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Kompressor Schäden R 53
Hallo Freunde des Gokart Feelings
Wie angedeutet, so werde ich heut hier ein Thema eröffnen welches sich mit dem Kompressor des R53 befasst.
Ursprung meines Beitrages ist der Cooper S Bj.2003 meiner Frau.Dieser hat derzeit rund 175Tkm auf der Uhr und läuft eigentlich ohne Probleme abgesehen von ein paar Kinderkrankheiten, Xenonscheinwerfer und Kraftstoffpumpe und dem üblichem Verschleiss. Jedoch stellt dies kein Problem dar da ich alles selbst reparieren kann.
Vor einiger Zeit, ging bei diesem sporadisch einmal die MIL an und es wunderte mich, darauf den Scanner angeschlossen und folgenden Fehler ausgelesen, Klopfsensor Bank 1!
Sollte eigentlich ein Unding sein dachte ich und löschte diesen. Nach einigen Wochen dachte ich, nochmal Fehler auslesen und abermals erschien der gleiche Fehler.
Nun quittierte ich diesen erneut und liess den Scanner während dem Motorlauf angeschlossen, und siehe da, ab einer bestimmten Drehzahl erschien der Fehler erneut.
Darauf hin den Klopfsensor getestet bzw. ausgemessen mit meinem Electronic Equipment meiner hobbywerkstatt. Das Teil funktioniert einwandfrei und leidet auch nicht unter Kontaktproblemen.
Jedoch musste die Zündungskontrolle von irgendwo her den Impuls bekommen um einen Fehler ablegen zu können, also hab ich mir den Motorlauf einmal angehört und auch wenn ich es nicht glauben wollte so machte der Motor eigenartige Geräusche so als wenn man Sand in einer Blechdose schüttelt.
Mit einem Stethoskop könnte ich dann das Geräusch schnell eingrenzen, Kompressor auf der Wapuseite.
Jetzt erst machte ich mich schlau im net über Probleme mit den Kompressoren des R53.
Ohweia, wenn kaputt dann immer der selbe Schaden.
Ein neuer Kompressor kostet richtig Kohle und mit einem Gebrauchten aus der Bucht sollte Mann auch vorsichtig sein.
Nun gut bevor ich repariere besorge ich mir günstig einem vom Verwerter, überhole diesen und dann wechseln.
Gesagt getan, für 350€ bekam ich einen mit ca 90Tkm, funktionstüchtig!
Zuhaus angekommen, das Teil geöffnet an der WaPu, ölfüllung hatte sich in Luft aufgelöst aber Zahnräder sind noch dem Alter entsprechend intakt.
Nun die Antriebsseite geöffnet, hier nur noch Reste vom Öl vorhanden aber mit tatellosen Getriebe.
Der ölverlust nicht etwa über die simmerringe, nein über die Planflächen des Gehäuses, zu erkennen an den schwarzen Einbrennungen auf der Aluoberfläche.
Jetzt begab ich mich in die Detektivarbeit warum ist immer das treibende Zahnrad auf der WaPu Seite defekt.
Gut die WaPu welche an dem gebrauchten Kompressor noch vorhanden war, läuft sehr schwer und kann schon einer der Gründe für die Deformationen der Zähne verantwortlich sein.
Da ich beruflich aus dem Kompressor und Turbinenbau komme hab ich hier meine Kontakte genutzt.
Nach der Demontage der Zahnräder habe ich diese einer Spektralanalyse unterziehen lassen, das Ergebnis ist ernüchternd und beschämend zugleich.
Ein Vergleich im Internationalem Rahmen lässt hier den Schluss zu, das dieses Verwendete Material für die Zahnräder irgendwo zwischen ST 37 und ST 52 zu liegen scheint, das billigste Zeug mit einem chronischem Mängel an Kohlenstoff.
Die Festigkeit etwas höher als bei gefrorener Butter.
Im Anhang die Analysen der Zahnräder und ein paar Bilder von den Rädern selbst.
Nun werden sich einige von euch gedacht haben, welche das Problem schon hatten, ich repariere mal eben selbst, doch da fängt es schon an, wo bekommt man neue Räder her.
Wer sucht wird sie finden, doch der Preis ist ein Witz für Teile aus der Massenproduktion.
In der Bucht USA kann man diese ordern ohne Versand und Zoll für nen stolzen Preis von 235 US$, für zwei kleine Zahnräder.
In der Einzelanfertigung kann ich das verstehen, da werde ich auch bei ca. 150€ liegen jedoch in einer Qualität wie sie wahrscheinlich nur in den Nobelkisten anzutreffen ist, das teuerste an neuen Rädern ist die Verzahnung und es ist nicht so einfach ne Firma zu finden welche das kostengünstig in Einzelanfertigung macht und machen kann wenn man nicht selbst Connection hat.
Ein anderer Aspekt hierbei ist, das sämtliche Maße Inch Maße sind und kaum in einer normalen Firma Werkzeuge vorhanden sind mit welchen sich angloamerikanische Produkte reproduzieren lassen.
Die Passungen der Bohrungen kann man auf Maß drehen aber die Verzahnung muss geändert werden in ein Modul, denn dieses kennen die Amis und Tommys nicht!
Wer etwas investiert an Zeit, der sollte auch passende Lager finden welche zu normalen Preisen beim Händler zu beziehen sind und nicht aus den USA oder UK importiert werden müssen ebenso die wellendichtringe.
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16 Antworten
Ohne jetzt im Detail die Kompressorkonstruktion zu kennen an der Stelle, wenn die Ölfüllung /Fettfüllung fehlt geht es flott bergab mit Zahnrädern. Die zunehmende Lautstärke lässt sich damit einfach erklären. Stirnradgetriebe sind / werden laut sie wenn nicht mehr in der Toleranz sind, aber hoch veträglich wenns mal etwas trockener wird.
Wer baut denn den Kompressor? Was steht denn da drauf? Denso?
Hallo Genie
Der Hersteller ist Eaton.
Was mit nem Getriebe passiert welches trocken Läuft müssen wir nicht diskutieren, jedoch ist das Problem bei diesem ein anderes.
Die defekte Zahnradpaarung ist zu 99% immer im WaPu Antrieb zu finden, zum einen durch die Last welche die Pumpe aufbaut zum anderen durch festlaufende Lagerung nach einigen zig1000 km erleichtert durch den Umstand, dass das Material der Zahnräder das billigste Zeug ist und ungehärtet dazu und dann den Belastungen nicht mehr gewachsen ist.
Es sind schon Fälle bekannt geworden bei welchen die Kompressoren nach wenigen 1000km den Geist aufgegeben haben.
Wenn man sich mal die Bilder betrachtet, so kann man sehr gut erkennen wie die Zahnflanken durch die Last verdichtet wurden, in diesem Fall arbeitete der Kompressor noch, in anderen Fällen waren die Zähne bis zum Zahngrund abgearbeitet.
Bei einem höherwertigen Material wäre das nicht passiert da dieses eine höhere Scherfestigkeit besitzen würde und auch eine höhere Festigkeit bei Zug und Druck. Wieder zu den Bildern, auf dem letzten Bild mit dem Radausschnitt kann man sehr gut erkennen, das sich die Zähne in Drehrichtung regelrecht verbiegen.
Dies ein Indiz welche Last durch die WaPu verursacht wird. In diesem Fall war sogar ein Kleineres Pulley montiert, kann leider nicht sagen von welcher Firma und mit wieviel %, der erkennbare Aufdruck ist entweder H S oder S H.
Da die Kompressoren eigentlich Wartungsfrei sein sollen ist es unverständlich das die komplette ölbefüllung auf der WaPu Seite sich in Luft aufgelöst hat.
Vom Prinzip ist diese Räderschmierung eine Ölsumpfschmierung bei welchen die Zahnräder die Pumpfunktion übernehmen, durch verwirbelung.
Ein Austreten des Öls über die Wellendichtringe lag hier nicht vor weder in das Rotorengehäuse noch in Richtung der WaPu.
Fakt ist, das dieses Verwendete Material absolut ungeeignet ist für diese Zahnradkombination, da das kleine Zahnrad eine erhebliche Kraft übertragen muss und die Drehzahl auf knapp die Hälfte der Rotorendrehzahl reduziert wird, denn es macht keinen Sinn ne WaPu mit Max 15000 Umin und mehr laufen zu lassen bei Max Drehzahl des Motors.
Noch eigenartiger ist der Umstand, das bei allen beschriebenen Defekten der Kompressoren die WaPu involviert ist oder war. Möglich auch ein Hinweis darauf das die WaPu selbst bei mittleren Drehzahlen des Motors schon zu schnell läuft und die Fördermenge viel zu hoch ist bei geschlossenem Thermostat, was einen Druckanstieg verursacht und so die WaPu übermässig belastet was letztlich zum Ausfall des Lagers und der Dichtung der WaPu führt und diese Schwergängigkeit verursacht was zu den defekten Zahnrädern führt.
Man muss hier bedenken, dass dieses Schaufelrad der WaPu ein geschlossenes ist und einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzt welches hohe Drücke aufbauen kann was den Antrieb stark belastet demzufolge das kleine Zahnrad.
Wenn diese Defekte nur wenig oder selten auftreten würden, könnte man sagen, ok es geht schon mal was kaputt aber da diese Defekte jedoch fast jeden R53 betreffen so liegt es auf der Hand das es sich hier um eine Verkettung von Umständen handelt welche konstruktionsbedingt sind.
Immerhin hat der Kompr. 175tkm gelaufen. Da ist ein Turbolader manchmal schon 2mal getauscht worden
Lore8
Das anfälligste an einem Turbo ist das Lager bei den extremen Drehzahlen und wird ein Turbo nicht kalt gefahren nach seiner Belastung so war es das ganz schnell mit Lustig. Aus diesem Grund verbauen sich manche Leute eine sogenannte Nachlaufautomatik welche in weiten Teilen Europas verboten ist. Doch was tut man nicht alles um Schadensfrei zu bleiben.
Konnte vorhin mit etwas Mühe für die Augen den Aufdruck auf dem Pulley entschlüsseln welcher auf dem gebrauchten Kompressor verbaut ist. K und S kann man erkennen dazwischen nichts, da jemand dort eine Bohrung gesetzt hat.
Jedoch ergaben die Recherchen, das es sich um ein Pulley von KAVS handelt in der Grösse 17% also 54.5 mm.
Mit diesem macht der Kompressor eine max Drehzahl von 14300 Umin bei 6950 Umin der Kurbelwelle.
Nun kann man über die Zähnezahl der Zahnräder welche die WaPu antreiben auch deren Drehzahl berechnen.
24 Zähne das Treibende Rad und 44 Zähne das angetriebene, macht ein Verhältnis von 1.8333 also läuft die WaPu bei max Drehzahl des Motors fast 8000 Umin und bei 4000 Umin sind es immerhin noch fast 4600 Umin.
Meines Erachtens nach für den Dauerbetrieb einer WaPu einfach zu viel was den Verschleiss begünstigt da die Pumpe bei mittleren Drehzahlen schon am Limit läuft.
Morgen bekomme ich die Lagerabstände Vermessen für die Lagerung der Zahnräder und ab dann kann ich meine Bemühungen für die neu Anfertigung neuer Zahnräder forcieren, je nach Platzverhältnissen werde ich dies so planen, das die WaPu in ein normales Drehzalspectrum zurückkehrt ohne aber die Konstruktion zu schwächen.
Was mit veränderten Materialien durchaus möglich ist.
Hat es nun trocken gelaufen? Ich verstehe das schon als Ja. Bei 175Tkm und Trockenlauf und bei deinen errechneten 8.000U/min. Mahlzeit. Ich erkenne zwar die niedrige Qualität der Zahnräder in Deiner Recherche an. Ebenso empfinde ich die fehlende Schrägverzahnung als schon interessantes Sparprogramm von Mini. Allerdings bin ich hier vorsichtig wenn es um die Lösungen geht. Zuerst muss Öl rein, dass sich das dort verflüchtigt hat ist auf andere Mängel in der Konstruktion zu schieben. Wie und wie oft das kontrolliert wird in der Werkstatt nach einem Serviceplan kann ich jetzt nicht sagen, wäre aber auch ein Ansatz. Ebenso empfohlene Wapu Wartung. Ob sich nun Zähne bei 175Tkm abnutzen, müssen oder nicht. Ist halt ein Mini, der taugte noch nie als Daimler Ersatz :D . Dafür macht er Spass.
Nachtrag sind das die Teile?
Morgen liebe Gemeinde
Nun mal wieder ein paar Infos zur Kompressorüberholung.
Vorerst aber noch schnell eine Antwort auf Genie21 seine Frage ob das Getriebe auf der WaPu Seite schon Trocken gelaufen ist.
Ja es war schon trocken, doch nicht aus dem Grund das sich das Öl wegen Inkontinenz verflüchtigt hat, nein es ist regelrecht verbrannt in dieser ölkammer, das haben die chemischen Analysen bei uns in der Firma gezeigt.
Man muss bedenken, das auf dieser Seite nur 41 ml Öl eingefüllt sind was nicht gerade die grösste Menge ist und das dieses Öl eigentlich zwei Aufgaben zu erfüllen hat. Zum einen die Schmierung und zum anderen auch eine gewisse Kühlung.
Doch nun zur eigentlichen Überholung.
Nach dem ich den gesamten Kompressor zerlegt hatte und alle Teile von Loctite befreit habe ging es an die Schadensanalyse.
Neu mussten geordert werden, Simmerringe für die Eingangswelle und Ausgangswelle zur WaPu sowie ein Nadellager für die Ritzelwelle des WaPu Antriebs da dieses zum einen verbrannt war und zum anderen entfernt werden musste um den genauen Achsabstand ausmessen lassen zu können auf der Messmaschine, welcher für die Neuanfertigung der Zahnräder unverzichtbar war.
Anschliessend ging es an die Rotoren, welche teils Kratzer hatten und sich die Beschichtung in Wohlgefallen aufgelöst hatte.
Ein Versuch mit Abbeizer brachte zu Tage, das es sich bei der Beschichtung um eine Lackierung handelte.
Also besorgte ich mir ebenfalls einen Spezial Lack welcher Temperatur und Wärmebeständig ist.
Das Ergebnis kann sich durchaus sehen lassen, nur musste ich zweimal Lackieren da die erste Lackierung zu dick war und die Rotoren im Gehäuse klemmten.
Als nächste nahm ich mir das Rotorengehäuse vor welches ebenfalls stark zerkratzt und riefig war, mit 400er Schmirgeltuch und Scotch waren die Unebenheiten schnell beseitigt so das die Rotoren ohne zu Klemmen und ohne Oberflächenkontakt zu haben sich frei drehen können.
Nun ging es an die alten Zahnräder, eine Modulbestimmung mittels Lehre ist bei diesen Angloamerikanischen Sch... nicht möglich dann eben über die Zahnezahl und den Achsabstand, leider hatten sich die alten Räder schon vergrössert so das man die genauen Durchmesser der originalen nicht ermitteln konnte .
Aber nach Berechnungsprogrammen kamen die berechneten Werte den Originalen sehr nahe.
Jetzt lies ich meine Beziehungen spielen und besorgte mir hochwertiges Material für die neuen Zahnräder, welches auch ungehärtet ohne Probleme den Dienst antreten kann. Hier kamen zwei verschiedene Materialen zum Einsatz, welche eine Zugfestigkeit von 1100-1400 Nmm2 haben und somit ausreichend.
Gedreht hab ich die Rohlinge nach Feierabend in der Firma und die Spannzapfen zum Fräsen der Verzahnung auch.
Jetzt folgten die Recherchen, wer kann kostengünstig Einzelteile verzahnen!?
Es dauerte zwar ein paar Tage aber ich bekam ein paar halbwegs akzeptable Angebote auch wenn es auf den ersten Blick teuer erschien.
Man muss jedoch bedenken das ein einzelner Durchlauf beim verzahnen ca. 30 Min dauert je nach Grösse und Modul.
Gestern waren dann die neuen Zahnräder endlich da.
Also ab in den Keller um die ersten neuen Zahnräder zu montieren, nur stösst man mit Heimwerker Mitteln schnell an die Grenzen des machbaren, eigentlich benötigt man dazu eine Presse welche ich leider nicht besitze ausser Citruspresse ;-)))
Und 3/100 Presssitz ist schon heftig bei so kleinen Durchmessern, also nahm ich ohne vorherige Spielereien gleich ein geeignetes Mittel zur Hand, ein kleines Gaslötgerät von Rhotenberger, damit die Räder auf ca 200C erhitzt, auch ohne Thermometer kann man die circa Temperatur bestimmen anhand der Anlassfarbe, diese ist bei 200C Goldgelb.
Nach erreichen der Temperatur setzte ich die Räder auf die Wellen und mit leichtem Druck rutschten diese bis zum Anschlag einzig das grosse Rad hatte sich etwas verkantet und ich musste schnell mit einer Schraubzwinge nachhelfen was Gott sei Dank ohne weitere Probleme erfolgte.
Jetzt waren die Zahnräder auf der richtigen Position und nach dem Abkühlen begann ich die Montage des Kompressors.
Als Dichtmittel auf den Planfächen verwendete ich Gaseket eine Art Silikon, je Flansch eine dünne Raupe und dann alles penibel sauber zusammengesetzt und verschraubt.
Anschliessend die nötigen ölmengen aufgefüllt. Jedoch verzichtete ich auf das Original Öl da dies ein Mineralöl ist, ich entschied mich für ein Vollsyntetisches Getriebeöl SAE 75/90 welches in Hochleistungsgetrieben im Motorsport zum Einsatz kommt.
Wie gesagt, alle Lager welche nicht ölgeschmiert sind wurden neu gefettet und auch hier stellte sich ein erneutes Problem heraus. Das Originalfett in den Nadellager ist ein bläuliches Fett unbekannter Art.
Normale industrielle Wälzlagerfette sind Temperaturstabil bis ca 120C bei einem Tropfpunkt von ca 140C, diese Temperaturen werden aber in Motornähe und unter Last relativ schnell erreicht was ein normales Fett nicht zulässt.
Es dauerte eine Weile bis ich die Herkunft und Art des originalen Fettes analysiert hatte.
Es ist eigentlich ein Fett welches in der Qualitätssicherung eingesetzt wird, in Deutschland und Europa wird es unter dem Markennamen Diamant Tusche vertrieben, es dient zur Ermittlung der Oberflächenpassgenauigkeit und Sichtbarmachung des Tragbildes.
Hat aber den Vorteil das es bis 200C einsetzbar ist.
So, jetzt fehlt mir noch ein Simmerring, welcher seit Freitag im Zustellfahrzeug zwischengelagert ist da der Fahrer im Urlaub ist, das ist wieder Mal typisch für DHL ! Ne Frechheit wenn ihr mich fragt!
Um aber das Gesamtpaket abzurunden, habe ich ein neues Bypass Ventil gleich mitbestellt welches ebenfalls in der kommenden Woche bei mir eintreffen wird.
Unterm Strich sind mir hier Kosten von ca. 520 € inclusive neum ( gebrauchtem Kompressor 350€ ) entstanden, was sich im Rahmen hält da man bedenken muss, das ich dann nach dem Tausch des defekten Kompressors im Mini meiner Frau einen weiteren vollfunktionsfähigen auf Reserve liegen habe.
Anbei zwei Bilder
Eines vom direkten Vergleich der alten und neuen Zahnräder und das andere ein Blick in den Rotorenraum mit neu beschichteten Rotoren
Hab noch einen kleinen Nachtrag zu den Kosten aber schaut selber
Lesen sollte man dabei auch das Kleingedruckte bei Versand
Hallo hab mal ne bloede frage.
Wie Wechsel ich das Kompressor Öl ?
Oder nimmt der Öl vom Motor ?
Sorry für die dünne Frage aber bin da echt Rat los
Danke im Vorfeld schonmal
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
Hoi
Warum willst du das Öl wechseln?
Und nein, der kompress ist nicht mit der Zentralschmierung des Motors verbunden.
Gehe mal davon aus das du noch einen R53 hast und das du denkst das der Kompressor Geräusche macht.
Wieviel km hat er schon runter und wo wurde er gefahren? Oft hochtourig oder sehr oft schnell auf der Bahn unterwegs?
Evtl noch ein kleineres Pulley drauf als das Serienpulley, diese letzten Dinge fordern ihren Tribut am Kompressor, eigentlich nicht direkt am Kompressor sondern an der Wasserpumpe, diese läuft von Haus aus schon viel zu schnell, ca 400Umin mehr als die Kurbelwelle und bei 6000Umin des Motors macht die WaPu dann schon 8400Umin was über kurz oder lang zu einem Lagerschaden der Wasserpumpe führt, dieses läuft fest und belastet abartig das Getriebe im Kompressor und bei nicht erkennen oder bei noch der ersten WaPu, für welche kein Wechselintervall vorgeschrieben ist, hat es der Kompressor relativ schnell hinter sich. Zuerst macht er laute Geräusche und dann fällt das Getriebe im Kompressor aus dadurch wird der Kühlkreislauf im Motor unterbrochen und der Motor stirbt den hitzetod, zkd etc.
Wenn du an den Kompressor ran willst musst du die gesamte Front abmontieren, dann brauchst du noch ein Spezialwerkzeug um den Riemen zu entspannen.
Und wenn der Kompressor noch Ölbefüllt sein sollte in beiden Kammern, dann kann dein Geräusch evtl auch von der Kette kommen.
Gruss
Sollten die Zahnräder im Kompressor zur verschliessen sein, dafür gibt es genug Bilder im Netz, dann benötigst du einen neuen Satz Räder, kannst du in den Staaten über die Bucht kaufen, oder bei mir, diese von mir entsprechen in der Übersetzung dem Original jedoch sind meine Zahnräder Evolventenverzahnt, das bedeutet das die Zähne aufeinander abrollen und nicht schieben oder drücken.
Gruss
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
Danke schon mal nein noch macht nichts Geräusche
Von mir wird er meist gemäßigt bewegt ab und zu mal flott auf der Bahn aber alles gut Kette hat kurz mal Geräusche gemacht hat sich aber nach einen neuen kettenspanner gelegt
Der gute hat jetzt 142tkm runter
Die Frage war nur vorbeugend in zu wissen was ich mache muss wenn ic das mache mach ich natürlich Kette und wapu mit aber danke für deine ausführliche Antwort
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
Um die Lebensdauer des Kompressors und Übersetzungsgetriebes zu verlängern, währe ein vorsorglicher Tausch der Wasserpumpe empfehlenswert, bei dieser Gelegenheit kann man dann gleich noch nach dem Öl im Übersetzungsgetriebe schauen.
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
ich möchte das Öl im Kompressor wechseln und an die Serviceschraube kommt man zumindest auf einer Seite gut ran. Hat das Öl schon mal jemand gewechselt ohne den Kompressor raus zu nehmen? Spritze mit Schlauch hätte ich dafür um das Öl aus der Kammer abzusaugen und anschließend wieder mit frischen zu befüllen.
Die Frage ist, kommt gleich Öl raus wenn ich die Schraube öffne? Ich will mir den Ausbau des Kompressors aus dem Cooper S sparen wenn möglich.
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
Moin
Wenn du das Öl richtig und komplett tauschen möchtest, baust du am besten den Kompressor aus, dann bekommst du die 145 ml in die Antriebsseite auch rein
Auf der Wasserpumpenseite ist ein Ausbau unumgänglich
Das Öl steht sofort an den Schrauben an wenn die Dichtungen ok sind und die Originalfüllmenge noch vorhanden ist
Macht es richtig oder lasst es sein, Spielereien schaden hier mehr als sie nutzen
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]
Wenn die Schraube am tiefsten Punkt sitzt, dann komm Öl raus. Wenn nicht , dann mus man am Rädchen drehen, damit das Öl rauskommt. Dann mus der Riemen ab, sonst mit der Hand drehen geht nicht. Habe übrigens bei anderem Auto schon gemacht, aber der Kompressor im Prinzip sieht immer gleich aus.
[Von Motor-Talk aus dem Thema 'Kompressor Öl wechseln' überführt.]