Also wo fange ich an und wo höre ich auf.
Wenn es zu einem konkreten Unterthema.
Vorab, ich kann nur immer wieder mit dem Kopf schütteln, wie stark sich die Erbsenzähler einmischen durften.
Das Thema Zahnriemen im Ölbad ist nichts neues, schon gar nicht bei Ford, aber etwas neues lässt sich ja immer besser verkaufen. Beim DLD418 oder besser bekannt als 1.8TDCi wurde bereits 2007 ein Zahnriemen im Ölbad eingeführt. Merkwürdigerweise bieten die Briten Rückrüstsätze auf die Steuerkette an, die bis 2007 verbaut war. Dennoch läuft das Konzept auch ohne ,,Spezialöl'' ganz gut.
2009 folgte der EA189 oder besser bekannt als 1.6TDi mit einem Ölpumpenzahnriemen. Es gibt mitterweile mehr Motoren mit dem Konzept und das funktioniert sehr gut, wieder ohne ganz besonderes ,,Spezialöl''.
Warum ist das so? Das verteilt sich auf zwei Faktoren.
Das ist schwer das greifbar darzustellen. Das Heck am Fahrzeug ist im Winter eher stärker verschmutzt als die Front und bei Regen ist die Front erheblich schneller sauber als das Heck. Vorallem wenn die Straße nicht richtig nass ist(!) .
Das gleiche passiert nun beim oberen Zahnriemen. Der durchläuft das Ölbad nicht, wie der Ölpumpenriemen, sondern läuft im Ölnebel ohne je richtig abgewaschen zu werden. Was passiert nun? Der Riemen wird nicht im frischen Öl abgewaschen, sondern unteranderem oxidierte, nitrierte und teilweise sulfatierte Verbrennungsrückstände haben auf dem Riemen nun eine höhere Konzentration und die TBN ist in dem Bereich stark herabgesetzt und das ,,alte'' Öl wird eher langsam durch ,,frisches'' Öl ersetzt. Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) verträgt Kontakt zu Öl problemlos, im Gegensatz zu einfachem Acrylnitril-butadien-Kautschuk (NBR) erheblich besser. Was HNBR jedoch so gar nicht verträgt ist Säure.
Hier kommt die TBN ins Spiel, sie beschreibt die Fähigkeit eines Öl Säuren zu neutralisieren. Dem gegenüber steht die TAN. Diese beschreibt wie sauer das Öl nun schon ist. Mit den Betriebsstunden nähern sich diese Werte immer weiter an und irgendwann kippt das Öl. Das ,,Ford-Öl'' hat nun eine, für KFZ Öle, besonders hohe Ausgangs TBN und gleichzeitig auch eine sehr niedrige TAN im Ausgangszustand. Es ist also viel Spielraum vorhanden, vorallem auf dem Steuerriemen selbst, aber auch das Ford Öl bekommt man tot. Vorallem in Richtung Ende des Intervalls. Wenn man nun ein anderes Öl nutzt, dann ist man mit kurzen Intervallen auch auf der sicheren Seite.
Nun gibt es natürlich noch ein paar weitere Faktoren die das Ganze beeinflussen.
Als man nun beim Endkunden gemerkt hat, dass es da zu Problemen kommt, hat man die Serviceölmenge pauschal um einen halben Liter erhöht, dabei jedoch den Peilstab nicht geändert. Das wäre zu teuer gewesen.... Also eine ganz tolle Idee. Ab Werk hat man jedoch weiterhin die niedrigere Menge eingefüllt....
Mehr Öl kann mehr Säuren neutralisieren und auch der Anteil an Spritzöl auf dem Riemen erhöht sich leicht.
Der Motor läuft jedoch auch unter Volllast auch mit Lambda 1 und erst nach 15-20 Minuten Dauervolllast fing die Motorsteuerung an langsam und leicht anzufetten.
Zusätzlich lief der Motor bei niedrigen Drehzahlen und hoher Last mit magerem Gemisch, denn die Direkteinspritzung ist strahlgeführt und bei niedrigen Drehzahlen konnte sonst die Zündkerze verkoken. Die war so schon stark gestresst und auf der korrekten Zündkerze sollte ein viel größeres Augenmerk gelegt werden. Bei üblichen Kolbengeschwindigkeiten erreicht der Kraftstoff die Zündkerze teilweise flüssig, kühlt diese stark ab und durch die folgende Verbrennung wird diese wieder stark erhitzt. Das ist auch der Grund, warum eben das Gemisch bei niedrigen Drehzahlen und hoher Last(!) mager war. Durch die niedrigen Kolbengeschwindigkeit hat die Verwirbelung gefehlt. Bei Teilllast sorgt die Drosselklappe für zusätzliche Verwirbelungen, bei offener Drosselklappe und nicht anliegendem Ladedruck fehlte eben die Verwirbelung. Nebeneffekt war, dass die Verbrennung für den kurzen Moment sich auch in Richtung Auslass verlagert, denn ein mageres Gemisch brennt langsamer durch und hat so gleichzeitig den Turbo schneller auf Touren gebracht. Das hat jedoch höhere NoX Werte mit sich gebracht. War jedoch so nicht im Zyklus abgebildet und lief so unter Eigenschutzmaßnahmen.
Was war nun das Problem? Das Öl hat verstärkt zur Nitration geneigt, durch das magere Gemisch und das hat das Öl zusätzlich gestresst (Die TBN sank schnell). Die hohe Auslegungstemperatur hat ihr übriges dazu beigtragen und die Oxidation nach oben getrieben und das Schichtladeverfahren hat zu hohem Partikelausstoß geführt (Der Ecoboost ist heutzutage einer der wenigen Benziner mit aktiver Regeneration des OPF) und das Öl zusätzlich verunreinigt. Partikel haben die Eigenschaft, zu kalten Oberflächen zu wandern und in dem Fall ist das die Zylinderwand und wird entsprechend vom Öl dann abgewaschen. Andererseits ist Ruß auch ein Festschmierstoff, dazu gibt es eine sehr gute Abhandlung mit dem 1.9Tdi als Versuchsobjekt.
Nun kam das Problem hinzu, dass das IB6 Getriebe unterdimensioniert war und unter gewissen Umständen konnten sogar Bruchstücke das Gehäuse durchschießen und zu Verletzungen führen. Also gab es einen vom KBA angeordneten Rückruf (Einer von vielen am Mk3 Focus) .
Man war gezwungen, den Drehmomentaufbau untenrum zu beschränken. Nun haben wir aber das magere Gemisch, dass ganz von allein zu schnellem Ladedruckaufbau führt und durch die Quantitätsregelunng können wir gar nicht anders als dem zu Folgen.
Nun besteht aber das Problem, dass bei niedrigen Drezahlen und Schichtladeverfahren eben die Verwirbelung fehlt und für einen höheren Wirkungsgrad wurde wenige ° nach der Einspritzung gleich gezündet und es wurde in den Kompressionstakt eingespritzt. Wie wurde das Problem gelöst?
Mit radikalem Kahlschlag. Das Schichtladeverfahren wurde ad acta gelegt für die allermeisten Betriebsbereiche. Es wird während des Ansaugtakt eingespritzt, damit bleibt Zeit für eine Durchmischung und es wird zum regulären Zeitpunkt gezündet und es kommt zu weniger Verkokung an der Zündkerze. Das Drehmoment baut sich damit auch langsamer und später auf. Das Grundkonzept war dafür jedoch nicht ausgelegt. Nächstes Problem, also mehr unverbrannter Kraftstoff im Auslass, den der Kat kompensieren musste und oh Wunder, seitdem ließt man häufiger von verschlissenen Katalysatoren am 1.0 Ecoboost . Am Ende verbraucht der Motor nun mehr, zieht untenrum nicht mehr so gut und verschleißt seine Katalysatoren schneller, dafür läuft der Zahnriemen stabiler.
Dennoch nicht zufriedenstellend. Also wieder Kahlschlag, bei der Umstellung von 1.0 Fox auf 1.0 Dragon (2. Generation 1.0 Ecoboost) wieder auf Steuerkette umgestellt und eine kombinierte Direkt-/Saugrohreinspritzung eingebaut. Genauso hat der Motor nach langer Durststrecke bei Ford endlich wieder Hydrostößel. Dafür ging man mit der Innovation wieder weiter und hat den ersten Motor mit unrunder Zylinderzahl und Zylinderabschaltung in Serie auf den Markt gebracht.
So, ich hoffe das ist nicht zu kompliziert und ich habe versucht mich kurzzufassen. Sollten noch Fragen bezüglich Einzelheiten bestehen, wieso weshalb warum, dann beantworte ich die gerne im Rahmen meiner Möglichkeiten. Ziel war es erstmal das Problem greifbar darzustellen.
