Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

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felix
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Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#1 Beitrag von felix » 2016-12-06 1:07:11

Hallo Forum,

vielleicht hat noch jemand eine Idee, was hier die eigentliche Fehlerursache seien kann. Ich beschreibe mal:

Ein schöner, großer, luftgekühlter Motor fällt durch schlagende Geräusche im Standgas auf. Wenn man die Einspritzleitungen im Standgas löst, ändert sich bei jedem Zylinder der Motorlauf: die Zylinder arbeiten also alle noch. Das Geräusch aber bleibt, es hängt also nicht mit der Verbrennung zusammen. Motor hat starkes Blowby, sieht unregelmäßig aus, als wenn es bei einem Zylinder stärker ist. Durch abhören mittels Schraubendreher am Kopf ließ sich ein verdächtiger Zylinder identifizieren:
Bild
Den Zylinder mit Freunden zusammen geöffnet. Dabei fällt auf, dass die Kopfschrauben erstaunlich lose sind.

Bild

Neben dem deutlichen Fresser fällt auf, dass der Kolben einen Abdruck vom Zylinderkopf hat. Bild

Zum Vergleich: Der benachbarte, unbeschädigte Kolben sieht so aus:
Bild

Es sind aber nicht bloß die Ventile an den Kolben gestoßen, sondern es gibt einen richtigen Abdruck des Zylinderkopfes im Kolben. (Ventile sind versenkt im Kopf eingebaut, die Senkung ist gut als Schatten um die Abdrücke der Ventile zu erkennen.) Da wo die Abdrücke der Ventile im Kolben sind, steht das Material sogar etwas höher: es scheint beim Anschlag an den Kopf Material in den Freiraum der Senkung um die Ventile verdrängt worden zu sein.
Bild
Beim Pleul auf der kW konnte ich gar kein Radial-Spiel messen (müsste dafür ausgebaut werden), es ist aber auf jeden Fall gering. Der Kolbenbolzen ließ sich im Pleul messen, er hat 0,06mm Radial-Spiel.
Bild
Ventiltrieb und Stößelstangen sind ohne sichtbaren Schaden. Im Kopf ist nur die Oberfläche der Kontaktstellen sichtbar beschädigt. Vor Ausbau hat das Ventilspiel gepasst.

Motor wurde zuvor wegen einem Defekt der Kühlung mit unnormal hohen Temperaturen gefahren.

Motor ca 150tkm gelaufen. Kolben hat das gleiche Produktionsjahr eingeprägt wie der Motor. Unter dem Zylinder haben keine Passscheiben gelegen, laut WHB kommen da aber im Normalfall auch keine hin. Spiel Kopf/Kolben ist laut WHB 0,9-1,1mm. Verschmutzung des Zylinders ist ohne Unterschied zu den benachbarten Zylindern, er macht nicht den Eindruck kürzlich geöffnet worden zu sein.

Was ist hier passiert? Dass der Kolben frisst, wenn er am Kopf platt geschlagen wird, ist plausibel. Aber warum schlägt der Kolben an den Kopf?!?

MlG, Felix

P.S. Mir fällt nur ein, dass das Spiel Kolben/Kopf jeher zu klein gewesen ist. (nur wenige Zehntel, statt einem mm) Bei der Überführung sind dann besonders hohe Temperaturen und hohe Drehzahlen ohne Last zusammen gekommen und Peng...

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#2 Beitrag von Lucky cd » 2016-12-06 1:39:54

Eine sehr interessante Aufgabe.

Mir fällt auf Anhieb nur ein Kurbelwellenschaden/Lagerschaden ein.

Müsste sich dann aber schon länger angekündigt haben.
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#3 Beitrag von lura » 2016-12-06 6:31:00

Die Kopfschrauben werden bei den Luftgekühlten vielleicht gar nicht so stark angezogen. Die Einschläge auf dem Kolben kommen vielleicht von einem früheren Pleuelschaden, den der Motor überlebt hat. Dann wurde der Kolben einfach wieder verbaut. Ist ja ein Nutzfahrzeug, das ohne viel Aufwand überleben musste. Der Kolbenfresser wird von solchen vielzylindrigen Motoren oft mit durchgezogen, das merkt man nicht so direkt, wenn man nicht sehr genau darauf achtet. Vielleicht läuft der Motor ja schon so seit mehreren Tkm. Das war jetzt viel hätte und könnte. Hast Du den aus Tschechien geholt? Da könnte mit einheimischen Fahrzeugen so umgegangen werden. Den Tatras wird ja sicher nicht umsonst nachgesagt, dass sie sehr robust sind. Andererseits sind beim THW seinerzeit einige Ex-NVA-Tatra-Motore nach ca. 50 Tkm kaputt, gegangen.
Gruß
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#4 Beitrag von Bahnhofs-Emma » 2016-12-06 7:58:57

Hallo,

ich hätte auch spontan auf eines der beiden bereits überprüften Lager getippt. Die sind aber wohl OK. Gibt es irgendwelche Auffälligkeiten beim Blick auf den Kopf, sprich sieht man dort die Einschlagstellen?

Grüße

Marcus
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#5 Beitrag von OliverM » 2016-12-06 8:18:38

Da hat das Spaltmaß wohl nicht gestimmt .

Gruß

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#6 Beitrag von felix » 2016-12-06 10:56:38

Hallo,

ein Lagerschaden im Pleul der 1mm Spiel überbrückt wäre derart offensichtlich, das ich hier nicht gefragt hätte. Einen Folgeschaden vom Einschlag würde ich eher am Kolbenbolzen vermuten, denn an der KW, schlicht weil das Lager von Bolzen deutlich kleiner ist.

@Lura: Stimmt, die Kopfschrauben werden mit 120Nm eher nur "handwarm" angezogen. Aber dennoch waren sie spürbar lockerer, als die des Nachbarzylinders. Andererseits sind die Schrauben so lang, die können wahrscheinlich einen halben mm abheben und haben hinterher immer noch die selbe Vorspannung...

Das jemand den zerstörten Kolben wieder eingebaut hat? Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen, so ein Kolben kostet aus China keine 30 EUR und Diesel und Öl sind auch in Tschechien teuer. Turbolader auch teuer als ein Kolben...

Das war höchstens der Verkäufer, wenn der Motor noch die Probefahrt laufen soll. Dann hatte man aber gesehen, dass der Zylinder draußen gewesen ist...

@Marcus: So sieht der Kopf aus:


Mir fehlt irgendwie noch der "aha"-Moment für die Ursache...

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#7 Beitrag von Lucky cd » 2016-12-06 11:06:32

Naja, ich kann ja nur Vermutungen anstellen in Sachen Ferndiagnose.

Vor Ort könnte man schon einiges mehr ausschließen oder aus versehen über die eigentliche Ursache stolpern.
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#8 Beitrag von joe`s mercur » 2016-12-06 11:47:08

Hallo,
was sagt denn die Flammkante im Zylinderrohr vom betreffenden Zylinder im Vergleich zu den Anderen?
Kurbelwelle geschmiedet oder gepresst bei dem Motor?
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#9 Beitrag von stef@n » 2016-12-06 11:57:17

Gibt's eventuell unterschiedlich hohe Kolben für Saug- und Turbomotoren und der Falsche ist drin?
Oder wird nur bei Benzinmotoren die Verdichtung von aufgeladenen Triebwerken zurückgenommen?
Gruß

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#10 Beitrag von AL28 » 2016-12-06 12:18:31

Hallo
Pleullager schaden . Wen du pech hast die Kurbelwelle .
Da ist der Motor mal kurz überdreht worden .
Gruß
Oli

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#11 Beitrag von Schrauber1 » 2016-12-06 12:25:33

Vor dem auseinandernehmen mal die Kompression gemessen? Sieht für mich stark nach krummen Ventilen aus, die dadurch nicht mehr richtig schließen und immer wieder aufgesetzt haben. Eventuell eine Folge von dem Kolbenfresser. Würde eventuell auch helfen wenn du Bilder von den 2 demontierten Köpfen mit hochladen könntest.

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#12 Beitrag von Buclarisa » 2016-12-06 12:30:46

Das Spaltmaß wird über die Zylinderfußdichtung eingestellt. Wenn der Motor am Fuß ölt wurden einfach die Schrauben nachgezogen,obwohl sich eine Beilage herausgearbeitet hatte.
Gemessen wird das mit der Bleidrahtmethode und das Maß war (0,3-0,4).
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#13 Beitrag von joe`s mercur » 2016-12-06 12:49:59

Wäre eine plausible einfache Erklärung.
Thomas
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#14 Beitrag von Jimmy » 2016-12-06 13:13:50

Nur mal so.
Wenn der Kolben frißt, und mit Gewalt durch die KW nach unten gezogen wird, könnte sich ewtl. das Pleuel gestreckt haben, und bei der nächsten OT-Fahrt geht der Kolben oben an.

Gruß, Jimmy

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Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#15 Beitrag von felix » 2016-12-06 13:29:00

Hallo,

das ist der Kopf:Bild
Bild

Außer dem Ventilspiel habe ich vor Demontage nichts gemessen, und das war auf diesem Zylinder ok. Der Zylinder hat aber noch Arbeit verrichtet, bei lösen der Einspritzleitung hat sich das Standgas verändert. Etwas Kompression war also noch vorhanden. Außerdem war er trocken, müsste bei vollständig fehlender Kompression ja mit Diesel überflutet sein.

Ventile sehen für mich gut aus, ohne genau geprüft zu haben. Dennoch kommt da ein neuer Kopf drauf, traue dem Ding nicht mehr.

@bulcasia: Die Zylinder sind mit einem O-Ring im Block radial abgedichtet, es gibt keine mit verspannte Dichtung, welche verloren gehen könnte. Die Erklärung ist auch zu schön! Eventuelle Passscheiben können nicht heraus gedrückt werden.

Das Spiel von Kolben zum Kopf wird, wie bereits erwähnt laut WHB auf 0,9-1,1mm eingestellt. Damit hat Tatra auch drei mal mehr Luft, als Deutz. Methode je nach Ausrüstung mit speziellem Messgerät oder 2mm Lötdraht.

Ein überdrehen des Motors, so dass sich das Pleul um 1mm oder mehr längt? Hmm...
Kann ich mir eigentlich nur in Kombination mit weiteren Fehlern wie zu großes Lagerspiel, zu geringer Kopfabstand und Übertempetatur vorstellen. Aber 1mm Radialspiel hat das Pleul nicht auf der kW, das würde man deutlich spüren.

Leider ist der alte Kolben so zerstört, dass man da nun nichts mehr messen kann.

Die Kurbelwelle ist bei Tatra etwas speziell, sie ist aus einzelnen Stücken zusammen geschraubt und läuft im Block in Wälzlagern. Die Segmente sind sicher im Gesenk geschmiedet, genau weiß ich dass aber nicht.

Die Kolben haben bei Tatra alle die gleiche Höhe. Turbo-Motoren haben nur eine andere Toleranz-Paarung: Kolben eine Nummer kleiner als Zylinder. Bei Eur1/2 wurde die Mulde im Kolben geändert, aber die Zylinder sind seit den 60ern gleich. Egal was eingebaut wurde, anschlagen darf es nicht.

Zylinder ist entsprechend zerstört, ich lese aus den Spuren irgendwie nur: "kaputt".

Bild

Klar ist Ferndiagnose via Foto mager. Bis Weihnachten arbeite ich in Tschechien, aber zwischen den Feiertagen seit ihr gerne willkommen, das Problem in live zu betrachten.

MlG,
Felix
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#16 Beitrag von Lucky cd » 2016-12-06 13:43:18

Ist auf jeden Fall mal interessant.

Danke für diese Beiträge.

Werde ich auf jeden Fall weiter verfolgen und gegebenenfalls von alten Hasen etwas dazu lernen.
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#17 Beitrag von OliverM » 2016-12-06 14:19:52

Felix, dann lass doch mal hören, wie beim Tatra das Spaltmass Kolben/Kopf eingestellt wird.

Fussdichtung spricht Distanzringe sind es ja nicht, wie du schreibst.
Kopfdichtung ? Sieht nicht aus, als wenn er eine hätte.

Leider sind wir zwischen den Feiertagen rund 6.000 km weit weg sonst würde ich mir das gerne live ansehen.

Der Kolbenfresser mit den Auswaschungen am Rand des Kolbens sieht verdächtig nach einer pissenden Düse aus.

Gruß nach Tschechien.

Oliver
Zuletzt geändert von OliverM am 2016-12-06 17:14:34, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#18 Beitrag von Buclarisa » 2016-12-06 14:50:53

Abdichtung am Zylinderfuß mit O-Ring ist schon richtig, für die Höhe gibt es Beilagen.
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#19 Beitrag von felix » 2016-12-06 15:05:45

Genau,

und bei Tatra werden wie bei Deutz auch Passscheiben am Fuß zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse gelegt. Die Ersatzteilliste kennt sie mit 0,1 und 0,2mm Stärke.

Anders ist aber: Deutz hat dort immer eine "Grundscheibe", damit auch ein zu langer Zylinder ausgeglichen werden kann. Das kennt Tatra nicht, hier kann man nur zu kurze Zylinder ausgleichen. Ein zu Lager muss auf die Drehbank...

Beide Zylinder hatten am Fuß keine Scheiben, nach der Beschreibung im WHB würde ich das aber nicht für verdächtig halten.

MlG, Felix


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#20 Beitrag von felix » 2016-12-06 15:12:59

Neue Idee:

Es wurde erwähnt, dass der Fresser ggf. das Pleul gelängt hat. Glaube ich nicht, insbesondere nicht mit intakter Lagerbuchse am Pleul.

Aber wie sieht es mit den Pleulschrauben aus? Ich denke die nehmen in so einem Fall als erstes Schaden. Ob nun auf Grund eines Fressers oder Montagefehler: losen Pleulschrauben traue ich locker ein solches Fehlerbild zu.

Warum bemerke ich dass jetzt nicht? Die losen Schrauben müssten doch offensichtlich sein...

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#21 Beitrag von Olbi1904 » 2016-12-06 15:35:39

Sind die Ventile noch gängig?

Edit: Ich vermute eher, dass sich der Brocken, der aus dem Kolben gebrochen ist, auf dem Kolbenboden verteilt hat.
Somit hast Du einen Materialauftrag auf dem Kolbenboden, der die Form des Kopfes angenommen hat.

Ursache: Schmierfilmabriss aufgrund pissender Düse -> Kolbenfresser -> abgebrochene Kante -> Materialauftrag auf Kolbenboden

Bei 12 Zylindern bekommst Du das gar nicht mit.
Zuletzt geändert von Olbi1904 am 2016-12-06 15:57:18, insgesamt 2-mal geändert.
Liebe Grüße

der Micha
_________
Klar kannste das so machen - sieht dann aber Kacke aus!

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#22 Beitrag von Lucky cd » 2016-12-06 15:48:02

Wir kommen der Sache immer näher. :spiel:
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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#23 Beitrag von joe`s mercur » 2016-12-06 16:01:45

felix hat geschrieben:
Die Kurbelwelle ist bei Tatra etwas speziell, sie ist aus einzelnen Stücken zusammen geschraubt und läuft im Block in Wälzlagern.
Felix
Da drauf wollte ich hinaus .Wenn sich zwei Segmente nur um ein wenige Winkelgrade verdrehen, ändert sich der Hub , er kann dadurch auch grösser werden. Kann z.B. durch Wasserschlag passieren, aber das kennste ja. :blush: Gleiche Effekt wie verbogene Kurbelwelle.


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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#24 Beitrag von Joachim » 2016-12-06 16:52:08

Ich stimme Oliver zu,
Kolbenrand und Fresser könnten mit einer defekten Düse zusammenhängen.
Bei den Ventileinschlägen dachte ich an nicht korrekte Steuerzeiten.Habs aber dann verworfen,
da ja nicht alle Kolben betroffen waren.
Wenn jetzt aber die Bauweise der Tatra Kurbelwelle so beschrieben wird ,das sich ein einzelner Zapfen "verstellen" kann ,dann kommen die Steuerzeiten doch wieder ins Spiel oder?
Idee:
Defekte Düse-Kolbenfresser-Kolben klemmt-Zapfen Kurbelwelle verstellt sich-Steuezeiten
auf diesem Zylinder werden dadurch verstellt-Ventilaufschläge-Exitus
Möglich? Was meint Ihr?
Grüße
Joachim

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#25 Beitrag von felix » 2016-12-06 17:07:52

Hallo

@All: Die Abdrücke der Ventile sind im Kolben erhöht, nicht vertieft! Das ist auf den Fotos leider nicht zu erkennen. Hier sind nicht die Ventile auf den Kolben geschlagen, sondern das Aluminium von Kolben wurde von unten in die leicht im Kopf versenkten Ventilsitze gepresst. Das erklärt auch, das Kipphebel und die dünnen "Stößelstängchen" vollkommen unversehrt sind.

@Obi: Das Ventilspiel hat gestimmt und in dem Zylinder hat auch noch eine Verbrennung statt gefunden, daher werden die Ventile noch ganz gut gearbeitet haben.

Nein, die Verformung des Kolbens ist zu umfangreich und hat viel zu klar die Konturen des Kopfes, als das die Bruchstücke das verursacht haben. Man kann z.B. den Winkel der Senkung um die Ventile wiedererkennen.

Ich stimme dir aber zu: auf Drehzahl bekommt man bei der Maschine gar nichts mit. Ein Zylinder sind ja auch bloß ca. 8% des gesamten Hubraums...

Die Düse kommt pauschal neu, das Risiko gehe ich nicht ein.

@Thomas: Nein, durch reines Verdrehen des Segments der KW kann sich der Hub nicht ändern. Möglich wäre ein Aufsetzen der Ventile, aber kein Einschlag des Kolbens. Das Gedankenspiel hatte ich auch schon durch.

Außerdem würde ich einen schnellen Bruch der Schrauben erwarten, sollten diese in der KW lose sein.

Ein Verbiegen eines solchen Segments der Kurbelwelle ohne Verformung des Lagersitz der Pleule ist m.E. unmöglich. Die Pleule laufen bei beiden Zylindern im Axialspiel gleich.

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#26 Beitrag von willem » 2016-12-06 17:22:23

Ich würde hier ein paar Bilder von zusammengeschraubte KW Posten, habe ich aber im Moment nicht griffbereit. Ich glaube nicht das sich da ein Sektion verdreht hat. Die sind nur einstellbar zum auswuchten/ausrichten, aber nicht wirklich drehbar (außer in große stufen). Dabei muss dann auch die gegenseitige Zylinder Problemen haben.

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#27 Beitrag von Lucky cd » 2016-12-06 17:40:05

Kann also im Prinzip nur sein, das der Zylinder nicht richtig eingestellt war bzw. da etwas falsch geschraubt wurde.

Fresser durch kurzfristig zu wenig Öl?
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Re:

#28 Beitrag von roter brummer » 2016-12-06 17:50:58

felix hat geschrieben: Ein zu langes Lager muss auf die Drehbank...
Einen Übermotivierten an der Dehbank hast du ausgeschlossen, nehme ich an? Auch einfach, weil es zu banal ist um wahr zu sein...
Es ist nichts erkennbar, dass an irgendeiner Stelle mal plangeschliffen wurde?
An ein sich längendes Pleuel glaube ich eher nicht. An eine falsche Montage eines Pleuels ("Wir stellen das Spiel ein, indem wir hier nochmal ne dünne Halbschale mit bei legen") eigentlich erstrecht nicht...

Schlicht falsche Montage? Der Zylinder war noch nicht ganz an seiner Stelle, als das Kopfspiel eingestellt wurde und hat sich anschließend gesetzt?

Stichwort Kurbelwelle: Zwar läuft jede Kröpfung für die jeweiligen zwei Zylinder zwischen je zwei Wälzlagern, ein Winkelversatz würde sich also nicht auf den Hub auswirken.
Aber wie werden diese einzelnen verschraubte Teile der Kurbelwelle zueinander zentriert? Kann hier eine Kröpfung aus der Mitte laufen? Wenn dem so wäre müsstest du ja auf dem gegenüberliegenden Zylinder auf dem gleichen Lagerzapfen Effekt erkennen können bzw. man müsse ja meinen, dass bei identisch langen Zylindern und korrekter Einstellung am gegenüberliegenden Zylinder hier deutlich mehr unterliegt als bei dem Rest?

Gruß
Daniel

PS: Auch, wenn dir danach gerade wahrscheinlich nicht zumute ist, gibts noch Infos zu dem Auto?
PPS: Schei... Tastatur. Verschluckt ständig Buchstaben...

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#29 Beitrag von Veit M » 2016-12-06 17:56:50

Hi, hat evtl. jemand mal einen zu langen zylinder etwas abgedreht und war da etwas "großzügig".
Miß doch mal die Zylinderhöhen im Vergleich. Evtl. reicht es ja ein Spaltmaß über die Nachbarzylinder aufzulegen.

Wenn die notwendige Distanzscheibe vor dem Einlegen geteilt wurde um sie leichter einbauen zu können ohne alles abzubauen dann kann das auch eine Ursache sein. Evtl. wurde auch eine zu viel weggenommen beim Zusammenbau und dann wegen "Zeitmangel" (Faulheit) so belassen.
Bei Volkseigentum gehörte doch alles jedem und dann konnte sich ja auch ein anderer (später) kümmern. :ninja:

Ciao

Veit

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Re: Kolben schlägt an Zylinderkopf Tatra 815 Turbo

#30 Beitrag von Sahara » 2016-12-06 18:01:40

Hallo Felix, wenn der Motor eine Überhitzung hatte würde ich die Ursache dort vermuten. Bei mir kämme ein neuer Kolben und Zylinder rein, das Spaltmaß eingestellt, fertig. Ein Blick vorher noch auf die Auflagefläche vom Kurbelgehäuse, Du sagst die Kopfschrauben waren nicht sehr fest. Das die Ventile langsamer sind wie der Kolben kommt schon mal vor, viele Motoren haben Ventilabdrücke auf den Kolben. Die Düse sollte man beim Tatra schon prüfen, das geht einfach. Ganz oft verdünnt da auch der Diesel das Öl, das mögen die Zylinder/Kolben auch nicht so.

Achim

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