Turbodiy

[Pete]

Hallo Leute,
möchte euch hier das Turbo-Umbau-Projekt meines Bj42 vorstellen.
Basisfahrzeug ist das hier http://forum.buschtaxi.org/der-nachste-bitte-t21742.html?hilit=%20der%20n%C3%A4chste%20bitte
Es handelt sich um ein 82er Baujahr mit 3B-Motor und nachgerüstetem 5-Gang Getriebe, km-Stand ca 250tsd.
Da ich auf kräftigen Durchzug bei möglichst niedrigen Drehzahlen stehe, soll der Lader möglichst früh Druck aufbauen, also ein kleines Exemplar soll es sein.
Den Plan ein Vtg Modell zu verwenden habe ich wieder verworfen. Wäre zwar interessant gewesen die Steuerung zu realisieren, ist aber wahrscheinlich für so eine alte Karre etwas unpassend...
Apros Steuerung - damit habe ich angefangen. Klingt vielleicht sonderbar, weil man die für einen Turbo nötigen/sinnvollen Anzeigeinstrumente überall kaufen kann - habe da aber eine andere Idee.
Finde zwar ein Flugzeug Cockpit durchaus interessant, aber nicht im BJ. Um möglichst wenig zu verändern, soll lediglich eine Kontrolllampe anzeigen wenn EGT oder Ladedruck zu hoch werden.
Bei Bedarf möchte ich ein Display anschließen können um alles im Detail zu sehen.
Außerdem könnte so ein Microcontroller bei Bedarf auch rechts elegant eine Ladedruckanreicherung steuern...

der erste Experimental-Aufbau

erster Fahrversuch

Die Dehzahl wird über einen Hall-Sensor ermittelt - habe dazu einen kleinen Neodym-Magneten an die KW-Riemenscheibe gekebt. Ladedruck ist mangels Turbo noch Null, Temperatur zeigt 2048 an, weil der Sensor nicht angeschlossen ist (der kommt in den ebenfalls noch nicht vorhandenen Krümmer vor die Turbine)

gr.
Peter

[Pete]

...Fortsetzung: Auswahl des Turbo:
Wäre im Prinzip ziemlich einfach - wenn die Hersteller die wichtigsten Daten veröffentlichen würden.
Habe tagelang im Web recherchiert, um festzustellen, dass eigentlich nur Garrett neben seinen OEM-Modellen eine dokumentierte Reihe von - Nachrüst- bzw Tuningladern anbietet, für die man Daten und Diagramme bekommt.
Dazu gibt's auf deren Homepage viel Interessantes zu lesen und ein Auslegungsprogramm zum Download, was mit etwas Glück schlüssige Ergebnisse liefert.
Die anderen Hersteller haben zwar möglicherweise interessante Produkte, aber so ganz ohne verlässliche Daten echt schwierig zu entscheiden.
Auch wenn das Budget begrenzt ist, kann ich mich nicht so recht mit einem Teil vom Schrotti anfreunden, in der Gesamtsumme ist der Turbo zwar ein erheblicher Posten, aber eine rostige 80er Jahre Konstruktion in unklarem Zustand baue ich nicht ein.
Letztlich ist mir dann ein Garret über den Weg gelaufen, neu für ca 350€.
Der wird in allen möglichen Kleintransportern verwendet, ein 2.8L mit knapp 90kw von Iveco:

gr.
Peter

[Pete]

...einen noch:
Die einfachste Variante für den Krümmer ist sicherlich, das 13bt Teil zu kaufen und einen Flansch-zu-Flansch Adapter für den jeweiligen Turbo anzufertigen.
Habe mich für einen Eigenbau entschieden, vereinfachte Version, mal sehen ob das was wird...
Das Ding besteht aus 3 Flanschen, einem ca 400mm langen U-Profil aus 3mm Blech und einem Stückchen Rohr D=40mm.
Die Flansche sind vom Laserservice, erstaunlich günstig muss ich sagen. Dummerweise wollen die aber ein DXF File, was man mit etwas Mühe mit irgendeinem CAD Programm, am besten anhand der Dichtungen erstellen kann.
Das hier habe ich von zuschnitte.com bekommen:

der Auspuff soll aus VA hergestellt werden, daher ist der Turbinenausgang in 10mm VA, die Krünmerflansche sind 12mm Schwarzstahl.
Hier die restlichen Teile, die Enden des U-Profiles habe ich schon zugeschweisst, um wenigstens klein wenig strömungsgünstig zu bauen hat der Stutzen vor dem Turbineneingang eine oval zulaufende Form bekommen:

und hier das ganze zusammengeschweißt:

[Pete]

Hier sind alle Teile vor dem Zusammenbau in der Übersicht:

Links sind nochmal die Laserteile zu sehen, darüber 3 Silikonbögen 48mm für die Ansaug/Ladeluftleitungen, (die werden noch durch ein Stückchen 2" Auspuffrohr ergänzt)
Die Teile in der oberen Hälfte sollen einmal den Auspuff ergeben, 2,5" VA: 1m gerades Rohr, 3x 45°, 2x90° Bögen, ein 100mm Flexstück, der Topf und ein Verbindungsflansch.
In der Mitte die Teile für die Ölversorgung: der Rücklauf beginnt oben mit einem Turbo-spezifischen Flansch, dann ein Stück Rohr vom lokalen Hydraulikshop um aus der Hitzezone zwischen Turbine und Kompressor nach unten zu kommen, am Ende fehlt noch die Verbindung zurück zum Motor (deren genaue Form und Länge erst nach dem Einbau feststeht)
Rechts daneben die Zulaufleitung, bestehend wieder aus einem Rohr für den Bereich größter Hitze, die dann in eine Stahlflexleitung übergeht.
Ach ja, die Druckleitung wird am 3B unterhalb der Lichtmaschinenkonsole angeschlossen. Im Block verläuft ungefähr auf Höhe des Ölfilters der Länge nach ein Ölkanal mit mehreren Anzapfungen, einige davon sind belegt durch Öldruckschalter etc, aber unterhalb der Lichmaschinenkonsole gibt's noch eine freie Bohrung, G1/8 Gewinde.
Den Rücklauf habe ich vor, mit einem Einschraubadapter in die Abdeckung der Stößelstangen zu bringen.
Weiter sind auf dem Bild noch ein Dichtungsset für den Turbo zu sehen, ein K-TypeTemperatursensor nebst Einschweißgewinde, ein Sack voller Schellen und ein paar Meter Benzinschlauch 5mm mit T_Stück für den Drucksensor (kommt in den Innenraum)
Also - jetzt kann's eigentlich losgehen...

[Pete]

was mir noch einfällt, wichtiger Aspekt zur Auswahl des Laders: bei dem Garrett (s.o) lassen sich Turbine und Kompressor praktisch frei gegen das Lagergehäuse verdrehen. Einerseits soll die Öldurchlaufrichtung möglichst senkrecht verlaufen (ich meine irgendwo gelesen zu haben, dass max 30° Abweichung zulässig sind,) besser genau senkrecht damit das Öl frei ablaufen kann, außerdem spart man evtl Bögen für die Abgas/Luftführung, wenn sich Turbine & Kompressor frei drehen lassen. Im Kompressorgehäuse sind sogar ringsrum Gewinde vorhanden, um die Druckdose der Wastegate-Ansteuerung in verschiedenen Positionen zu befestigen - womit deren Betätigungsstange unverändern bleiben kann.
Erstaunlich flexibel, wie gemacht für eine Eigenkonstruktion das Dingens, wenn man bedenkt dass es sich um ein OEM Teil handelt.
So, gehe dann mal in die Garage, damit ich bald Live-Daten liefern kann.
Habe übrigens zwecks Dokumentation des Ergebnisses gleich noch einen Datenlogger in meinen Controller integriert und bereits eine Pre-Turbo Messreihe aufgezeichnet.

PS
...konstruktive Kommentare und Fragen sind gerne willkommen, aber bitte kein Haßthema wie beim letzten Turbothread draus machen.

[GooSe_1977]

Ich bin gespannt auf den Einbau selbst - und was nachher dabei so rauskommt. Hast du vorher mal die Leistung messen lassen ?

Nur weil ich letzte Woche selber beim TÜV gefragt hab - und zumindest diese Niederlassung ohne Gutachten nicht machen kann ... wie machst du das ?

[flashman]

Wieso hast Du den VTG Lader wieder verworfen, wenn Du schon das Know How einer Mikroprozessor-Steuerung besitzt? Ein VTG Lader ist eine Wastegate-Lader immer überlegen und auch für Umrüstungen die erste Wahl. Denn Du hättest die Möglichkeit, den Motor programmiert besser zu schonen, nämlich über variablen Ladedruck in Abhängigkeit von der Drehzahl. Ich gebe allerdings zu, dass die mathematische Grundlage für die Steuerung eines VTG System doch einige Zeit in Anspruch nehmen kann, da wir hier von einem schwingenden System sprechen. dennoch - ich hab die Herausforderung angenommen und war erfolgreich. Jetzt könnte ich das System verkaufen, aber mir fehlt die Zeit.

Um den richtigen Lader zu ermitteln, lege ich Dir folgendes Tool ans Herz: http://www.squirrelpf.com/turbocalc/index.php
Diese Maps zu lesen und zu interpretieren, ist eigentlich relativ einfach. Da sind keine VTG Lader drin, aber die Bereiche bleiben nach "hinten" hin identisch.

Noch ein Tipp: Nimm mehr als einen Magneten an der Scheibe, sonst hast Du für die Drehzahlberechnung einen doch großen Messzeitraum und für eine schnelle Reaktion des Systems, ist das nicht optimal.

Meine Cockpitanzeige:


VNT = Variable Nozzle Turbine Pressure - Also der Ladedruck.
Das System hat noch mehr gesteuert und gemessen. Ich hab quasi meinem alten Diesel ne ECU spendiert.
Die VNT Steuerungslogik trägt den Namen "VARL" - Variable Actuator Range Logic und basiert auf u.a. Pre-Estimation von Volumenströmen und einem mathematischen Algorithmus, der Veränderungsdeltas in Steuerzeiten für die Unterdruck-PWM-Taktung umsetzt. Dazu ein Cutline-Logik für Extremas und eine Map für Druck-zu-Drehzahl. (Untenrum hoher Ladedruck, obenrum abnehmend zum Motorschutz). Ebenso programmierbare Überschwinger bei Schaltvorgängen, für mehr Agilität.

LG,
Andreas

[Colt]

Cooles Projekt!

[Pete]

@Bastian
Nein, habe keine Leistungsmessung gemacht.
Um die Veränderung zu dokumentieren hab ich im Controller eine Datenlogger-funktion eingebaut, die Messdaten werden alle paarhunder Millisekunden auf SD-Card geschrieben.
Damit habe ich vor dem Umbau eine kleine Messfahrt gemacht. Bin selber sehr gespannt die Daten im Vergleich zu sehen...

@Andreas
Maximalen Respekt vor dem was du da gemacht hat.
Habe von dem Vtg-Thema einerseits Abstand genommen, weil die ganze Sensorik und Controller Gedöns irgendwie nicht zum Charakter des Autos passen, das was ich da habe dient nur zur Kontrolle und ist nicht für die Vitalfunktionen erforderlich. Außerdem ist das hier Freizeitbeschäftigung, da will ich nicht zu viel Zeit am PC verbringen.

[Steffen]

Hi Zusammen !

Klasse Projekt ,Hut ab wie Du das angehst .Hab auch schon öfter darüber nachgedacht .
Aber wieder verworfen ,nach den Problemen die ich beim Hilux mit nachgerüstetem Turbo hatte .
( Mir hat es die Kolben zerlegt nach 80 tkm ). Hoffe bei Dir hält das länger.

Grüße Steffen

[Pete]

So, mal ausprobieren ob das ganze Zeug auch zusammenpasst.
Habe Krümmer & Lader erstmal provisorisch angebaut, um die Maße für die Hydraulikleitungen zu ermitteln.
Insbesondere der Rücklauf ist mit seinem Durchmesser doch schon ziemlich störrisch, daher sollte die Länge einigermaßen passen.

Damit mein "Kasten-made" Krümmer nicht so sehr ins Auge sticht, soll der (leicht angepasste) Original-Hitzeschutz wieder draufkommen. Dazu hab ich einfach drei 8x30er Schrauben draufgeschweisst.
Außerdem muss ja die Kühlwasserleitung, die am Ventildeckel entlangläuft, irgendwie wieder befestigt werden.
Als nächstes kam das Hosenrohr dran.
Hier nochmal ein Foto auf dem der Turboflansch zu sehen ist:

Dummerweise münden Turbinenausgang und Wastegate gemeinsam ein eine ovale Form, das könnte man sich für eine Eigenkonstruktion einfacher vorstellen. Am Iveco-Motor wird hier ein kurzer Gusskrümmer angeflanscht, der in einem runden 3-Ohrenflansch endet - leider ist der Turbo dort andersrum eingebaut, womit das Iveco-Teil für meine Zwecke ungeeignet ist, da der Ausgang in die völlig falsch Richtung zeigen würde.
Habe daher in dem gelaserten Flansch eine ovale Öffnung vorgesehen, um dort direkt einen engen 90° Bogen, den ich an einem Ende plattgedrückt habe, anzuschweissen.
Davon zeig' ich euch aber kein Foto, die Schweißnaht sieht zu grausam aus
Der Platz in Richtung Spritzwand ist zwar ausreichend, aber wegen dem dort verlaufenden Kühlwasserleitungen und dem LM-Regler ist wahrscheinlich jeder mm Abstand von Vorteil.
Nach dem 90° Bogen kommt ein kurzes gerades Stück, welches in einen weiten 45° Bogen übergeht, welcher sich mit etwas Geduld an dem Haltebügel, der von der Getriebeglocke kommt, anschmiegen lässt.
Im Bild unten ist dort eine kleine Schlauchschelle zu sehen, da kommt natürlich noch was stabileres dran.
Für die Anpassung war es sehr hilfreich, dass der 45° Bogen ein geweitetes Ende hat, womit sich Abstand und Drehung leicht justieren lassen - siehe nächstes Foto.

[flashman]

Ich bin sehr neugierig, wie sich der "Kastenkrümmer" macht. Auch mit dem Hintergrund, dass normalerweise der Krümmer ja mit kurzen Rohrstücken die Auslasskanäle noch einmal voneinander trennt. Diese Idee bei Dir finde ich aber grandios und bin auf Erfahrungen gespannt.

Und auch einen doppelten Daumen hoch fürs eigene Datalogging

[Pete]

mit den genauen Maßen konnte ich nun nochmal zum Hydraulikspezialisten fahren, um die Leitungen endgültig machen zu lassen. War dafür bei Axt in H - übrigens eine super Werkstatt - sofort zum Mitnehmen und zu günstigen Preisen.
Bevor ich den Lader endgültig montieren konnte, wollte ich nochmal checken, ob aus der Ölquelle, die ich da am Motorblock angebohrt habe (natürlich ist die Bohrung schon vorhanden, s.o. ), wirklich ausreichend Öl ankommt, außerdem sollte die Leitung schon mal entlüftet werden, damit's dann später gleich auf die Bahn gehen kann

hier die der Öl-Vorlauf mit dem G1/8" Anschluss senkrecht von oben gesehen

hat ungefähr 30 s mit Anlasser orgeln gedauert, bis endlich Öl kam, dafür dann aber ein fetter Strahl.
Nun konnte der Lader endlich Platz nehmen.
Gegenüber dem ursprünglichen Plan, den Öl-Rücklauf an der Nockenwellen-Abdeckung anzudocken, bin ich wieder abgekommen:
Hab's mir einfacher gemacht: Rücklauf der Unterdruckpumpe, hoffe der ist groß genug, um den Turborücklauf auch zu schlucken.
Sollte so funktionieren, Bedenken sind - wie ich gelesen habe - daß durch Lager-Undichtigkeiten des Turbo auch Gase mit abgeführt werden müssen, steht ja schließlich alles unter Druck...
So genügt aber eine entsprechende Leitung und eine verlängerte Hohlschraube, und ich spare mir, diese Abdeckung an- und abzubauen und einen Stutzen rein zu machen.
Das wär's für heute, hier nochmal ein Foto mit noch nicht ganz angeschlossenen Ölleitungen.

[Steffen]

Hi zusammen,

Sieht richtig Super aus was Du da baust.
Jetzt muß er nur noch vernünftig laufen.

Bin gespannt auf die ersten Huster .
Wirst Du fertig bis zum BTT ?
Kommst Du damit ,wenn es klappt .
Gruß Steffen

[peter_rookie]

Ich bin sehr neugierig, wie sich der "Kastenkrümmer" macht. Auch mit dem Hintergrund, dass normalerweise der Krümmer ja mit kurzen Rohrstücken die Auslasskanäle noch einmal voneinander trennt. Diese Idee bei Dir finde ich aber grandios und bin auf Erfahrungen gespannt.

Und auch einen doppelten Daumen hoch fürs eigene Datalogging

Ich bin auch gespannt wie das ohne Trennung der Auslaesse gehen wird. Tolle Konstruktion

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