Warum kann ein neuer Turbolader kaputtgehen? 7 Ursachen außerhalb des Turboladers

Ein neuer Turbolader kann beschädigt werden, wenn nach dem Ausfall des vorherigen Laders dessen eigentliche Ursache im Fahrzeug verbleibt. Das neue Bauteil nutzt denselben Schmierkreislauf, denselben Ansaug- und Abgastrakt und arbeitet unter denselben Verbrennungsbedingungen. Deshalb muss vor dem Einbau eines weiteren Turboladers nicht nur festgestellt werden, was beschädigt wurde, sondern auch, welcher Mechanismus dazu geführt hat. Der Zustand des ausgebauten Turboladers kann die Richtung dieser Diagnose weisen, bestätigt für sich allein jedoch noch keine konkrete Ursache.

Die folgenden Schlussfolgerungen stützen sich auf wiederkehrende Schadensfälle an Turboladern sowie auf Informationen von Werkstätten, die sich mit Aufladesystemen befassen. Die über 20-jährige Branchenerfahrung von Wiatreo erlaubt es, einen beschädigten Turbolader nicht nur als auszutauschendes Teil zu betrachten, sondern auch als Informationsquelle über Probleme in den Systemen, die mit dem Motor zusammenwirken. Diese Praxis zeigt, warum vor dem Einbau eines neuen Bauteils die Systeme geprüft werden müssen, die die zum Ausfall des vorherigen führenden Bedingungen geschaffen haben könnten.

7 Ursachen für einen Turboladerschaden außerhalb des Turboladers selbst

Verschlissene Lager, beschädigte Schaufeln des Verdichterrads und eine überhitzte heiße Seite führen die Diagnose in unterschiedliche Richtungen. Vor dem Einbau eines weiteren Turboladers müssen deshalb die Systeme geprüft werden, die dessen Schmierung, Luftdurchsatz, Abgasdruck oder Verbrennungsbedingungen verändert haben könnten. Dasselbe Symptom kann mehrere Quellen haben, sodass das Auffinden des Schadens die Ursachensuche noch nicht beendet.

1. Schmierungsprobleme: Ölmenge, Öldruck und Öleigenschaften

Welle und Gleitlager des Turboladers werden durch einen Ölfilm getrennt. Ölmangel, zu niedriger Druck, falsche Viskosität oder eine zu geringe Temperaturbeständigkeit des Öls verschlechtern die Schmierung. Im Extremfall läuft die Welle ohne ausreichende Schutzschicht, was zum Verschleiß der Lagerflächen, zu vergrößertem Spiel und zum Fressen führt, in schweren Fällen auch zu einem Schaden an der Welle.

Das Problem wirkt auch in die entgegengesetzte Richtung. Ein zu hoher Druck, beispielsweise infolge einer fehlerhaft arbeitenden Ölpumpe, kann das Eindringen von Öl in die Ansaug- oder die heiße Seite und die Bildung von Ablagerungen begünstigen. Zu lange gefahrenes Öl verliert seine Schutzeigenschaften, oxidiert und verkokt, und die Ablagerung verschlechtert den Durchfluss sowie die Bewegung der beweglichen Teile. Die Verkokung wird auch durch das Abstellen eines stark erhitzten Motors unmittelbar nach hoher Last begünstigt, wenn der Ölkreislauf bei noch hoher Turboladertemperatur zum Stillstand kommt.

Vor dem Einbau eines weiteren Bauteils sind daher Ölstand und Ölspezifikation, der Druck im System, die Funktion der Pumpe sowie die Durchgängigkeit der Ölzuleitung zu prüfen. Der bloße Austausch des Turboladers verbessert keinen dieser Parameter.

2. Verstopfter Ölrücklauf und gestörte Druckdifferenz

Eine funktionierende Ölversorgung genügt nicht, wenn das Schmiermittel den Turbolader nicht ungehindert verlassen kann. Eine verengte, verkokte, geknickte oder falsch verlegte Rücklaufleitung erzeugt Gegendruck im Gehäuse. Öl kann dann in den Ansaug- oder Abgastrakt gelangen, wo die hohe Temperatur seine Verbrennung und die Bildung harter Ablagerungen begünstigt.

Ein ähnliches Bild kann bei einer falschen Druckdifferenz zwischen Ansaug- und Abgasseite entstehen. Ein Widerstand auf der einen Seite kann das Herausdrücken von Öl auf der anderen begünstigen; deshalb beweisen ölige Leitungen, Rauchentwicklung und ein Abfall des Ladedrucks noch keinen Schaden an den inneren Bauteilen des Turboladers. Zusätzlich kann ein erhöhter Kurbelgehäusedruck den Ölablauf verschlechtern, weshalb sich die Prüfung bei solchen Symptomen nicht auf die Rücklaufleitung allein beschränken sollte.

Die unter solchen Bedingungen entstehende Ölkohle kann mit der Zeit die Bewegung der Mechanismen einschränken, die den Abgasstrom regeln. Vor dem Einbau eines neuen Turboladers muss daher geklärt werden, warum das Öl nicht ordnungsgemäß abfloss, statt die Undichtigkeit selbst als vollständige Diagnose zu betrachten.

3. Undichter Ansaugtrakt, Luftfilter und Verunreinigungen

Der Ansaugtrakt kann den Turbolader auf mehrere Arten belasten. Ein verschmutzter Filter begrenzt den Luftdurchsatz, während ein beschädigtes oder schlecht sitzendes Filterelement, ein undichtes Gehäuse oder eine Undichtigkeit vor dem Verdichter ungefilterte Luft, Staub und kleine Fremdkörper zum Laufrad gelangen lassen können. Undichtigkeiten in den Leitungen verändern zudem den Luftdurchsatz und erschweren das Erreichen des erwarteten Ladedrucks.

Harte Partikel, die auf das schnell drehende Verdichterrad treffen, wirken wie ein Schleifmittel. Sie zerstören allmählich die Kanten der Verdichterradschaufeln oder der Welle, erzeugen Mikroschäden und verändern die Massenverteilung des Laufzeugs, was dessen Auswuchtung verschlechtern und die Belastung von Welle und Lagern erhöhen kann. Ein weiteres Problem sind Öl und Ölkohle, die sich im Ansaugtrakt ablagern, denn eine große Ablagerungsmenge ist ein Signal dafür, deren Quelle zu ermitteln, bevor sie den Durchfluss einschränkt oder weiter in das System gelangt.

Spuren mechanischer Einschläge auf der kalten Seite führen die Diagnose somit in Richtung Filter, Filtergehäuse und den Abschnitt des Ansaugtrakts vor dem Verdichter. Ein Ladedruckabfall ohne solche Spuren erfordert dagegen eine Prüfung der Dichtheit von Leitungen und Verbindungen.

4. DPF, Katalysator und OPF: wenn das Problem im Abgastrakt beginnt

Ein verstopfter DPF oder ein übermäßig eingeschränkter Durchfluss durch den Katalysator erhöhen den Abgasgegendruck. Mit steigendem Widerstand nimmt die thermische Belastung der heißen Seite zu, und die Abgase verlassen das System nicht unter den konstruktiv vorgesehenen Bedingungen. Die Folge können Überhitzung, Ölaustritt, Ladedruckschwankungen, beschleunigter Verschleiß der Lagerung und Leistungsverlust sein.

Hohe Temperatur und Ruß können außerdem zur Verkokung des Öls führen und die Bewegung des VTG-Mechanismus oder des Wastegates einschränken. Dann beginnt das ursprüngliche Abgasströmungsproblem auch die Ladedruckregelung zu beeinflussen. Bei Ottomotoren erfordert der OPF ähnliche Aufmerksamkeit, denn eine Strömungsstörung bei hoher thermischer Belastung kann die Arbeitsbedingungen von Turbinengehäuse, heißer Seite und Wastegate verschlechtern.

Ein gesonderter Hinweis ist ein gerissener oder undichter Abgaskrümmer. Entweichende Abgase vor der Turbine verringern die am Laufzeug ankommende Energie und können sich durch Unterladung, Leistungsverlust oder den Fehlercode P0299 äußern. Deshalb sollte die Prüfung bei überhitzter heißer Seite oder instabilem Ladedruck die Durchgängigkeit von DPF und Katalysator, den Zustand des OPF bei den entsprechenden Motoren sowie die Dichtheit des Krümmers und der übrigen Abgasanlage umfassen.

5. AGR und gestörter Abgasstrom

Das AGR-System verändert die Menge der in den Motor zurückgeführten Abgase, weshalb seine ordnungsgemäße Funktion auch für die Betriebsbedingungen der Aufladung von Bedeutung ist. Ein verschmutztes, verstopftes oder instabil arbeitendes Ventil kann Strömung und Druck auf der Abgasseite stören. In der Folge können Ladedruckabweichungen, Leistungseinbrüche und Rauchentwicklung auftreten.

In vielen modernen Dieselmotoren arbeiten Niederdruck- und Hochdruck-AGR mit dem DPF und den übrigen Bauteilen der Abgasnachbehandlung zusammen. Das bedeutet nicht, dass jeder Defekt an einem dieser Systeme automatisch als Ursache des Turboladerschadens gelten kann. Es muss festgestellt werden, ob sich Abgasstrom, Gegendruck oder Ladedruckparameter tatsächlich verändert haben.

Ähnliche Symptome kann ein defekter VTG/VNT-Mechanismus oder ein elektronisches Stellglied hervorrufen. Diese Bauteile sind jedoch nicht zu den externen Schadensquellen zu zählen, da sie zum Turbolader selbst gehören und eine gesonderte Beurteilung erfordern.

6. Einspritzdüsen, Einspritzmenge und Kraftstoffparameter

Ein modernes Einspritzsystem steuert Zeitpunkt, Menge und Art der Kraftstoffzufuhr sehr präzise. Bei Bosch-Common-Rail-Lösungen erreicht der Einspritzdruck 2.500 bar. Der Verschleiß eines Injektors oder eine Abweichung seiner Korrekturwerte kann den Verbrennungsverlauf deutlich verändern. Eine verschlissene Düsenspitze kann eine falsche Menge abgeben oder den Kraftstoff schlecht zerstäuben, und dann ändern sich Temperatur und Zusammensetzung der Abgase, die die Turbine antreiben.

Eine zu geringe Menge kann zu Leistungsverlust führen und das Zusammenspiel von Motor und Aufladesystem stören. Eine zu große Menge oder eine fehlerhafte Zerstäubung begünstigen unvollständige Verbrennung, Rußbildung und eine höhere thermische Belastung des Abgastrakts. Deshalb kann ein Fall, in dem DPF oder Turbolader getauscht, die Injektoren aber nicht geprüft wurden, mit der Rückkehr des Problems enden.

Von Bedeutung ist auch ein Kraftstoff, der den Anforderungen des konkreten Motors entspricht. Falsche Parameter, darunter eine unpassende Cetanzahl beim Diesel, ein erhöhter Schwefelgehalt oder Verunreinigungen, die die Bildung von Ablagerungen begünstigen, können den Verbrennungsverlauf und die Sauberkeit des Systems verschlechtern. Bei Überhitzung oder starker Ölkohlebildung sind daher die Injektorkorrekturen und die Verbrennungsparameter zu prüfen, statt mit einem weiteren Turbolader zu beginnen.

7. Motorschäden und Fremdkörper auf der heißen Seite

Nicht jede äußere Ursache entwickelt sich allmählich. Ein Bruchstück eines beschädigten Bauteils der Kolben-Zylinder-Gruppe kann mit den Abgasen direkt in den heißen Teil des Turboladers gelangen. Ein Beispiel ist die Beschädigung eines Ölabstreifrings, dessen Bruchstück auf das Turbinenrad treffen, die Schaufeln beschädigen und zu weiteren Schäden am Laufzeug oder an der Welle führen kann.

Die Spuren eines solchen Einschlags haben einen anderen Charakter als allmählicher Verschleiß durch Öl oder Temperatur. Den nächsten Turbolader einzubauen, ohne die Quelle der Bruchstücke zu finden, bedeutet, einen schwerwiegenderen Schaden im Motor selbst zu belassen. Deshalb erfordert ein mechanischer Schaden von der heißen Seite die Prüfung, was in den Zylindern und auf dem Abgasweg vor der Turbine geschehen ist.

Die sieben beschriebenen Bereiche erschöpfen nicht die Defekte, die im Turbolader selbst entstehen können. Ein Fabrikationsfehler, Materialermüdung, der Eigenverschleiß der Lager, Überhitzung, eine schlechte Auswuchtung des Laufzeugs, eine blockierte variable Turbinengeometrie oder ein defekter Steller bilden eine eigene Gruppe und können ähnliche Symptome hervorrufen. Wird eine externe Ursache nicht bestätigt, wird der Zustand des alten Bauteils zum Ausgangspunkt für die Unterscheidung dieser beiden Schadensgruppen.

Was die Spuren am alten Turbolader über die Richtung der weiteren Diagnose aussagen

Eine Spur am beschädigten Turbolader weist die Richtung der Diagnose, bestätigt aber für sich allein noch nicht die Schadensquelle. Dieselbe Schadensart kann unter mehreren verschiedenen Bedingungen entstehen, weshalb zunächst der Zustand des Bauteils genau zu dokumentieren ist.

Bei der Prüfung sollten festgehalten werden:

•         Zustand des Verdichterrads und der Schaufelkanten

•         Zustand des Laufzeugs, der Lager und der CHRA (Rumpfgruppe)

•         Axial- und Radialspiel

•         Vorhandensein von Öl, Ölkohle und Ablagerungen

•         Überhitzungsspuren auf der heißen Seite

•         Zustand und Bewegungsbereich der VTG/VNT sowie das Ergebnis der Stellerprüfung.

Eine einzelne Spur genügt in der Regel nicht, um die Schadensquelle zu benennen; sie muss daher mit der Prüfung der entsprechenden Fahrzeugsysteme zusammengeführt werden.

Das weitere Vorgehen lässt sich in fünf Schritten zusammenfassen:

1.       Den Schaden am alten Turbolader dokumentieren.

2.       Die Systeme bestimmen, die solche Bedingungen geschaffen haben könnten.

3.       Die Hypothesen mit Werkstattdiagnostik bestätigen oder ausschließen.

4.       Die bestätigte Ursache beseitigen und das System erneut prüfen.

5.       Erst dann den nächsten Turbolader einbauen und die Ladedruckparameter überprüfen.

Der Einbau eines weiteren Turboladers sollte erst erfolgen, nachdem die Quelle des vorherigen Schadens bestätigt und beseitigt oder eine externe Ursache zuverlässig ausgeschlossen wurde. Andernfalls wird das nächste Bauteil einem ungeklärten Schadensmechanismus ausgesetzt.

Häufige Fragen vor und nach dem Einbau eines neuen Turboladers

Was ist vor der ersten Inbetriebnahme des neuen Turboladers mit dem Ölsystem zu tun?

Es sind frisches Öl der geforderten Spezifikation und ein neuer Filter zu verwenden sowie die Durchgängigkeit der Zulauf- und Rücklaufleitung zu bestätigen. Vor der ersten Inbetriebnahme ist der Turbolader mit frischem Öl zu befüllen und anschließend die Ölzufuhr zu seiner Lagerung gemäß der Herstellerprozedur sicherzustellen. Bereits die ersten Betriebssekunden ohne ordnungsgemäße Schmierung können ausreichen, um die Lagerung zu beschädigen.

Was ist nach einem Turboladerschaden mit dem Ladeluftkühler? Reinigen oder tauschen?

Das hängt von der Schadensart ab. Öl und Ablagerungen sind gemäß der Herstellerprozedur aus dem System zu entfernen. Hat jedoch ein mechanischer Schaden am Verdichterrad Metallpartikel hinterlassen, kann eine bloße Spülung des Ladeluftkühlers deren vollständige Entfernung nicht sicherstellen. In einem solchen Fall kann ein Austausch des Ladeluftkühlers erforderlich sein, damit die Verunreinigungen später nicht in den Motor gelangen.

Kann man nach dem Turboladerwechsel sofort losfahren?

Nein. Nach der ordnungsgemäßen Vorbereitung des Ölsystems ist der Motor zunächst im Leerlauf zu starten und die Dichtheit der Öl-, Ansaug- und Abgasverbindungen zu prüfen. Nach dieser Kontrolle ist der Ölstand erneut zu prüfen. Erst wenn keine Undichtigkeiten vorliegen und das System einwandfrei arbeitet, kann zur Probefahrt und zur Überprüfung der Ladedruckparameter gemäß der Herstellerprozedur übergegangen werden.

Bedeutet Rauchentwicklung nach dem Turboladerwechsel einen Defekt des neuen Bauteils?

Nicht immer. Öl, das nach dem vorherigen Schaden im Ladeluftkühler oder im Ansaugtrakt verblieben ist, kann auch nach dem Einbau eines neuen Turboladers Rauchentwicklung verursachen. Bleibt das Symptom bestehen, sind die Sauberkeit des Systems, die Durchgängigkeit des Ölablaufs sowie der Kurbelgehäusedruck und die Funktion der Kurbelgehäuseentlüftung zu prüfen, bevor das neue Bauteil als Ursache des Problems angesehen wird.

Bedeutet ein Pfeifen nach dem Turboladerwechsel einen Schaden am Lader?

Nicht immer. Ein lautes oder neu aufgetretenes Pfeifen kann durch Undichtigkeiten der Leitungen, des Ladeluftkühlers, der Verbindungen des Aufladesystems oder der Abgasanlage verursacht werden. Zuerst ist daher die Dichtheit des Luft- und Abgaswegs zu prüfen. Erst nach dem Ausschluss dieser Ursachen sollte der Turbolader selbst diagnostiziert werden.