Moin!
Nachdem ich hier mit meinem Öldruck-Dingsda anscheinend erfolgreich zur allgemeinen Verunsicherung beigetragen habe und von anderer Seite offenbar kein Beitrag mehr kommt, liegt es wohl bei mir, die Dinge mal so darzustellen, wie ich sie mir vorstelle. Falls jemand Fehler findet, möge er mich bitte korrigieren. Es ist mir übrigens nicht gelungen, irgendwo ein Skizze vom Ölkreislauf des Typ4-Motors zu finden. Das weiter unten abgebildete Schema entspricht dem Kreislauf des Typ1-Motors, bzw. meinem Kenntnisstand davon.
Vorab: Eine Ölpumpe - in unserem Fall ist das eine normale Zahnradpumpe - liefert zunächst mal nur einen Volumenstrom. Öldruck entsteht erst durch die Fließwiderstände auf der Druckseite. Das klingt zunächst mal banal, wird aber später noch wichtig. Um abzuschätzen, was in langen Ölleitungen passiert, gucken wir doch am besten mal auf so richtig lange Ölleitungen. Die finden wir z.B. zwischen Sibirien und Mitteleuropa und sie haben so etwa 1,20m Durchmesser. Da steht nicht am Anfang nur eine Pumpe und dann fließt's bis zum Ende, sondern es sind Pumpstationen im Abstand von etwa 100km dazwischen geschaltet, weil der Druck eben um so weiter absinkt, je weiter man sich von der Pumpe entfernt. Dem wird meist sogar mit fallenden Wandstärken Rechnung getragen, um Kosten zu sparen. Allerdings kann man die Plörre, die da drin transportiert wird, auch nicht mit unserem Motoröl vergleichen. Diese Druckverluste entstehen durch die Reibung innerhalb der Flüssigkeit selbst und an der Rohrwand.
Die Fließgeschwindigkeit in Ölpipelines beträgt übrigens etwa 5km/h, also etwa Fußgängertempo. Im Motorenbau hat man im Laufe der Entwicklung die Fließgeschwindigkeiten bzw. die Umwälzraten immer weiter erhöht. Vom VW kenne ich keine Zahlen, beim 1000ccm BMW-Boxer fördert die Pumpe 1320 l/h bei 6000/min (bei einem Ölinhalt von 2,25 l). Das sind also 22 l/min oder 0,367 l/s. Je schneller das Öl umgewälzt wird, um so besser wird die Wärme verteilt und um so weniger Zeit hat es, um in heißen Zonen zu überhitzen.
Jetzt zum Ölkreislauf des VW-Boxers: Links sehen wir die Pumpe, die das Öl über die Saugglocke aus dem Sieb ansaugt. Von dort aus geht ein Stichkanal zum Öldruckschalter und der Hauptkanal führt weiter zum Begrenzungsventil. Bei kaltem Motor = hohem Öldruck wird dieses Ventil überblasen und es geht direkt weiter in einen Kanal, von dem aus die Kurbel- und Nockenwellenlager und die Stößel gespeist werden. Dargestellt sind hier nur die Kurbelwellenlager. Im Kanal zum Stützlager an der Riemenscheibe (links in der Skizze) sitzt übrigens noch eine Durchflußbegrenzung, damit die drei Hauptlager mehr Öl erhalten, denn von diesen wird auch das Öl für die Pleuellager in die Kurbelwelle eingespeist. Das ist übrigens der einzige Grund, weshalb man einen nennenswerten Öldruck benötigt. Oft existieren da irrige Annahmen, man würde mittels Öldruck die Lager "aufblasen" und so die Kurbelwelle von der Lagerschale abheben. Richtig ist, daß sich die drehende Welle aufgrund hydrodynamischer Effekte ihr Öl "selbst holt" und damit bei richtiger Dimensionierung des Lagerspaltes hydrodynamische Drücke von über 100bar erzeugt. Dieser Druck herrscht aber nur in diesem engen Lagerspalt, fällt zum Rand hin ab und bricht sofort zusammen, wenn die Speisebohrung für die Pleuellager "vorbeikommt". Um das Öl gegen die Fliehkraft in die Kurbelwelle hinein und zu den Pleuellagern zu befördern, dazu braucht es den Druck von außen - und zwar um so mehr, je höher die Drehzahl und je größer der Lagerzapfendurchmesser ist. Viele Sportmotoren (z.B. Porsche) vermeiden dies dadurch, daß sie das Öl zentral in die Kurbelwelle einspeisen.
Edit aps: Bild ein bißchen verkleinert, da etwas zu breit fürs Forum. Originallink aber belassen:
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http://usera.imagecave.com/freiformcadcam/vw/l.jpg[ /img ]
Am Ende des Kanals sitzt das Öldruckregelventil, das den Maximaldruck begrenzt. Das wird bei kaltem Motor mit Sicherheit überblasen und ist im realen Leben wegen der großen Ölfördermenge nie wirklich, oder höchstens bei Leerlaufdrehzahl geschlossen. Beim Typ4-Motor ist es ab Bj. '74 entfallen und durch irgendein Bohrungssystem ersetzt worden. Bei früheren Typ4 sitzt es hinten rechts oben am Gehäuse, beim Typ1-Motor an der Blockunterseite vorne beim Schwungrad.
Wenn nun bei Erwärmung des Öls der Druck absinkt, versperrt das linke Ventil den direkten Weg zu den Lagern und das Öl fließt über den Kühler. Von dort aus geht's dann zum Regelventil weiter, wo der Volumenstrom aufgeteilt wird. Ein Teil fließt zu den Lagern, der andere direkt zurück in den Sumpf.
Vielleicht tun wir gut daran, uns diese Ventile immer nur als Mengenteiler vorzustellen. Das offene linke Ventil versperrt ja nicht etwa den Weg zum Kühler, sondern bietet nur einen bequemeren direkt zu den Lagern an, der folglich dann auch bevorzugt beschritten wird. Und der Kreislauf über den Kühler kommt auch bei offenem Begrenzungsventil schon in Gang, sobald in der unteren Ölleitung ein nenneswerter Druckabfall von links nach rechts passiert, also sobald größere Ölmengen durch die Lagerspalte abfließen. Der serienmäßige Ölkreislauf ist also nicht temperatur- sondern sehr schön viskositätsgesteuert und wird bei gegebener Öltemperatur ein 20W50 anders behandeln als ein 10W40, mit dem Ziel, den Druck hoch zu halten!
Wenn man nun den originalen Ölkühler entfernt und an seine Stelle ein Thermostat setzt, an das sich ein Leitungssystem zu einem externen Kühler anschließt, dann fügt man auf dieser Strecke einen unbekannten Strömungswiderstand hinzu. Damit wird das linke Ventil später oder auch überhaupt nie schließen, weswegen evtl. der Kühlerkreislauf nicht so in Gang kommt, wie dies wünschenswert wäre. In der Folge bleibt dann die real erzielte Kühlleistung hinter den Erwartungen zurück. Der Öldruck, bzw. die Ölversorgung der Motorlager wird bei dieser Bauart jedoch kaum gefährdet, weil das Begrenzungsventil eben im Zweifel überblasen wird und den direkten Weg zu den Lagern freigibt. Dort steht ja noch der volle Öldruck an. Um trotzdem eine ausreichende Strömung durch den Kühler anzufachen, empfiehlt es sich - zumindest bei Frontölkühler am Heckmotor - , das Begrenzungsventil stärker vorzuspannen. Üblicherweise erhöht man dabei den Schaltdruck um 1 bis 1,5 bar, wobei mir unklar ist, ob dies auf Meßwerten beruht ober ob es über den Daumen gepeilt ist. Mir scheint das viel. Wer wissen will was er tut, kommt m.E. nicht drum herum, die Druckdifferenz zwischen Hin- und Rückleitung nahe beim Motor zu messen.
Und nun zu den Dingen, die ich nicht weiß und weswegen ich auch so lange mit diesem Beitrag gezögert habe.
Der Ölfilter wird beim Typ4-Motor wohl irgendwo zwischen Ölpumpe und der Verzweigung zum Kühler angeschlossen sein. Ob er vor oder hinter dem Öldruckschalter sitzt, weiß ich nicht. Aber gerade davon hängt es ab, welchen Druck man am Anschluß des Öldruckschalters messen wird bzw. ob man den Druckabfall durch den dort angeschlossenen externen Kühlkreislauf erfaßt oder nicht. M.E. wäre es vernünftig, den Schalter hinter dem Filter anzuordnen und ich gehe davon aus, daß das grundsätzlich so gemacht wird. Bei verstopftem Filter muß ja ein Warnsignal kommen.
Wenn also der Druckabfall bereits vor der Verzweigung zum Serienkühler passiert ist, dann sehe ich eigentlich keinen Sinn darin, an den Federn der Ventile herumzumanipulieren. Bei ausreichendem Fördervolumen könnte man evtl. am rechten Regelventil was erreichen, aber das ist wie gesagt bereits beim AP-Motor entfallen und außerdem traue ich den Entwicklern bei VW einfach mal zu, daß sie jedweden Öldruck dort sachgerecht verwenden. Ich würde mich deshalb darauf beschränken, durch große Leitungsquerschnitte und kurze Leitungslängen den Druckabfall gering zu halten.
Um den Bogen zum Anfang nochmal zu spannen. Die Pumpe erzeugt einen Volumenstrom und der Druck entsteht durch die Widerstände. Der Volumenstrom dürfte - egal was man da einbaut - eigentlich nicht sonderlich abnehmen, da nach der Pumpe ja nichts verloren gehen kann. An der Pumpe selbst steigen freilich die unvermeidbaren Spaltverluste. Wer den Kreislauf direkt am Pumpendeckel abgreift, sollte sich diesen Punkt auch mal überlegen. Ich erwarte da eigentlich Probleme.
Nun könnte man auf die Idee kommen, stattdessen einfach die Fördermenge zu erhöhen, indem man eine breitere Pumpe einbaut (z.B. 30mm statt 26mm breit). Damit erreicht man im günstigsten Fall, daß das Begrenzungsventil überhaupt nie mehr schließt und der Serienkühler folglich keine Kundschaft mehr haben wird. Im ungünstigsten Fall wird er jedoch platzen, weil der Druck im gesamten System zu hoch wird, da diese Fördermenge durch die Rücklaufbohrung rechts nicht mehr abfließen kann.
Am Schluß noch einen
Link zu Gene Berg, der von Zusatzkühlern offenbar überhaupt nix hält.
Aber Berg ist Amerikaner, Amerikaner haben keine Autobahn, und wir wissen, daß dort die Kühlung immer knapp wird.
Gruß,
Clemens