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Verstanden

1. Reparatur

 

Der Motor F6l413V in meinem 170er Deutz wurde zu heiß. Recht zügig etwa im Verlauf von 2500 km waren es erst 130° (Da ist es mir aufgefallen) bis hin zu 155° am Kopf. Mehr nicht, das liegt vielleicht aber bloß am kalten Wetter, oder der Thermostat beginnt nun erst bei ~150° an zu regeln.

1. Ansatz: Zu wenig Öl. Nein.
2. Ansatz: Ölfilter dicht. Öl und Filter getauscht. (War eh fällig) Keine Besserung.
3. Ansatz: Schleuderfilter gereinigt - das war fällig, hat aber nicht geholfen.
4. Ansatz: Kühlrippen und Ölkühler gereinigt - kein Unterschied.
5. Ansatz: Unter der SW10 Notfallschraube am Thermostat den Kupferring entfernt. Die Schraube drückt ohne Kupferring die Kugel im Thermostat auf, schaltet also das Thermostat selbst also auf Vollgas. Der Lüfter heult hörbar und der Motor fällt auf der BAB von 150° auf 80° am Kopf.
6. Ansatz: Thermostat ausgebaut, zerlegt (Verzweiflungstat, eigentlich sollte man das nicht anfassen!) alles gereinigt und gängig gemacht. Keine Veränderung des Temperaturverhaltens.

Danach bin ich zur Deutzvertretung und habe einen neuen Thermostaten geordert. Die wollten aber etwa 900 EUR für das Teil haben, damit scheidet das Originalteil fürs Erste aus. Es bleibt die Reparatur des alten Teils (Benötigt jedoch eine Einstellung mit Passcheiben im Bereich vom hundertstel mm, das ist nicht so ganz einfach.) Da man dem Gehäuse des alten Thermostaten die letzten 35 Jahre ansieht, habe ich mich für Variante zwei entschieden:

Prüfen, ob sich nicht der preiswert, aus Bundeswehr-Lagerbestand erhältliche, Abgasthermostat der Motoren der 714er Serie verwenden lässt.

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Hier sieht man die beiden Thermostate. Der alte war unbeweglich im Auspuffkrümmer festgegammelt, erst nach dem ich den Krümmer mit dem Brenner ordentlich erhitzt habe, ließ sich das Thermostat ausschrauben. Eventuell kann es also notwendig sein, für den Tausch des Thermostat den Auspuffkrümmer auszubauen.

 

Das (saubere) Thermostat stammt von der Vielstoff-Ausführung des 714er Motors. Achtung: Nur die Vielstoff-Variante hat ein Abgasthermostat! Der normale 714 Motor hat ein Abluftthermostat welches hier unbrauchbar ist. Daher ist das Abgasthermostat des 714er so exotisch und entsprechend preiswert bei Ebay zu bekommen.

Man erkennt eine Gewisse Ähnlichkeit zwischen der Ausführung des 714 Motors (sauber) und der des 413 Motors (dreckig). Es fällt aber auf, dass das 714er unten einen Einstellhebel und einen weiteren Ölabgang (zum Membranversteller) hat.

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Also prüfen, ob ähnlich ist, was ähnlich aussieht: Wenn man den Nippel für den Ölzufluss abschraubt, kommen einem in beiden Fällen eine Feder und die Ventilkugel entgegen. Die Federn sind etwas unterschiedlich, das wird jedoch auf das Verhalten des Ventils keinen Einfluss haben. Denn: Die Ventilkugeln sind in beiden Fällen 9,5mm im Durchmesser. Das Dehnelement ist gleich lang, die Kugel hat den gleichen Durchmesser, alles spricht dafür, dass die Teile ein gleiches Verhalten haben.

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Ein Problem bleibt jedoch mit dem zusätzlichen Ölabfluss. Zum Einem konnte ich nicht eindeutig erkennen, ob die Baugruppen für diesen zusätzlichen Abgang einen Einfluss auf den Ölstrom zur Viscokupplung des Lüfters des Motors hat. Zum Anderen ergibt sich folgendes Problem: Mit seinem größeren Gehäuse lässt sich das 714er Thermostat nicht in den Krümmer des 413 schrauben. Es würde am Abgang des Krümmers zum nächsten Zylinder anstoßen. Den Krümmer zu demontieren, die Befestigung des Thermostat an eine andere Stelle zu schweißen und abschließend die Leitungen zum Thermostat neu zu verlegen - das muss auch einfach gehen!

Geht auch einfacher: Wir schneiden die zusätzliche Funktion des Thermostat einfach mit der Flex vom Gehäuse ab. Fertig, dann kann man es in den originalen Krümmer einschrauben und ist 100% sicher, dass es von der Seite keine Beeinflussung geben kann.

Vor dem Ansetzen der Flex alle empfindlichen Bauteile aus dem Ventil heraus holen und die Öffnungen mit Schrauben verschließen. Nur das vordere Gehäuse mit dem Dehnstab auf keinen Fall ohne höchste Not abschrauben! Der Abstand zwischen Ventil und Dehnstab ist auf 100stel eingestellt, unwahrscheinlich, dass die Einstellung nach dem Zerlegen der Verschraubung noch passt.

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Nun die Schnittfläche mit einer Fächerscheibe in der Flex plan und glatt schleifen, damit die Dichtungen vernünftig anliegen können. Als nächstes in die beiden Bohrungen ein Gewinde für eine Verschlusschraube schneiden. Vorne lässt sich direkt ein M8-Gewinde schneiden. Man muss aber einen Gewindebohrer für Sacklöcher verwenden, den man auf keinen Fall zu tief eindrehen darf, weil man sonst den Dehnstab beschädigt. Also die Tiefe der Bohrung zum Dehnstab ausmessen (in meinem Fall 14mm) und so am Gewindebohrer markieren, dass man diesen nicht versehentlich so tief eindreht.

Nachdem man das kleine Loch auf 5mm Aufgebohrt hat kann man hier ein M6 Gewinde einschneiden. Hier kann man innen nichts empfindliches kaputt machen und es ist auch kein Gewindebohrer für Sacklöcher notwendig.

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So, hier ist das Gehäuse fertig.

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Abschließend muss noch der Anschluss für die Kühlluft auf die selbe Länge wie beim Thermostat des 413 geschliffen werden, weil auch dieser sonst beim Einschrauben anstoßen würde. Unten erkennt man die Schrauben welche mit einem Kupferring die beiden Bohrungen im Gehäuse verschließen. Die M8-Schraube muss einen Kopf mit Innensechskant haben, damit sich die Schraubenköpfe nicht berühren. Nun kann das Thermostat eingebaut werden.

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Als erstes muss das Thermostat mit viel Kupferpaste in den Krümmer geschraubt werden. Anziehen aber erst, wenn alle Leitungen dran sind, und auch dann nur mit 30Nm (Daumen an die Schraube, nur den kleinen Finger an den Schlüssel - genug). Das 714 Thermostat ist etwa 10mm länger als das des 413, die Leitungen für den Ölzulauf und die Kühlluft lassen sich jedoch etwas Biegen, sodass sie passen. Völlig anders ist jedoch den Ölablauf zur Viscokupplung: Er sitzt beim 714er nach oben während er beim 413 nach unten angeschlossen wird. Außerdem hat er nur 8mm Leitungsdurchmesser im Gegensatz zu 10mm Leitungsdurchmesser beim 413.

Also muss die Leitung zur Viscokupplung (im Foto gelb markiert) angepasst werden.

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Da die originale Leitung im Spritzbereich des Vorderrads ziemlich rostig war, habe ich ein ganzes Stück der Leitung neu gebogen und mit einer Reduzierverschraubung 8auf10 nah des Luftpressers mit der Originalen Leitung verbunden.

Abschließen der Test: Die Nadel des Thermometers für die Kopftemperatur steigt schnell auf 100°C und bleibt dann dort. Am Bielefelder Berg wurden es 105° am Kopf, im Stadtverkehr fällt sie auch mal auf 90°. Bei dem perfekten Schaubewetter im Freien (1°C und Schneegraupel wechselt sich mit Nieselregen) sind das genau die Werte, welche ich haben möchte. Das 714er Thermostat funktioniert perfekt. Nach der Probefahrt alle Verschraubungen auf Dichtheit geprüft. Der Ölzufluss des Thermostat musste etwas nachgezogen werden.

Ein kleiner Nachteil bleibt: Der Abgasthermostat des 714 hat keine Notfallschraube mit man manuell die Kugel im Ventil abheben kann. Sollte dieser Thermostat kaputt gehen, so muss man den Nippel für den Ölzulauf herausschrauben und die Ventilkugel samt Feder entnehmen. Das ist etwas aufwändiger, aber danach steht die Lüftung auch auf Vollgas.

Reparaturkosten: 25EUR für das 714er Thermostat + 20EUR für den Ermeto-Kram an der neuen Leitung.

2. Analyse

Warum geht so ein Bauteil überhaupt kaputt? Ein offensichtlicher Schaden war am originalen Thermostat nicht zu erkennen und eine Reinigung aller Teile hat keine Abhilfe gebracht. Also gilt es herauszufinden, wie das Teil überhaupt funktioniert: Auf der Zeichnung lässt sich erkennen, dass der Dehnstift direkt die Kugel betätigt.

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Nun gab es im Vorfeld lange Diskussionen wie dieser Dehnstift überhaupt funktioniert. Viele waren der Meinung, dass es in dem Stift einen Dehnstoff gibt. Nun, ich habe ja nun den Stift aus dem alten Thermostat übrig. Also kann ich den mal etwas genauer unter die Lupe nehmen:

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Hier sieht man den Bösewicht. Nach dem Bürsten des Stifts lässt sich erkennen, dass er aus drei Teilen zusammengesetzt ist. Von links nach rechts: Dem Dehnelement, dem Kühlelement mit den sternförmigen Kühlrippen und der Betätigung der Ventilkugel mit einem Silikon-O-Dichtring.

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Von unten macht das Dehnelement den Eindruck es sei ein verschlossendes Rohr in welchem eine schwarze, bröselige Substanz sitzt.

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Die Bohrmaschine bringe jedoch die Wahrheit ans Licht: Das Dehnelement ist ein massiver Metallstift, innen ist es nicht hohl. Es ist lediglich unten etwas eingedreht, damit es nur außen am Gehäuse anliegt. Das Schwarze, bröselige Zeug ist lediglich Ruß bzw. Schlacke welche sich dort ansammelt.

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Das Material des Dehnelements ist mit unbekannt. Es rostet nicht und es ist auch kein Leichtmetall wie z.B. eine Aluminiumlegierung. Es bohrt sich auch eher wie Stahl. Die Späne ist hell und leicht gelb/rötlich. Von der Farbe her könnte es eine Bronze mit hohem Aluminiumanteil sein, dafür ist das Material jedoch zu schwer und zu hart. Was auch immer, ich habe ein wenig Angst vor giftigen Bestandteilen (Cadmium? Beryllium? o.Ä.) und habe daher nicht weiter daran herumgeschliffen. Eventuell ist es aber auch gewöhnlicher Edelstahl.

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Wenden wir uns dem Teil mit den Kühlrippen zu: Es sieht aus wie Kupfer oder Messing. Solches Material bietet sich hier auf Grund der guten Wärmeleitung auch an.

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Es fühlt sich beim Sägen deutlich wie Kupfer oder Messing an. Der Schnitt beweist es: Auch dieses Teil ist massiv, es gibt innen keinen Dehnstoff.

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Zuletzt habe ich das Ende des Stifts angeschliffen: Das Teil, was die Kugel im Ventil betätigt, wird gewöhnlicher Werkzeugstahl sein. Es ist hart, präzise und es rostet im unteren Bereich. Das Stahlbauteil ist direkt mit dem Kühlelement verbunden. Es gibt kein zusätzliches Element zur Wärmeisolierung.

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Hier die Fläche, welche die Kugel betätigt hat. Man kann erkennen wo die Kugel den Stift berührt hat. Auch dieses Bauteil ist Massiv, in seinem Inneren verbergen sich keine Geheimnisse.


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Zuletzt fällt auf, dass die Feder, welche das Dehnelement an den Boden des Gehäuses drückt, mit den Windungen zum Dehnelement hin enger zusammen sitzt. Eventuell wurde sie einmal stark erhitzt, sodass sie zur Hitze hin schwächer geworden ist. Dieses kann aber keine Ursache für einen zu heißen Motor sein. Wenn die Feder den Stift nicht mehr zurück drückt bleibt das Ventil offen stehen und der Motor wird zu kalt.

3. Interpretation

- Die Ursache für den zu heißen Motor lag darin, dass die Kugel im Ventil vom Dehnstift nicht angehoben wurde. Weil, als ich die Kugel durch entfernen der Kupferscheibe unter der Notfallschraube manuell angehoben habe, wurde der Motor wieder mehr als ausreichend gekühlt.

- Warum hebt der Dehnstab die Kugel nicht mehr an? Was kann an einer Massiven Metallstange überhaupt kaputt gehen? Nun, es gibt nur eine Möglichkeit: Die Stange hat sich verkürzt bzw. das Gehäuse gelängt. Da die Einstellung sehr genau ist, genügen hier minimale Abweichungen.

Ich gehe davon aus, dass das Dehnelement sich irgendwo verkantet hat. Die Längendehnung erzeugt eine gewaltige Kraft, sollte es irgendwo klemmen. Wenn nun gleichzeitig die Bauteile sehr heiß und damit ziemlich weich gewesen sind, so hat sich dabei etwas minimal verformt.

Das müsste auch bedeuten, dass man ein defektes Thermostat nur reinigen und neu einstellen muss, im Anschluss dürfte es wieder einwandfrei funktionieren.

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