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Theoretische Frage zum entlüften von Hydrostößeln

Karl-Alfred Römer
  • Themenstarter
Karl-Alfred Römer's Polo 6N

Wie einige vielleicht wissen, bin ich gerade dabei einen AER Motor zu überholen. (bzw stehe noch vor der Entscheidung, ob sich das bei dem Motor noch lohnt, nachdem ich ihn jetzt komplett zerlegt habe)

Dabei grüble ich natürlich über alles mögliche nach. Aktuell geht mir die Frage im Kopf herum, wie ein Hydrostößel entlüftet werden kann.

Hier ein Bild zur Illustration:



Angenommen im Arbeitsraum befindet sich Luft, so wird sie sich im oberen Bereich befinden und langsam aber sicher bei jeder Ventilöffnung durch den Ringspalt in den Ventilstößelraum entlüften. Beim nächsten Entlastungszyklus öffnet das Kugelventil und es strömt Motoröl in den Arbeitsraum nach. Also kein Problem.

Wenn sich Luft im Vorratsraum befindet, wird es schon schwieriger. Aber auch hier wird die Luft oben und das Öl unten sein. Immer wenn Öl aus dem Ventilstößelraum in den Vorratsraum fließt, kann auf dem gleichen Weg Luft zurück entweichen.

Nun das Problem:
Angenommen es befindet sich Luft im Ventilstößelraum. Dann befindet sich die Luft im oberen Bereich und ist eingeschlossen wie die Luft in einer Taucherglocke. Nun kann man zwar durch Druck Öl in die seitliche Öffnung des Hydrostößels hineinpressen, wodurch die Luft im Ventilstößelraum zusammen gedrückt wird, aber trotzdem kann die Luft nicht entweichen.

Entweder ist der Ölkreislauf irgendwie so konstruiert, dass niemals Luft ins System kommen kann, oder ich habe den Trick, wie die Luft aus dem Ventilstößelraum heraus kommt übersehen.

Ich bin für alle 'sachdienlichen Hinweise' dankbar. Ihr könnt auch ruhig Vermutungen und Theorien los lassen. Vielleicht kommen wir so auf die Lösung.

Danke schon mal im Voraus und
vlg
Karli



Hallo!

Du musst bedenken, dass das Ventil im Motorbetrieb schnell öffnet und schließt. Der Tassenstößen wird also schnell hoch und runter bewegt. Das Öl im Vorratsraum wird so ständig durchgeschüttelt.

Durch den im Vorratsraum anstehenden Öldruck wird Luft durch den Spalt zwischen Stößelkörper und Führungshülse rausgedrückt.

Das kann natürlich im Betrieb ein paar Minuten dauern. Deshalb soll man ja auch die Stößel mit der "Betätigungsfläche" nach unten lagern, um ein Leerlaufen zu verhindern.

MfG


Karl-Alfred Römer
  • Themenstarter
Karl-Alfred Römer's Polo 6N

Danke DS-90. Das wäre ein Denkansatz. Lass mich noch mal laut nachdenken, in der Hoffnung, dass sich noch der eine oder andere einschaltet:

Auf jeden Fall wäre durch diese extreme Schüttelei das Öl und die Luft miteinander vermischt. Das stelle ich mir so vor, wie wenn man ein Glas halb voll mit Wasser macht, mit einem Deckel verschließt und dann kräftig schüttelt.
Sobald man mit dem Schütteln aufhört, entmischt sich das ganze wieder. Also Öl wieder unten und Luft oben.

Jetzt bleibt die Frage, ob und wieviel von diesem Luft-Ölgemisch vom Ventilstößelraum in den Vorratsraum kommt.

Nun kommt aber automatisch ein neues Problem: Wenn im Arbeitsraum etwas Luft enthalten ist, wird diese ja auch geschüttelt und es entsteht auch im Arbeitsraum dieses Öl-Luftgemisch. Dadurch kommt aus dem Ringspalt nicht nur eventuell vorhandene Luft heraus, sondern auch Öl. Gleichzeitig kommt immer mal wieder Öl-Luftgemisch aus dem Vorratsraum durch das Kugelventil in den Arbeitsraum. Also wird auch hier nicht wirklich entlüftet.

In meinem oben erwähnten Motor waren zwei Hydros gummiartig weich, also ließen sich relativ leicht eindrücken.
Es sind nicht zufällig der erste und dritte auf dem folgenden Film:


Zwei weitere ließen sich vielleicht einen halben bis ganzen Millimeter eindrücken. Die anderen quasi starr. (so wie es sein sollte)
Habe eben eins von den gummiweichen Hydros genommen und mit der Öffnung nach oben in Öl getaucht und immer kräftig gepumpt. Bei jedem Pumpvorgang kamen ein paar Luftbläschen aus der Öffnung. Nach vielleicht 40-50 Pumpvorgängen wurde der Hydro immer härter. Ich würde fast sagen, so hart wie die anderen Hydros, die noch in Ordnung sind.

Die Frage ist, warum diese beiden Hydros so leer waren und die anderen nicht. Dazu habe ich mir auch schon etwas überlegt. Bleiben zwei Fragen:
1. Wie kam die Luft hinein (aber das müsste zu lösen sein)
2. Wie kommt die Luft wieder raus? (an der Frage arbeiten wir ja gerade)



gelöschtes Mitglied

    jetzt mal ick als Blonder, wie wäre es denn wenn die Nocke bei den besagten Hydro`s vielleicht eingelaufen ist und die denn dadurch nicht mehr richtig zusammendrückt und dadurch wieder weniger zirkuliert? is det jetzt richtig wat ick mir so vorstelle?


    Die Luft kommt rein weil der Stößel über die Ölbohrung und den Spalt zwischen Stößelkörper und Führungshülse bei Motorstillstand Öl verliert.

    Außerdem sind bei Motorstillstand einige Ventile betätigt. Die Hydros von diesen Ventilen sind in dem Fall voll zusammengedrückt.

    Bei jeder Ventilbetätigung im Motorlauf drückt sich ein gesunder Stößel bis zu 0,1mm zusammen. Das muss auch so sein um die Längenänderung des Ventilschafts ausgleichen zu können. Das heist, ein Hydrostößel muss sich zusammendrücken lassen. Wie schnell er sich zusammendrücken lässt hängt von der Ölviskosität und dem Verschleißzustand des Stößels ab.

    Wenn im Arbeitsraum des Stößels Luft oder ein Öl-Luft-Gemisch ist, dann klappert der Hydro weil sich Luft bekanntlich verdichten lässt.

    Am Hydrostößel liegen bei gesundem Motor ca. 5 bar Öldruck an. Der Stößel wird regelrecht mit Öl gespült und die Luft und das Öl wird durch den Spalt an der Führungshülse rausgepresst. Der Vorratsraum dient nur für die ersten KW-Umdrehungen, um genügend Öl zum Ausfahren des Druckbolzens bereitzuhalten (aufgrund der betätigten Ventile bei Motorstillstand).
    Bei ausreichend Öldruck und intaktem Stößen ist also keine Luft im Hydro.
    Wenn dennoch Luft drin ist aufgrund zu geringen Öldrucks, Ölstandes, Ölaufschäumung etc. dann gelangt diese Luft zwangsläufig auch in den Arbeitraum und der Stößel klappert.

    MfG


    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Danke Rotti für deinen Beitrag. Es stimmt, dass eine der Nocke ca 0,7mm eingelaufen ist. Aber es ist nicht die Nocke, unter denen die Hydros besonders weich waren. Deshalb fällt diese Möglichkeit leider erst mal aus. Trotzdem Danke! Jede Idee ist willkommen!


    Zitat:

    Außerdem sind bei Motorstillstand einige Ventile betätigt. Die Hydros von diesen Ventilen sind in dem Fall voll zusammengedrückt.


    Sowas vermute ich auch. Hier herrscht ein hoher Druck und das vielleicht über längere Zeit. Also dürfte sich in dieser Zeit das Öl mehr oder weniger durch den Ringspalt heraus in den Ventilstößelraum drücken. Damit wäre aber noch keine Luft im System , sondern es wäre einfach nur das Öl aus dem Arbeitsraum in den Ventilstößelraum gedrückt. Wenn der Vorratsraum mit Öl gefüllt ist, dürfte sich der Arbeitsraum innerhalb weniger Umdrehungen wieder füllen. So ist es auch bei meinem aktuellen Polo, der vielleicht 2 Sekunden klackert und dann schlagartig ruhig ist.

    Zitat:
    Bei jeder Ventilbetätigung im Motorlauf drückt sich ein gesunder Stößel bis zu 0,1mm zusammen.


    Sollte eigentlich gerade nicht sein. Dafür ist ja gerade der Hydrostößel da. Dass jederzeit exakt Null Spiel vorhanden ist. Ich denke, die Hersteller streben totale Unkomprimierbarkeit an, was in der Praxis aber nicht erreichbar ist. (denke ich mir mal, aber ohne Anspruch auf absolute Wahrheit)


    Zitat:
    Das muss auch so sein um die Längenänderung des Ventilschafts ausgleichen zu können. Das heist, ein Hydrostößel muss sich zusammendrücken lassen. Wie schnell er sich zusammendrücken lässt hängt von der Ölviskosität und dem Verschleißzustand des Stößels ab.


    Ja, das wird wohl so sein, aber nicht innerhalb einer Umdrehung, sondern innerhalb von Minuten wird sich das wohl anpassen.

    Zitat:
    Wenn im Arbeitsraum des Stößels Luft oder ein Öl-Luft-Gemisch ist, dann klappert der Hydro weil sich Luft bekanntlich verdichten lässt.


    Ja, genau das ist das Problem.

    Zitat:
    Am Hydrostößel liegen bei gesundem Motor ca. 5 bar Öldruck an. Der Stößel wird regelrecht mit Öl gespült und die Luft und das Öl wird durch den Spalt an der Führungshülse rausgepresst.


    Ja gut, wenn Luft zwischen Hydrostößel und der Führungshülse vorhanden ist, wird diese Luft nach oben hin herausgepresst. Aber wenn sie erst mal im Hydro drin ist? Dann wird sie mit steigendem Öldruck komprimiert und mit fallendem Öldruck wieder dekomprimiert, aber sie bleibt erst mal im System. (denke ich mir zumindest)

    Zitat:
    Der Vorratsraum dient nur für die ersten KW-Umdrehungen, um genügend Öl zum Ausfahren des Druckbolzens bereitzuhalten (aufgrund der betätigten Ventile bei Motorstillstand).


    Ja. Obwohl ja bei jeder Umdrehung beim herunterdrücken der Nocke ein hoher Druck im Arbeitsraum vorhanden ist, wo dass auch im normalen Betrieb immer Öl und eventuelle Luft aus dem Arbeitsraum in den Ventilstößelraum gedrückt wird, die dann aus dem Vorratsraum nachgeführt werden muss.


    Zitat:
    Bei ausreichend Öldruck und intaktem Stößen ist also keine Luft im Hydro.
    Wenn dennoch Luft drin ist aufgrund zu geringen Öldrucks, Ölstandes, Ölaufschäumung etc. dann gelangt diese Luft zwangsläufig auch in den Arbeitraum und der Stößel klappert.


    Wenn es nicht so viel Arbeit wäre, würde ich jetzt am liebsten einen nagelneuen VW-Hydro kaufen, das Öl bewusst rauslaufen lassen und diesen leeren, bzw Luftgefüllten Hydro einbauen und schauen, ob er sich selbst entlüftet und falls ja, wie lange das dauert. Ich habe irgendwie die Vermutung, dass er sich nie entlüftet und dass ein Automechaniker diesen Hydro dann als defekt feststellen würde. (wie immer ohne Anspruch auf Wahrheit - nur eine starke Vermutung)
    Dieses Hydro könnte man dann ausbauen, mit Öl füllen und wieder einbauen. Könnte mir vorstellen, dass er dann wieder ganz normal läuft.


    Hallo karli,
    Durch den hohen Öldruck und das zusammen stauchen entweicht die Luft. Zwar nicht von ein mal, aber ein paar mal Reichen um die Luft raus zu drücken.
    Habe mal ne zkd an nen Opel gemacht, aufgrund der Kipphebel musste ich die hydros entleeren. Waren also komplett gefüllt mit Luft. Er klapperte natürlich im Leerlauf (geringer Öldruck) aber nen Moment die Drehzahl erhöht und schon war er still Mfg


    Die Stößel drücken sich auf jeden Fall bis zu 0,1mm zusammen (laut VW SSP 63). Noch schlimmer als zu großes Ventilspiel ist zu wenig Ventilspiel. Folge: Das Ventil schließt nicht mehr und kann die Wärme nicht an den Ventilsitz abgeben --> das Ventil brennt weg. Eine Längenänderung tritt beim Beschleunigen innerhalb weniger Sekunden auf. Der Ringspalt muss also ein definiertes Maß haben, damit der Arbeitsraum nicht zu dicht ist.
    Der Ventilspielausgleich findet somit nach jeder Betätigung erneut statt.


    Und zum Entlüften: Wie gesagt das Öl und die Luft wird im Stößel "geschüttelt". Durch den Öldruck wird die Luft verdichtet. Kommt Luft in die Nähe des Spaltes der Führungshülse, dann entweicht sie sofort aufgrund ihrer niedrigen "Viskosität". Luft kann viel einfacher durch einen Spalt entweichen als Öl.
    Das muss man sich wie beim Bremse entlüften vorstellen: Bremssystem steht unter Druck , man dreht die Entlüfterschraube auf und dann kommt erstmal nur viel Luft und dann hämmert die Bremsflüssigkeit regelrecht gegen das Entlüfterventil.
    Das die Luft nach oben steigt ist bei dem sich bewegenden Hydrostößel zu vernachlässigen.

    MfG


    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Ou, das ist ein super Erfahrungsbericht Rocco!
    Das erspart mir den Versuch. Man kann also definitiv sagen, dass vorhandene Luft tatsächlich innerhalb kurzer Zeit entweichen kann. Fettes Dank für deinen Beitrag!



    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Zitat:

    Die Stößel drücken sich auf jeden Fall bis zu 0,1mm zusammen (laut VW SSP 63).


    Danke für den Hinweis auf die VW-SSP 63. Damit ist das schon mal bewiesen. Fragt sich nur, ob das gewollt ist.

    Zitat:
    Noch schlimmer als zu großes Ventilspiel ist zu wenig Ventilspiel. Folge: Das Ventil schließt nicht mehr und kann die Wärme nicht an den Ventilsitz abgeben --> das Ventil brennt weg.


    Ja stimmt. Das soll ja auch vorkommen, wenn der Öldruck wesentlich zu hoch ist.

    Zitat:
    Eine Längenänderung tritt beim Beschleunigen innerhalb weniger Sekunden auf. Der Ringspalt muss also ein definiertes Maß haben, damit der Arbeitsraum nicht zu dicht ist.
    Der Ventilspielausgleich findet somit nach jeder Betätigung erneut statt.


    Ja. Wenige Sekunden kann auch sein. Dann aber nur in Nachkommastellen von Millimetern. Aber in wenigen Sekunden kann man schon mehrere hundert Umdrehungen machen. Wollte nur sagen, dass sich das Spiel nicht bei jeder Umdrehung neu einstellt. Nur halt so schnell, wie sich das Spiel in der Praxis auch ändern kann. Wobei mir nicht bewusst war, dass das eine Sache von Sekunden wäre. Hätte jetzt wirklich gedacht, dass das eher eine Sache von Minuten wäre.


    Zitat:
    Und zum Entlüften: Wie gesagt das Öl und die Luft wird im Stößel "geschüttelt". Durch den Öldruck wird die Luft verdichtet. Kommt Luft in die Nähe des Spaltes der Führungshülse, dann entweicht sie sofort aufgrund ihrer niedrigen "Viskosität". Luft kann viel einfacher durch einen Spalt entweichen als Öl.


    Hm. Verstehe ich immer noch nicht so richtig. Ich lasse das alles hier mal paar Tage in meinem Gehirn sacken.

    Zitat:
    Das muss man sich wie beim Bremse entlüften vorstellen: Bremssystem steht unter Druck , man dreht die Entlüfterschraube auf und dann kommt erstmal nur viel Luft und dann hämmert die Bremsflüssigkeit regelrecht gegen das Entlüfterventil.


    Beim Bremsen entlüften ist mir das vollkommen klar. Die Entlüftungsöffnung ist ganz oben, genau da wo auch die Luft ist. Bremflüssigkeit füllt sich von unten nach oben hin auf. Sobald die Bremsflüssigkeit oben ankommt, ist sämtliche Luft aus dem System heraus.

    Zitat:
    Das die Luft nach oben steigt ist bei dem sich bewegenden Hydrostößel zu vernachlässigen.


    Wie schon gesagt, so richtig kann ich mir das immer noch nicht vorstellen. :(


    Das die Ventile bei zu hohem Öldruck offen bleiben stimmt. Hab ich schon mal erlebt. Allerdings brennen sie in dem Fall nicht weg, der Motor geht nach kurzem Laufenlassen einfach aus und springt erst nach einiger Zeit wieder an. Da denkste im ersten Moment du bist bei versteckte Kamera. Ursache ist meist ein hängendes oder falsch eingestelltes, falsch eingebautes Überdruckventil.

    MfG


    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Ich glaube ich habe die Lösung für das entlüften. Nehmen wir an das Hydro wäre voller Luft. Beim Motorstart wird nun der Öldruck aufgebaut. Abhängig von der Ölviskosität und Temperatur und Drehzahl und vom Zustand des Überdruckventils und Undichtigkeiten der Ölpumpe und Lager bis zu 5 Bar. Durch diesen hohen Druck wird die Luft im Hydro auf 20% ihres Volumens zusammengepresst. Das Hydro befüllt sich dabei mit bis zu 80% Motoröl. Das wird kräftig geschüttelt und durchmischt. Wenn man jetzt den Öldruck reduziert z. B durch Drehzahlreduzierung wird auch die Luft im Hydro dekomprimiert. Nun wird aber nicht nur reines Öl aus dem Hydro zurück in den ZK gedrückt sondern durch die Durchmischung auch eine gute Portion Luft. Nach dieser Prozedur befindet sich nicht mehr 100 % Luft im Hydro sondern vielleicht 20% Öl. Bei jeder Erhöhung des Öldruckes z.B beim Gasgeben läuft die gleiche Prozedur ab und der Anteil des Öles im Hydro erhöht sich etwas bis irgendwann nach mehreren solche Öldruckwechsel nur noch Öl im Hydro ist.

    Bleibt nur noch die Frags warum bei manchen Autos immer wieder Luft ins Hydro kommt. Es kann kein systematisches Problem sein sonst hätten das ja alle Motoren. Entweder haben die Hydros wirklich einen Schaden oder am Motor stimmt was nicht. Mein liebster Verdächtiger ist jetzt das Ölrücklaufsperrventil. Ist das defekt oder undicht, so läuft Öl aus den Ölkanälen zurück in den Ölsumpf. Dann wird Luft nachgesaugt die dann beim Motorstart zum Teil in die von den Nocken im Stand komprimierten Hydros gepresst wird.

    Ob es wurklich genau so ist weiß ich nicht aber es ist zumindest durchgängig plausibel.

    Habe eben nach der Entwicklung meiner Theorie gezielt nach Hydro und wechselnden Drehzahlen gegoogelt und ein Pdf vom Nockenwellenhersteller Campro gefunden, indem zur Entlüftung die Prozedur Drehzahländerungen vorgeschlagen wird. Link folgt später weil ich das hier auf meinem Handy schreibe und ich nicht weiß, wie man Links kopiert.

    Wer weiß wo sich dieses Rückschlagventil bei den kleinen Polomotoren befindet?


    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Hier das PDF vom Nockenwellenhersteller Campro, in dem die Entlüftungsprozedur der Hydros beschrieben wird. Passt wunderbar zu meiner Theorie der wechselnden Drehzahlen (bzw wechselndem Öldruck). Bei jedem Wechsel wird Öl reingepumpt und Öl-Luftgemisch wieder rausgedrückt.
    [Dieser Link ist nur für Mitglieder sichtbar


  • Hallo!

    Hmmm... dort steht aber, dass es Wurst ist ob der Motor mit konstant 2500 Umbrehungen oder mit wechselnden Drehzahlen 4 Minuten lang läuft. Der Sinn ist einfach nur, dass durch den hohen Öldruck die Luft aus dem Stößel gedrückt wird und nicht aufgrund des schwankenden Öldrucks.

    Davon abgesehen ist bei kaltem Öl der Öldruck konstant bei um die 5 bar, egal ob Leerlauf oder Abregeldrehzahl.

    Die 30 Sekunden Leerlaufphase in der Beschreibung sind auch nur zur Kontrolle da, dass der Stößel bei niedrigem Öldruck nicht wieder zu klappern anfängt (aufgrund von Luftresten oder Verschleiß.

    Die gleiche Beschreibung steht in fast jedem Reparaturleitfaden.

    MfG


    Karl-Alfred Römer
    • Themenstarter
    Karl-Alfred Römer's Polo 6N

    Weil mir die Sache immer noch keine Ruhe lässt, da nicht ich habe gerade mit einem Techniker bei Campro telefoniert. Der hat das mit dem Öldruckwechsel bestätigt. Ergänzenderweise hat er auch gemeint, dass es zwischendurch ganz gut wäre, bei extrem 'belüfteten' Hydros, den Motor zwischen den Zyklen ein paar Minuten ganz abzustellen. Dabei würden sie sich dann auch entlüften.
    Klar, denn in dem Fall hätte man nach kurzer Zeit Null Öldruck und das Öl-Luftgemisch quillt aus der Hydrostößelöffnung in den Zylinderkopf zurück.

    Ich denke, man kann hiermit den Thread beenden. Auf jeden Fall Danke für eure Denk-Mitarbeit!


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