Wie genau funktioniert die Wastegate-Steuerung mit einer Pneumatischen Druckdose?

Hallo allerseits...
mir schwirren beim genauerem nachdenken gerade ein paar Fragen im Kopf rum was die Wastegate-Turboladersteuerung angeht, und je mehr ich darüber nachdenke, desto verwirrter bin ich wie das Funktioniert:
Wenn Das druckregelventil N75 nicht vorhanden ist, und die Druckdose sozusagen Frei hängt nd der Anschluss nicht zugemacht ist zeigt sie doch folgendes verhalten:
Die Feder in der Druckdose sorgt doch dafür, das bis zu einem gewissen Abgasdruck die Wastegate-Klappe geschlossen bleibt, bis die Abgase so stark gegen die Klappe drücken, das diese aufgedrückt wird. Und für dieses "kippmoment" ist doch auch die Feder da.

Ich frage mich - warum wird dann überhaupt so eine komplizierte Druckregelung gemacht mit dem N75 und allen drum und dran...
Ich meine - wenn mehr Ladedruck erzeugt wird, wird auch in direkter abhängingkeit dazu auch mehr Abgasdruck erzeugt...warum lässt man da das Wastegate nicht nur über eine Federkraft öffnen und schließen? Das man eine Feder so stark dimensioniert, dass die Wastegate klappe bis meinetwegen 1Bar ladedruck (was dadurch ein bestimmten Abgasruck verursacht) geschlossen hält und wenns dann mehr wird öffnet diese, da der Abgasgegendruck die Federkraft überwindet...
Warum ist das nicht so?
und meine 2. Frage: Wie bekommt man berhaupt einen höheren ladedruck hin als die Feder in der Druckdose zulässt? Ich meine - so eine Feder hällt die Wastegate Klappe bis so 0.5Bar ladedruck geschlossen, danach wird der Abgasgegendruck zu stark und drückt die klappe einfach auf.
Die Druckdose wird doch nur reinweg mit überdruck geregelt - das Wastegate öffnet also beim anlegen von Überdruck...nur wie kann es dann sein, dass man 1.5 Bar ladedruck hinbekommt, obwohl die Feder nur bis 0.5bar halten kann? Ein Unterdruck kann das N75 nicht anlegen, da keine Unterdruckleitung da ran geht.
Ich könnt mir vorstellen, dass man das maximal durch "zuhalten" des Druckdosen Anschlusses hinbekommt, sodass keine Luft einströmen kann wenn der Abgasgegendruck versucht die Membran in der Dose zu ziehen...aber das wäre ja nicht sehr Preziese dieser Mechanismuss da ja dennoch ein gewisser unterdruck in der Dose entstehen könnte (Luftfeder) und dieser geringe unterdruck doch auch schon reichen könnte, die Wastegate Klappe etwas zu öffnen...

Da frage ich mich doch - wie genau funktioniert das ganze system?

Die Feder im Wastegate bestimmt zum einen die Grundlast im Ladedruck und sichert den Notlauf falls das N75 ausfällt.
der Höhere Ladedruck wird durch den eigenen Ladedruck erreicht der auf der anderen Seite der Druckdose anliegt und somit die Federkraft unterstützt beziehungsweise verstärkt. der Bypass bleibt solange geschlossen bis das N75 regelt und den Gegendruck reguliert (wird getaktet) und damit den Ladedruck einstellt.
Um deine Grundfrage zu beantworten .... eine Feder kann nur einen bestimmten wert annehmen und somit nur einen bestimmten Ladedruck. Da aber je nach Motordrehzahl, Last , Temperatur ein bestimmter Ladedruck herrschen muss um zb Leistung Abgasverhalten einzuhalten ist eine aktive schnelle Regelung erforderlich, was das N75 realisiert. Außerdem kann eine Feder auch nicht so schnell die Ladedrucküberschwinger kompensieren wie es die Wastegate-Regelung schafft.
ein Erklärung zum arbeiten des Wastegates am Dieselmotor ist zum hier zu finden
http://www.volkspage.net/technik/ssp/ssp/SSP_145.PDF
SSP145 # 2,5 TDI Motor Darstellung

Zitat:

@Lehrling schrieb am 3. September 2017 um 18:29:24 Uhr:

warum lässt man da das Wastegate nicht nur über eine Federkraft öffnen und schließen?
...
und meine 2. Frage: Wie bekommt man berhaupt einen höheren ladedruck hin als die Feder in der Druckdose zulässt? Ich meine - so eine Feder hällt die Wastegate Klappe bis so 0.5Bar ladedruck geschlossen, danach wird der Abgasgegendruck zu stark und drückt die klappe einfach auf.

Zur ersten Frage:

Weil die Dose des Wastegateturbo so eingestellt ist, daß sie bei Ladedruck von 0,6 bar zum Öffnen führt. Das ist für einen gewünschten Ladedruck von mehr als 0,6 bar dann zu früh.

Zur zweiten Frage:

Hier kommt dann das Regelventil ins Spiel: Über dieses Ventil hat die Motorsteuerung (MSG) die Möglichkeit, der Druckdose einen niedrigeren Ladedruck vorzugaukeln, als in Wahrheit auf der Ladeluftstrecke anliegt. Aus echten 0,9 bar wird durch Beimischung von Luft in Normaldruck z.B. 0,6 bar auf der Zuleitung zur Druckdose erzeugt. MSG steuert das Ventil so an, daß es hinreichend Luft in Normaldruck beimischt, um die Druckabsenkung zu erreichen.

Grüße Klaus

Ich bedanke mich für die Erklärung :-)
Doch was mir dennoch nicht ganz einleuchtet: Ihr schreibt, das der ladedruck für den höheren ladedruck selbst sorgt - und das verstehe ich nicht so ganz.
Denn das Wastegate an einem klassischen Benziener Motor wird ja nur zugehalten, weil die Druckdose mit seinem gestänge an der Wastegate Klappe zieht (zuzieht) - und das nur aufgrund der Feder die in der Druckdose ist.
z.B. bei so einem klassischen Wastegate Druckdosen Test video hier sieht man es ganz gut:
https://www.youtube.com/watch?v=Ocqmg6R99qo
Sobald Überdruck an der Druckdose angelegt wird - öffnet das Wastegate. Geht der Druck wieder weg gehts zu.
Nun ist es ja aber so, das der Teller vom Wastegate einfach nur aufliegt und in Strömungsrichtung öffnen kann.
Das Heißt, wenn der Abgasdruck richtig hoch wird, besteht doch die möglichkeit, das es das Wastegate selbstständig - und unkontrolliert aufdrückt, wenn eben der Abgasgegendruck größer ist als die Federkraft in der Druckdose.
Und das ist der Knackpunkt wo ich mir gedanken mache...die Federkraft der Druckdose die das Wastegate zuhält könnte nur vergrößert werden indem Unterruck an der Dose angelegt wird, da der Druck ja Hinten auf die Membran der Dose drückt und nicht von vorne wo auch die Feder ist. das N75 kann nur überdrück bieten, aber kein Unterdruck "erzeugen" was die feder beim zuhalten des Wastegates unterstützen könnte.

Das leuchtet mir noch nicht so ganz ein...und Wenn ich so im Netz lese, haben manche anscheinend auch das Problem, dass es das Wastegate unkontrolliert aufdrückt (Mitsubishi Evo, aberes gibt auch berichte vom 2.0 TSI von VAG)

Die Federkraft der Druckdose ist so hoch das der Abgasgegendruck den Beipass im Serienzustand und meistens bei leichtem Tuning nicht aufdrückt (von evtl. extrem Tuning mal abgesehen).
Die Feder hält also bis zu (ich weiß nicht über welchen Motor wir sprechen) z.B. 1,5 Bar Ladedruck die Klappe geschlossen.
Mit von der Druckdose abgezogenem Schlauch fährt man also unter Last immer den vollen Ladedruck bzw. sogar noch mehr, sagen wir 1,5Bar.
Was du jetzt mit den 0,5 Bar meinst ist der Grunddruck.
Wenn wir vom Laderausgang den Ladedruck nehmen und direkt ohne N75 auf die Druckdose gehen, dann regelt sich das System auf diese 0,5 Bar.
Wir haben keinen Ladedruck also wird das Wastegate auch nicht geöffnet, der Ladedruck steigt, wirkt auch gleich auf die Druckdose und bei etwas unter 0,5 Bar fängt das Wastegate an zu öffnen sodass der Ladedruck auch nicht auf mehr als diese 0,5Bar steigt. Würde er steigen öffnet das Wastegate weiter und der Druck geht wieder runter auf die 0,5Bar.
Da wir aber nicht immer volle Kanne Ladedruck haben wollen (ohne angesteckten Schlauch) aber auch wieder mehr als den Grunddruck (mit Schlauch ohne N75) habe wollen, dafür gibt es dann das Regelventil N75. Was sozusagen als einstellbare Drossel im Schlauch wirkt.
Wir wollen z.B. mit 1Bar Ladedruck fahren, also lässt das N75 nur (ich habe keinen Ahnung) 0,4Bar an die Druckdose womit das Wastegate nur einen Spalt offen steht, und nicht mehr der ganze Abgasstrom durch die Turbine geht, aber immer noch genug das wir mit 1Bar Ladedruck fahren.

Wenn das N75 mal defekt ist oder die Steuerung ausfällt, dann „steht“ das N75 so das der volle Ladedruck auf die Druckdose wirkt und wir wieder bei unseren 0,5Bar unter Last landen.
So hat sich VW/Audi zumindest einen Ausfall des N75 vorgestellt.

Ok, also ist doch einzig und allein die Feder für den maximal möglichen Ladedruck verantwortlich, da bei höheren Ladedruck ja auch der Abgasdruck höher wird und so das Wastegate ungewollt öffnet da die Feder in der Druckdose zu schwach ist...

so ein mist - genau das Problem habe ich an meiner karre momentan...das Wastegate macht schon bei 0.9Bar Ladedruck auf (unkontrolliert, selbst mit gezogenem Druckdosen-Schlauch)...mehr Ladedruck geht einfach nicht.
Wastegate vorspannung erhöhen, oder andere Druckdose?

Ist das ein Serienproblem oder ein Tuning Problem?
Wer sagt das wirklich das Wastegate aufgeht, vielleicht ist ja auch die Ladedruckstrecke undicht.
Fehlerspeicher mal ausgelesen?

Fehlerspeicher ist leer.
Motor ist gechipt.
Aber darüber habe ich schon einige male etwas gelesen im Netz über das Problem (gibts auch beim Mitsubishi Evo), das wohl die Federn schlaff werden und es das Wastegate unkontrolliert öffnet

In dem Fall würde ich mal mit dem Tuner sprechen.

Hatte ich schon... Davon hat er selber noch nichts gehört bei dem Motor.. Eher der LMM welcher da gerne mal probleme macht.
Was mich nur wundert bei der Wastegate geschichte... Was haben dann die leute die über 3bar fahren für monströße federn drin?
Ich werd erstmal am WE schauen ob ich an die stellmuttern vom wastegate-gestänge rankomme um die vorspannung um 2mm zu erhöhen

Ich würde mal vermuten die die 3Bar fahren, haben keinen K03 oder K04 mehr.
Ich vermute mal viele von denen fahren dann auch ein externes Wastegate da kann das evtl. alles etwas anders sein, zumindest findet man da schnell Bilder wo es so aussieht als gäbe es da zwei Anschlüsse.
Wie es da alles funktioniert weiß ich jetzt aber auch nicht, damit habe ich mich noch nicht beschäftigt.

http://www.maxrev.de/files/2014/07/thumbs/t_img_20140729_00379.jpg
https://www.stwtuning.de/item/images/48177/2000x2000/MP-WG32-45-r.JPG

hehe, ja das ist klar dass die keine K03 mehr fahren
die meisten haben externe Wastegates...aber die wollen ja auch gesteuert werden *g* aber da gehts wirklich etwas anders herzu.

Also kann man im großen und ganzen sagen: Der Maximal mögliche Ladedruck wird einzig und allein durch die Feder in der Druckdose begrenzt (abgesehen davon dass man die Vorspannung erhöhen kann, womit aber die Wastegate klappe nicht mehr soweit aufgeht wenn sie aufgehen soll...)

Zitat:

@Lehrling schrieb am 4. September 2017 um 13:30:05 Uhr:

Ok, also ist doch einzig und allein die Feder für den maximal möglichen Ladedruck verantwortlich,

Aber nein. Die Feder macht zwar bei 0,6 Überdruck suf, aber jeder 1Z kann mit 0,9 bar fahren, weil (wie schon gesagt) das MSG das N75 so ansteuert daß durch Beimischung von Luft in Normaldruck auch bei 0,9 bar auf der Ladeluftstrecke nur 0,6 bei der Dose ankommt. Ich find, das ist nicht so schwierig zu verstehen.

Zitat:

@Lehrling schrieb am 4. September 2017 um 13:30:05 Uhr:

Ok, also ist doch einzig und allein die Feder für den maximal möglichen Ladedruck verantwortlich, da bei höheren Ladedruck ja auch der Abgasdruck höher wird und so das Wastegate ungewollt öffnet da die Feder in der Druckdose zu schwach ist...

Ich glaub User "1781 ccm" hat diesen Begriff ins Spiel gebracht und Dich mit seiner Antwort verwirrt.

Wir sind hier auf der Seite der Ladeluftstrecke und da spielt nur der Ladedruck auf der Ladeluftstrecke und der (durch das N75 modifizierte) Druck auf der Verbindung N75 zur Druckdose eine Rolle, was anderes (wie z.B. Abgasgegendruck) spielt bei der Regelung hier nicht mit.

Zitat:

@Lehrling schrieb am 4. September 2017 um 13:30:05 Uhr:

so ein mist - genau das Problem habe ich an meiner karre momentan...das Wastegate macht schon bei 0.9Bar Ladedruck auf (unkontrolliert, selbst mit gezogenem Druckdosen-Schlauch)...mehr Ladedruck geht einfach nicht.
Wastegate vorspannung erhöhen, oder andere Druckdose?

Letzteres ist (sorry) etwas wirr:

(1)

Was hat du genau mit dem Schlauch angestellt, nur gezogen, oder das Ende auf der Ladeluftstrecke verschlossen ?

(2)

Wie misst Du den Ldedruck ?

(3)

Woher weisst Du, das das Wastegate auch bei gezogenem Schlauch aufmacht? Das macht nämlich dann gar nicht mehr auf, Ladedruck wird dann zu hoch, MSG nimmt als Reaktion Einspritzmenge zurück, Leistung sinkt (typischerweise wellenförmiger Vorgang) ...

(4)

Warum willst Du mehr Ladedruck ? Bei einem TDI führt höherer Ladedruck nicht zu mehr Leistung (nur zu höherem Verbrauch). Für mehr Leistung muß das MSG modifiziert werden, sodaß es mehr Einspritzmenge freigibt. Damit die Kiste dann nicht rußt, muß höherer Ladedruck realisiert werden, sorum läuft das.

Grüße Klaus

Das das Wastegate normalerweise über das N75 aufgedrückt wird durch ein Modifizierten Druck (Taktung des N75) ist mir bewusst.
Ich meinte aber die theorie, das das Wastegate unkontrolliert aufgedrckt wird, da der Teller des Wastegates nur auf den Auslass aufliegt und einzig und allein durch die Feder in der Druckdose mit einem definierten Druck auf das Loch drückt um es geschlossen zu halten.
Der Abgasstrom kann aber schon recht stark sein, und meine theorie war eben nun das der Abgasgegendruck den Teller anheben kann, sodass auch abgase über das Wastegate vorbeiströmen...

Diese Theorie ist gerade bei den 2L TSI motoren recht verbreitet im Netz...
http://www.iroc-forum.de/showthread.php?tid=24885
http://www.golfmkv.com/.../showthread.php?...
das Problem gibts wohl eben auch bei EVOs

Mehr Ladedruck weil gechipt :-)