Projekt Motorumbau, Überholung und Optimierung des OM606 Turbo

Ich mache sowas lieber mit einem ordentlichem CAD Programm, da es erstens wesentlich einfacher und zweitens wesentlich genauer ist.

Das exportieren macht das Programm von allein, auf Tastendruck kann der 3D Drucker oder Lasercutter sofort loslegen.

Die Materialwahl ist nicht einfach und bedarf einigen Versuchen am lebenden Objekt, besonders bei solchen Umbauten wie meinem.

Mit diesem CAD Modell kann ich sehr einfach und schnell auf verschiedene Bohrungsdurchmesser agieren, oder auch auf einen Motor mit nassen Laufbuchsen;-);-);-).

Oder eingebettete Kupferschnur um den Druck auf das Kurbelgehäuse und den Zylinderkopf zu erhöhen

Oder

Oder

Oder......

Gruß Steffen

Moin Norman,

siehe PN

Gruß Steffen

Hallo G-meinde,

Thema:

E-Fuels und Alternative Kraftstoffe

Der 3,5 Liter OM606 verrichtet sehr zuverlässig seinen Dienst, doch ist ein solcher Motor, der ja nunmal aufgrund seiner Konstruktion schon dreckig verbrennt noch Zeitgemäß? Kann man dagegen etwas tun um diese Motoren "sauber zu machen" und in einem besseren Licht da stehen zu lassen?

JA

Der OM 606 den ich vor langer Zeit aufgebaut habe, hat dieses gewisse extra nachgerüstet bekommen, bei dem neuen Motor war es sehr viel einfacher, zum einen wusste ich was funktioniert und was nicht, zudem kann man die entsprechenden Teile beim Motoraufbau berücksichtigen.

Beide Motoren können mit Alternativen Kraftstoffen bzw. E-Fuels laufen. Damit meine ich nicht das man die 11 Liter Motoröl nach dem Ölwechsel hinten in den Tank kippt, sondern einen Kraftstoff, der CO2 neutral verbrennt.

Wasserstoff

Das Wasserstoff kein Kinderspielzeug ist, wissen wir schon lange, siehe Hindenburg, doch richtig dosiert ein toller Brennstoff.

Das beste daran, achtet man auf die Verbrennungswerte, ist die (chemisch betrachtete) vollständige Verbrennung auch recht einfach zu erreichen, und es kommt Wasserdampf aus dem Auspuff, da Wasserstoff der mit Sauerstoff verbrennt, beim abkühlen wieder zu Wasser wird.

Diese Forschung beschäftigt mich schon lange lange Zeit, da es sehr viel Arbeit war, das ganze kontrollieren zu können. Der Leistungszuwachs ist absolut brutal. Man will schließlich nicht nochmal erleben das trotz Allrad sich das Auto mit seinen 2,6t beim beschleunigen von 80 auf 100km/h auf gerader Straße quer bewegt.... Will man nicht, wirklich nicht...

Nun ist es mir aber gelungen das ganze besser zu kontrollieren und auch Haltbar und langlebig zu gestalten.

Denn Wasserstoff bringt auch einige ganz beträchtliche Nachteile mit sich...

Den Motor davor zu schützen war nicht einfach und fast unmöglich.

Den ein oder anderen Tipp habe ich von meinem leider verstorbenen Meister bekommen, der als Urgestein im Industriemotorenbereich bekannt war.

Auch er glaubte nicht daran, das es überhaupt funktionieren kann, den Motor ansatzweise vernünftig auf Wasserstoff laufen lassen zu können. Haltbarkeit stand für ihn gar nicht erst zur Debatte, "ich geb dem ne halbe stunde unter 40% last".

Auch dies hat mich darin bekräftigt dieses Projekt fortzuführen. Doch das es wirklich etwas wird, hätte ich nicht gedacht.

Ich gebe zu, der Motor kommt nicht mehr nur mit einem Bowdenzug aus, kann aber auch ganz normal auf Diesel laufen.

Die rein mechanische Reiheneinspritzpumpe ist geblieben, der Bowdenzug auch, es kam nur etwas dazu, ein paar Sensoren und ein eigens dafür programmiertes und entwickeltes Steuergerät.

In der einfachen Version kann dieses Steuergerät über ein kleines Display Werte anzeigen wie:

-Kühlmitteltemperatur Motoreintritt

-Kühlmitteltemperatur Motoraustritt

(auch mit Sensoren bestückte kritische Zwischenbereiche)

-Motoröltemperatur

-Ladelufttemperatur

-Ladedruck

-Öldruck

-Kühlmitteldruck

-Abgastemperatur

-Drehzahl

-Lambda

uvm.

Viele werden jetzt denken, na toll nur wieder eine weitere Stufe der Leistungssteigerung eines Uralt Motors, um in unscheinbaren Autos jenseits von 700PS zu fahren.

Für mich weit gefehlt. Mein Ansatz war von Anfang an, jede Form der Leistungssteigerung sofort in Kraftstoffersparnis umzusetzen, so auch hier.

Die Erfahrung hat gezeigt, das mehr wie 250PS in einem 461er gar kein Sinn machen und das eigentlich schon zu viel ist. Daher ist und bleibt mein Motor in Vergangenheit wie Zukunft bei maximal 177PS, und selbst diese Leistung habe ich maximal 2 mal wirklich ausgefahren...

Mit dem Wasserstoff als Energieträger bewegt man sich sofort in einem ganz anderen Bereich und kann ganz anderes agieren. Das Drehmoment ist wirklich toll, um ein schweres Fahrzeug mit schwerem Anhänger mühelos zu bewegen.

Im reinen Dieselbetrieb liegt der Verbrauch (ohne Anhänger) zwischen 7,5 und 9 Litern das kommt auch ganz stark auf die Fahrweise an.

Im Wasserstoffbetrieb ist der Diesel weiterhin unabdingbar, doch weitaus weniger erforderlich und man kommt ganz entspannt mit 1,5 bis 2 Litern 100 km weit. Denn auch die Warmlaufphase muss man ja im Verbrauch berücksichtigen.

Mein Fazit daraus:

Wasserstoff ist ein toller Brennstoff, keine Frage, doch man muss ganz genau wissen was man da tut und das Problem ganzheitlich betrachten. Denn einfach eine Gasflasche auf der Ladefläche liegen haben mit einem Schlauch zum Motor und einem kleinen Kugelhahn, das geht schief. Zudem Gasflasche im Auto, ohne Ventilschutz... Geht gar nicht...

Es muss schließlich immer noch sicher sein, nicht nur für einen selber, sondern für alle Verkehrsteilnehmer.

Wenn man mit einem Gas wie Wasserstoff arbeitet steht Arbeitssicherheit immer an erster Stelle!

Es hat sehr lange gebraucht, bis das der Motor soweit entwickelt war, das er dem Wasserstoff theoretisch widerstehen kann. Theoretisch...

Die Praxis sah wie so oft anders aus und es gab einige Rückschläge, doch am Ende wird alles gut.

Nicht aufgeben! Irgendwann schafft man den Durchbruch.

Gruß Steffen

ja da hast du Recht (-:

Es wird noch spannend, auch hier gilt, ich werde nicht alles Preis geben, dann dafür steckt da zu viel Arbeit, Zeit und auch Geld drin.

Der 606 hat schon einige Parallelen zu anderen Motoren und vereint gewisse Eigenschaften dieser.

Es ist halt eine weiter Entwicklung, des vorhandenen Motors. Man könnte auch sagen eine Neuentwicklung. Denn bis auf das äußere Erscheinungsbild ist nicht viel gleich geblieben.

Hallo Robert,

ja da kann ich dir nur recht geben, Wasserstoff ist sehr sehr gefährlich.

Unter normaler Atmosphäre verbrennt dieser bei über 2000°C was den Motor enorm beansprucht.

Doch gucken wir uns Motoren an, die nach Leistungssteigerung förmlich schreien oder schon bei einer sehr hohen Leistung laufen.

OM606.96X 177PS Serie, unter gewissen Voraussetzungen Standfest bis 650PS

Cummins 6BT 160PS, eine wirkliche Grenze gibt es da fast nicht, was irgendwie noch Fahrbar ist >1500PS

Deutz TBD620V16K ~3000PS Dauerläufer 24/7 unter Volllast.

Der Aufbau des Kurbeltriebs ist abgesehen vom Größenunterschied sehr ähnlich und genau das ist es worauf es ankommt.

Hohe Stabilität, unterbinden von Schwingungen, elastisch genug um sich verformen zu können.

Um den Motor hinsichtlich der Leistung Standfest zu machen war eigentlich recht simpel, und dennoch ist der Motor vollkommen anders aufgebaut. Denn hohe Stabilität funktioniert so lange, wie man nur mit Diesel fährt und die Hitze sowie die anderen Negativen Faktoren vom Wasserstoff nicht auftreten. Das fängt beim Kurbelgehäuse an, geht weiter über den Kolben, Kolbenringe usw....

Dabei Entstehen Zylinderdrücke die wirklich nicht mehr schön sind und den Kolben gnadenlos nach unten zwingen. Genau das erzeugt das gigantische Drehmoment.

Ich denke auch das Wasserstoff eine der zukünftigen Energiequellen sein wird, denn wir haben mehr als genug davon, es ist regenerativ und Emissionsfrei.

Natürlich birgt Wasserstoff beträchtliche Nachteile, doch die sind, sofern bekannt und erforscht in den Griff zu bekommen.

Gruß Steffen

Moin!

Die vollständige Abnahme des Umbaus ist freudestrahlend vom TÜV durchgeführt worden.

Die gemessenen Werte der Abgasuntersuchung waren wie zu erwarten, sehr sehr nahe bei 0 ;-).

Um den Wasserstoff in einem solchen Motor verbrennen zu können, muss einiges umgebaut werden, da Mercedes den Diesel motor dazu nicht entworfen hat.

Als ich das Bild vom CAD Modell der Zylinderkopfdichtung hochgeladen habe, habe ich beiläufig erwähnt das hier auch mit zusätzlichen Abdichtungen für nasse Zylinderlaufbuchsen gearbeitet werden kann.

Genau das ist hier der Fall, es sind Nasse Zylinderlaufbuchsen erforderlich, da die vorhandene Buchse nicht für eine derartige Verbrennung geeignet ist. Dies liegt an den Drücken, aber viel mehr daran, das es die Buchse Chemisch nicht schafft.

So wurde das Kurbelgehäuse fast vollständig ausgespindelt und Nasse Buchsen eingelassen.

Man könnte sicherlich, sofern man die Drücke vernachlässigt und den Rest ins Auge fasst, auch trockene Zylinderlaufbuchsen verwenden, wie sie auch im Reparaturfall eingebaut werden.

Ich bin aber kein Freund dieser Coladosen... 1,5mm Wandstärke, winziger Bund usw.

Viele MAN Motoren haben das ab Werk so, und fallen damit regelmäßig aus.

Mit diesem Wissen um die Dauerfestigkeit habe ich mich bewusst gegen die trockenen Buchsen entschieden.

Der Werkstoff der Nassen Buchsen ist recht speziell und bleibt Verschlusssache.

Die Ventile sind ebenfalls nicht mehr Serie, auch kein Aftermarket.

Die Kontur sowie sonstige Maße sind natürlich gleich geblieben, Auslass wie Einslassseitig sind die Ventile im ganzen aus einem Werkstoff gefertigt, jedoch unterschiedlich Wärmebehandelt und mechanisch bearbeitet.

Ich habe mich dagegen entschlossen die Ventilteller anzuschweißen, da es für mich in dieser Einzelanfertigung Wirtschaftlicher war, die Ventile im ganzen aus einem anderen Werkstoff zu machen.

Wenn hier Personen aus der Motorenentwicklung bzw. Mitarbeiter der Motorenhersteller mitlesen, würde ich mich über den Austausch mit Ihnen / euch sehr freuen.

Zur Kontaktaufnahme gibt es sicherlich einige Wege.

Gruß Steffen

Moin,

Zitat von Geweih-Elch

Das sieht sehr gut aus! Glückwunsch und Chapeau!

An welcher Stelle findet hier die Wasserstoff-Zuführung statt?

Hast du eine komplette Einspritzung/Dosierung nebst Zylinderkopf-Umbau entwickelt?
Viele Grüße
Stefan

Vielen Dank!!!

Ja genau, die vollständige Zuführung des Wasserstoffs ist eine Eigenentwicklung. Die "Normalien" selbstverständlich nicht.

Die Nockenwellen sind ebenfalls nicht Original, sondern mit einer anderen Nockenkontur versehen.

Der Zylinderkopf als solches, also das reine Aluminium Gussteil, ist weitestgehend Standard aus dem Regal bei MB.

Zitat von DonBilbo

Mal ne blöde Frage, die Bilder vom Zylinderkopf die zu letzt gepostet hast da waren noch Serien Ventile drin? Ich bin da schon echt ne Weile raus, aber wurden nicht die Auslassventile mit Natrium gefüllt um mit höheren Verbrennungstemperaturen klar zu kommen? Aus welchen Material kann man Ventile drehen/herstellen das die mit Wasserstoff klar kommen? Oder hab ich da was falsch verstanden (bitte korrigiert mich bin nicht auf dem laufenden).

Nein, das waren keine Serienventile, sondern diese hier:

Richtig, die Serienauslassventile sind Natrium gefüllt, doch sollte das Natrium mit dem Wasserstoff, warum auch immer in Verbindung kommen, naja....

Nicht nur aus diesem Grund habe ich mir das gespart, sondern auch weil der Fertigungsaufwand und die nötigen Mittel dazu immens hoch sind.

Die Ventile bei mir sind einteilig.

Zitat von Sahara511

Titan ? Ich habe da abosolut keine Ahnung und bewundere Niederrheins Fachkompetenz, aber neben Stahl in unterschiedlichen Legierungen fällt mir auch noch andrees ein....

Das Metall der Götter ist zwar was feines, aber dafür ungeeignet.

Gruß Steffen

Moin,

Ab 2035 keine Diesel und Benziner Fahrzeuge mehr?

Ich möchte gewiss keine Politik machen, bitte nicht falsch verstehen.

Es ist vollkommen richtig das wir unsere Umwelt schützen, denn sonnst wird sich sowas bald erledigt haben:

Im Moment arbeite ich intensiv daran, den Wasserstoffverbrenner auch massenfähig, bzw. Großserienfähig zu machen, das ist der nächste Meilenstein.

Wie gesagt, ich freue mich über den Austausch mit Anderen aus der Motorenentwicklung bzw. den Motorenherstellern.

Denn: Es ist ein lösbares Problem, viele gute Ansätze sind vorhanden.

Auch diese Probleme bestehen nunmehr noch nicht einmal mehr auf Papier:

"Eckig" gelaufenes Pleullager durch starkes klopfen.

Lagerschale mit tiefer Riefe aufgrund eines losen Hauptlagerbocks

Die Kräfte werden so groß, das es die Kurbelwelle nach unten aus dem Kurbelgehäuse zwingt. doch dafür gibt es eine Lösung aus dem Rennsport, wie sie auch bei AMG bei einigen Motoren ab Werk verbaut wird.

Eine Blockversteifungsplatte oder neudeutsch Backplate!

Diese Platten sind aber nicht so einfach herzustellen, es gibt ein paar auf dem Markt, doch die kann man sich als Deko irgendwo hin hängen. Denn das Problem, das die Ölwanne teil des Kupplungsgehäuses ist, bleibt. So passt das halt nicht mehr.

Eine echte Blockversteifungsplatte ist aus einem Stück gefertigt und ersetzt gleichzeitig alle vorhandenen Hauptlagerböcke. (kein einfaches 6mm blech was oben drauf kommt)

Diese sind dann auch direkt miteinander Verbunden, das keine Schwingungen an einem einzelnen Bock auftreten, sondern direkt immer die ganze Platte arbeiten muss, und das tut sie nicht. Vorher zerreißt es den Block.

Dieses Stück Eisen muss natürlich so bearbeitet werden, das möglichst überall große Radien entstehen und ab und zu auch mal Löcher, denn da wo gezielt kein Material ist, können Spannungen sich nicht ausbreiten. Die Wärmebehandlung ist ebenfalls nicht außer acht zu lassen.

Gruß Steffen

Moin Jens,

Das ist natürlich nicht aus dem neuen Motor!

Nein, der Ölfilm ist nicht abgerissen aufgrund von zu wenig Öldruck, sondern aufgrund des starken Klopfens und der daraus resultierenden Flächenpressung aus der Verbrennung.

Bitte richtig lesen, Der Bock ist aus dem Kurbelgehäuse herausgerissen, da die Verbrennung die Kurbelwelle Richtung Ölwanne gezwängt hat. dabei sind die Schrauben aus dem Gewinde gerissen.

Normalerweise tritt ein anderes Schadensbild auf, doch nur wenn alle Zylinder zu viel Druck haben. Alle Böcke reißen zeitgleich nach unten ab und zerteilen den Block.

Hierbei hat sich die Kurbelwelle lediglich Elastisch verformt und den einzelnen Bock nach unten gezwängt.

Das ist kein HeliCoil ;-), sondern eine Gewindebuchse, ist leider ein unscharfes Foto, da war wohl mal wieder Öl auf der Linse.

Was ich vergessen habe zu erwähnen!

In so einer Blockversteifungsplatte kann man übrigens super Temperatur Sensoren für die Lagertemperatur einbringen, ebenso kleine Druckfühler in Sackbohrungen, die den Öldruck im Lager messen können.

Gruß Steffen