniger bewegliche Bauteile und ist dementsprechend robust. Er kommt ohne Steuerungselektronik aus und ist deshalb für die Tracs gut geeignet.

Welcher Turbolader?

Wer seinen Trac auf einen geregelten Lader umrüsten möchte, dem stellt sich die Frage, welcher Lader dafür am Besten geeignet ist und idealer Weise auch noch geringe Umbauten nötig macht. Meine Ausführungen dazu beziehen sich auf die 6-Zylinder Motoren OM 352/366(A).

Aus dem Regal von Daimler Benz bietet sich der Lader des OM 906 an. Es handelt sich um einen Wastegatelader. Allerdings ist der OM 906 mit 6,4l Hubraum und 240PS mindestens eine halbe Nummer größer als die (meisten) Tracs. Das spiegelt sich auch im Abgasvolumenstrom wieder: der OM 906 hat bei einer Abgastemperatur von ca. 600°C und 2.500U/min einen Volumenstrom von 520l/sec., unser OM352 bringt es bei gleichen Bedingungen nur auf 400l/sec. Das bedeutet, dass dieser Lader etwas träge sein wird und für das Ziel eines höheren Ladedrucks schon bei niedriger Drehzahl weniger geeignet ist. Er wurde allerdings schon in OM 352 implantiert und die Fahrer sind zufrieden.
Vom Flanschmaß würde die Breite mit einem Lochabstand von 86mm passen. Es müssten dann noch zwei Löcher gebort werden da der zweite Lochabstand mit 66mm nicht stimmt.

Es sollte also ein Turbolader sein der von einem Dieselmotor stammt, der in den Parametern Hubraum, Drehzahl und Leistung unseren OM 352/366 möglichst ähnlich ist. Meine Augenmerk ist dabei auf den Cummins 6BT Motor gefallen. Diese Maschine hat ebenfalls 6 Zylinder mit einem Hubraum von 5,9l. Dieser Motor ist einigen von uns vielleicht von den ersten Case Maxxums oder später MX bekannt. Er wurde auch im Pickup Dodge RAM verbaut und dort werkelt er u.a. mit einem Wastegate-Turbolader Holset HX35W.
Dieser Turbolader ist meines Erachtens geradezu ideal geeignet für die 6-Zylinder Tracs. Der Hersteller gibt an, dass der Lader für Hubräume von 5l bis 6,5l und Motorleistung von 100 – 280 PS geeignet ist. Ein weiterer Vorteil: der Lader hat den sog. geteilten T3 Flansch, den unsere Motoren am Krümmer haben, diese Lader können also ohne irgendwelche Adapter angebaut werden und ermöglichen eine Stoßaufladung. Die Flansche der Öl Zu- und Ableitung entsprechen auch der T3 Normung und müssten ebenfalls passen! Der Luftausgang sowie der Abgasausgang sind als sogenannte V-Band Anschlüsse ausgeführt, müssen also angepasst werden, der Querschnitt des Lufteingang ist größer.

Für diejenigen, die mit einem VTG-Lader liebäugeln gäbe es auf einen passenden Lader: den Holset HE 351VE. Dieser Lader wird normalerweise, wie fast alle VTG-Lader, mittels elektronischem Steuergerät geregelt. Es gibt Umbauten auf mechanische Steuerung und es gibt programmierbare Steuergeräte mit Sensoren, sozusagen Stand-alone zum Nachrüsten. Rein mechanische Umbauten lassen die Vorteile der VTG-Steuerung schwinden und ein elektronisches Steuergerät im Trac? Wer´s will, ich nicht.
Alfa Romeo hatte mal einen rein mechanisch/pneumatisch geregelten VTG-Lader. Ob der größenmäßig passt, entzieht sich meiner Kenntnis, vom Flansch sicher nicht und er hat auch keinen geteilten Abgaseingang, also nur Stauaufladung.

Ich werde in meinem 1000er OM352 einen HX35W Lader nachrüsten. Das ist nicht aufwändiger als mit einem Serienlader, sollte aber etwas mehr Leistung/Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich bringen. Interessant wäre, wenn jemand, der seinen Turbomotor umrüstet, die Maschine vorher und nachher an die Bremse hängen würde und man die Leistungsdiagramme vergleichen könnte.

Gruß
Wolfgang

[Peteru411]

Servus Wolfgang

Auch wenn ich derzeit mit der Leistung meines Tracs zufrieden bin, vielen Dank für den super Beitrag. Liest sich spannend wie ein Krimi.

Hast du auf deinem Trac bereits einen Turbo? So das du vorher nachher vergleichen kannst?

Was ich noch anmerken kann. Gerade bei der Mittleren BR. kann es dazu kommen das gerade bei höheren Drehzahlen die Luft die dem Turbo vom Luftfilter her zur Verfügung steht nicht reicht.
Ich kann das bei meinem Trac beobachten wenn ich mit höheren Drehzahlen (2600-2800 U/min) bergauf fahre flackert Die Unterdruck-anzeige vom Luftfilter auf, soll heißen der Turbo benötigt in diesem Moment so viel Luft das im Luftfiltergehäuse Unterdruck entsteht.

Es gibt allerdings eifrige Tüftler die auch dieses Problem durch anderen Luftfilter und größere Leitungen behoben haben.

Das nur als Ergänzung für die die ganz hoch hinaus wollen

Lg Peter

[Wolfgang]

Hallo Peter,

mein 1000er soll jetzt im Winter den Turbo aufgebaut bekommen. Ich habe zwar schon einen serienmäßigen Lader hier liegen, werde den aber nicht aufbauen, sondern gleich einen HX35W. Interessant wäre der Vergleich sicherlich, denn für einen aussagefähigen Vergleich muss der gleiche Motor mit der gleichen EP an die ZW-Bremse. Mir ist der Aufwand mit Umbau der Luftanschlüsse etc. nur für diese eine Vergleichsmessung ehrlich gesagt zu aufwändig. Aber vielleicht findet sich ja jemand, der mit vorhandenem Turbomotor die vorher-nachher Messung macht.

Zum Ladedruck/Unterdruck im Ansaugteil: das sollte eben gerade bei geregelten Turbos nicht sein, dass der Lader bei hohen Drehzahlen quasi überläd. Der Ladedruck wird ja durch das Wastegate bei hohen Drehzahlen begrenzt.
Außerdem will ich nicht über die serienmäßige Abregeldrehzahl. Ich werde aber auf jeden Fall eine Ladedruckanzeige einbauen. Denn evtl. muss der Aktuator zur Öffnung des Wastegates noch etwas angepasst werden.

Schöne Grüße
Wolfgang

[Lohndrescher]

Guden Wolfgang

Super Beitrag und top aufgearbeitet von dir.
Halt uns doch bitte mit vielen Bildern und Berichten zum Umbau auf dem laufenden.

Grüße Jochen

[Stoll30]

Hallo,

ich habe mich in der letzten Zeit auch ein bisschen mit dem Thema eines geregelten Turboladers befasst. Dank Wolfgangs tollem Bericht und Recherche habe ich den Holset HX35W ein bisschen näher unter die Lupe genommen:
Wie auch schon von Wolfgang erwähnt, ist nach den Angaben von Holset dieser für 6-Zylinder Motoren mit einem Hubraum von 5,0 - 6,5l und einer Leistung von 100-280PS geeignet. Daher sollte dieser auch für die OM352/366 mit 5,9l passend sein. Die Basis dieses Laders (Abgasturbine und Verdichterrad) wird unter der Bezeichnung HX35 geführt und ist mit einer Vielzahl verschiedener Optionen erhältlich.
Weitere Spezifikation sind hier zu finden: http://www.myholsetturbo.com/holsethx35.html

Soweit ich herausgefunden habe, steht der Zusatz "W" für Wastegate, folglich besitzt der Wastegatelader die Bezeichnung HX35W. Diesen gibt es wiederum mit verschiedenen Anschlüssen sowie unterschiedlichen Anordnungen der Druckdose für das Wastegate. Diese Ausführungen werden über die sog. Assembly Nr. definiert, welche gleichzeitig als eine Art Bestellnummer dient.
Auf der Suche nach einer passenden Ausführungen für den trac bin ich zunächst auf die Assembly Nr. 4040429 gestoßen. Dabei handelt es sich um einen HX35W, welcher unter anderem in Verbindung mit dem OM 906 (!) im Axor, Atego und auch Unimog (Quelle: europart) zum Einsatz kommt. Allerdings wird hier ein T4 Flansch mit 2 Stehbolzen verwendet. Daher halte ich diese Ausführung für nicht geeignet.
Bei der von Wolfgang aufgeführten Version im Dodge Ram (3592766) ist der passendere T3 Flansch Teil der Ausstattung. Allerdings konnte ich hier feststellen, dass die Druckdose mit Gestänge zum Wastegate direkt am Gehäuse des Verdichterrades fixiert ist und daher ein evtl. Verdrehen der beiden Gehäuse nur mit Aufwand möglich wäre.
Daraufhin bin ich auf das Assembly 3597180 gestoßen. Dieser Lader besitzt einen T3 Flansch und die Druckdose ist an einer separaten Halterung (Blechformteil) angebracht. Somit ist bei dieser Ausführung das Verdrehen der beiden Gehäuse zueinander leichter zu bewältigen.

Da die Turboaufrüstung sowieso auf der to-do Liste steht, habe ich mir diesen Lader (3597180, 562€ bei stk-Turbo Technik) einfach mal zugelegt.
Um die Umbaumaßnahmen soweit wie möglich im Voraus definieren zu können wurde das CAD bemüht und die wichtigsten Teile modelliert. Dabei stellte sich heraus, dass in Kombination mit dem originalen Mercedes Krümmer der Turbo durch das Seitenteil der Motorhaube stehen würde. Da der Original Krümmer nicht gerade billig ist, habe ich mich dazu entschlossen den Krümmer selbst zu schweißen um den Turbo näher am Motor positionieren zu können.
Desweiteren muss das Verdichtergehäuse zum Turbinengehäuse verdreht werden. Um die gewünschte Stellung zu erreichen, muss auch die Halterung der Druckdose verschoben werden. Das ist jedoch durch das Erstellen 3 neuer Bohrungen im Blechformteil problemlos möglich.

Soweit die Theorie, jetzt kann die Umsetzung erfolgen!


Gruß
Benedikt

                       

[ThomasU900]

Hallo Wolfgang und Benedikt,

als "Turboaufrüster" lese ich mit großen Interesse eure Beiträge (und bin zugleich auch etwas neidisch auf Grund euer Kenntnisse und Möglichkeiten ). Bin echt schon auf die praktische Umsetzung gespannt.

Viele Grüße
Thomas

[oldtimer2805]

Hallo Benedikt,

wie hast Du denn die Motorgeometrie und vor allem die des Turboladers ins
Catia bekommen ?

Alles selbst ausgemessen und nachmodelliert?

Gruß Thorsten

[MauMog]

Hallo zusammen,
Alle die wollen können sich auch für den 366er im Daimler Regal nach einem geregelten Lader umsehen.
In Frage kommen die 366 Euro II aus dem Unimog. Motoren des Baumusters 357.945 diese haben 240 PS
Und einen Lader mit Waste Gate. Diese Lader können mit Baukastenteilen von Daimler ohne weitere Änderungen eingebaut werden.

Gruß Oliver

[Stoll30]

Hallo Thorsten,

richtig erkannt. Da ich keine 3D-Modelle dieser Komponenten finden konnte, wurde alles gemessen und nachmodelliert. Das hat zwar ein bisschen Zeit in Anspruch genommen, aber dadurch lassen sich die neuen Teile (vor allem der Krümmer) exakt im Voraus planen. Wie du siehst, sind auch nur grobe Störkonturen und wichtige Anschlussmaße gezeichnet. Die meisten Motoranbauteile wie Wasserpumpe, Ventildeckel, Einspritzpumpe usw. fehlen, da diese hier nicht von Interesse sind.
Vielleicht kommen durch das ein oder andere Projekt noch weitere Details zum digitalen trac hinzu... bis er irgendwann vollständig ist
Wenn du mein Catia V5 schon erkannt hast nehme ich an, dass du es auch nutzt? Hast du evtl. auch schon Teile für den trac modelliert?
Wer übrigens möchte, dem kann ich das Modell auch gerne zur Verfügung stellen.

Gruß
Benedikt

[Roby]

(29.05.2015 23:04)MauMog schrieb:  Alle die wollen können sich auch für den 366er im Daimler Regal nach einem geregelten Lader umsehen.

Hallo,

ein in Frage kommender Lader hat die Teilenummer A 366 096 63 99 ,ist beim LKW bis 97 mit Euro 2 /240PS verbaut und kostet im Teilehandel um 500€.

Gruss
Roby

[Stoll30]

Hallo zusammen,

nach langem ist der mechanische Umbau endlich soweit abgeschlossen und es kann ein Zwischenergebnis präsentiert werden! Die ersten Testfahrten wurden erfolgreich absolviert und ich bin einfach nur begeistert was dieses zusätzliche Bauteil leisten kann
Auch die stärke Belastung auf 2ha mit der Scheibenegge am Berg sind problemlos überstanden, alles dicht und schon spürbar mehr Leistung.
Die Einspritzpumpe ist allerdings noch unberührt bzw. so wie sie zu Saugerzeiten eingestellt war. Dabei wird jetzt ein Ladedruck von max. 1bar erreicht, aber das Wastegate öffnet noch nicht. Diese ganze Sache muss noch richtig optimiert werden.
Ebenso ist noch die Ansaugleitung vom Kompressor mit der Ansaugbrücke verbunden, welche ihren neuen Platz zwischen Luftfilter und Verdichterrad finden soll. Desweiteren muss wieder ein Blech neben dem Kühler mit der Durchführung für den Ansaugschlauch zum Turbo eingesetzt werden. Zu guter letzt soll auch die Laderdruckanzeige einen festen Platz neben der Uhr finden, denn lose am Schaluch hängen ist auf Dauer nichts...



Gruß
Benedikt

[mog-marty]

Servus Benedikt

Saubere Arbeit ,der Umbau schaut sehr gut aus

Gruß Martin

[sammykufor]

Hallo Zusammen,
hier ein Umbau auf geregeltem (Wastegate) Turbo mit LLK.
Seit einem 3/4 Jahr fahren bzw. arbeiten wir damit ...

   

Gruss
Konni

[Mb-trac-Fendt]

Wirklich schöne umbauten sauber gearbeitet wie ich sehe habt ihr alle beide die Krümmer selbst geschweißt vielleicht könnt ihr hierzu ein paar Detail Fotos einstellen.
Gruß Fabi

[tom-1300]

Servus,

jetzt muss ich mal nachfragen an die, die einen ursprünglichen "sauger" auf Turbo umbauen. Ich hab auch schon viel gelesn mitunter dass die Sauger Motoren längere Kolben haben, einen Ölabsteifer mehr, und der Turbomotor größere Auslassventile hat. Korrigiert mich wenn ich falsch liege. Wenn meine genannten unterschiede stimmen was haben die Turboumbauer bei diesen Sachen unternommen oder es einfach so gelassen.

Gruss Tom