Es gibt diese kleinen Teile am VW T4, über die man sich eigentlich erst Gedanken macht, wenn sie kaputtgehen oder irgendwann nicht mehr lieferbar sind. Genau aus solchen Situationen entstehen bei uns immer wieder neue Projekte.
Diesmal geht es um den Ansaugstutzen für den VW T4 2.5 TDI mit AHY- und AXG-Motor, passend als Ersatz für die OE-Referenz 7D0 129 627 A (7D0129627A).
Nach vier Prototypen, mehreren Änderungen, Strömungssimulationen, Probemontagen und Messfahrten können wir inzwischen sagen: Wir sind fast am Ziel.
Dabei ist aus einer ursprünglich geplanten Rekonstruktion deutlich mehr geworden. Wenn wir ein Bauteil ohnehin komplett neu konstruieren, möchten wir nicht einfach nur die vorhandene Geometrie übernehmen. Wir schauen uns an, wo aus unserer Sicht Verbesserungspotenzial besteht und versuchen, dieses sinnvoll zu nutzen.
Warum entwickeln wir solche Teile?
Die Antwort ist einfach: Wir wollen den VW T4 möglichst lange auf der Straße halten.
Unsere T4 sind inzwischen mindestens über 20 und teilweise deutlich über 30 Jahre alt. Gleichzeitig verschwinden immer mehr Originalteile aus den Regalen. Einige Komponenten sind bereits komplett entfallen, andere werden zunehmend schwieriger oder nur noch gebraucht erhältlich.
Genau hier sehen wir die Aufgabe von Delta Garage und unserer Community. Wenn wir die Möglichkeit haben, ein Bauteil sinnvoll zu rekonstruieren und dabei vielleicht sogar noch weiterzuentwickeln, versuchen wir es.
Das funktioniert natürlich nicht immer beim ersten Versuch. Unser neuer Ansaugstutzen ist dafür ein ziemlich gutes Beispiel.
Prototyp 1 – irgendwo muss man anfangen
Beim ersten Prototyp ging es zunächst darum, die grundsätzliche Konstruktion am Fahrzeug zu überprüfen. Stimmen die Anschlüsse und Befestigungspunkte? Gibt es Kollisionen mit anderen Bauteilen? Wie lässt sich der Stutzen montieren und wie viel Platz steht im Motorraum tatsächlich zur Verfügung?
Der erste Versuch war deshalb noch deutlich vom späteren Produkt entfernt. Aber genau dafür sind Prototypen da: einbauen, prüfen, Fehler finden und anschließend wieder zurück ins CAD.
Prototyp 2 – jetzt kam die Strömungssimulation dazu
Beim zweiten Prototyp ging es nicht mehr nur um die Passform. Ab diesem Entwicklungsstand haben wir angefangen, uns intensiv mit der Strömungsdynamik innerhalb des Ansaugstutzens zu beschäftigen.
Wir haben die Luftströmung, den Volumenstrom und insbesondere die entstehenden Turbulenzen innerhalb unserer Konstruktion simuliert. Einen besonderen Schwerpunkt haben wir dabei auf den Übergang zum Turbolader gelegt. Auf Grundlage unserer Analyse haben wir diesen Bereich vollständig neu ausgelegt und die Geometrie über mehrere Entwicklungsstufen optimiert.
Unser neuer Ansaugstutzen führt die Luft möglichst gleichmäßig von etwa 80 mm auf 60 mm am Übergang zum Turbolader. Die Innenkontur wurde anhand der Simulationen mehrfach angepasst, um abrupte Querschnittsänderungen, ungünstige Übergänge und unnötige Verwirbelungen zu reduzieren.
In unserer durchgeführten Strömungssimulation zeigt die aktuelle Geometrie nur geringe Turbulenzen innerhalb des Stutzens. Gleichzeitig zeigt sich ein gleichmäßiger Volumenstrom ohne auffällige Störung im Hauptkanal.
Auch die Kurbelgehäuseentlüftung haben wir in die Simulation einbezogen. Der Nebenkanal mündet direkt in den Ansaugstutzen und beeinflusst damit zwangsläufig die Hauptströmung. Unsere aktuelle Geometrie ist so ausgelegt, dass dieser Nebenstrom den Hauptvolumenstrom möglichst wenig stört.
Genau an diesem Punkt wurde aus einem einfachen Nachbau eine echte Neuentwicklung. Uns ging es nicht darum, einen möglichst großen Stutzen zu bauen. Entscheidend ist, wie sauber die Luft innerhalb unserer Konstruktion zum Turbolader geführt wird.
Prototyp 3 und 4 – die letzten Details
Beim dritten Prototyp waren die Erkenntnisse aus den Strömungssimulationen bereits weitgehend in die Konstruktion eingeflossen. Jetzt ging es hauptsächlich um die Feinheiten bei Passform, Montage, Anschlüssen und Abdichtung.
Der vierte Prototyp entspricht inzwischen nahezu dem geplanten Endprodukt. Die Geometrie steht, die Montage funktioniert und der Stutzen wurde bereits auf der Straße ausgiebig getestet.
Eine Kleinigkeit möchten wir vor der endgültigen Freigabe noch verbessern: Die Aufnahme beziehungsweise Positionierung des O-Rings wird noch einmal optimiert. Danach folgt ein abschließender Test.
Funktioniert der neue Ansaugstutzen auch mit einer Leistungssoftware?
Ja. Der aktuelle Entwicklungsstand wurde bereits auf einem AXG mit entsprechender Leistungssoftware gefahren und funktionierte bei unseren bisherigen Testfahrten stabil und unauffällig. Der Motor ließ sich völlig normal fahren und wir konnten während der Testfahrten keine Auffälligkeiten feststellen.
Natürlich wollten wir uns aber nicht nur auf das subjektive Fahrgefühl verlassen. Deshalb haben wir mit dem neuen Ansaugstutzen mehrere Messfahrten durchgeführt und dabei relevante Motordaten über VCDS aufgezeichnet.
Erfasst wurden unter anderem die Luftmasse, der Ladedruck, die N75-Ansteuerung und die Einspritzmenge. Für die Auswertung haben wir zwei Messfahrten herangezogen und zusätzlich jeweils einen Mittelwert gebildet.
Mit den bisherigen Ergebnissen sind wir sehr zufrieden. Besonders wichtig war für uns, dass die beiden Messfahrten sehr reproduzierbar verlaufen. Das ist in den Diagrammen gut zu erkennen, denn die Kurven der beiden Fahrten liegen über weite Bereiche sehr eng zusammen.
Die Luftmasse erreicht in den beiden Messfahrten Werte von über 1.100 mg/H. Der absolute Ladedruck liegt im oberen Drehzahlbereich bei rund 2.250 mbar und die Einspritzmenge erreicht rund 51 mg/H. Auch die N75-Ansteuerung zeigt über beide Messfahrten einen sehr ähnlichen Verlauf.
Für uns zeigen diese Messungen vor allem eines: Der aktuelle Entwicklungsstand arbeitet in unseren bisherigen Testfahrten auf dem verwendeten AXG-Testfahrzeug stabil und unauffällig. Mit der Reproduzierbarkeit der bisherigen Messungen sind wir sehr zufrieden.
Gemeinsam entwickeln und testen
Bei diesem Projekt arbeite ich wieder mit Roland Motzke vom Reifenservice Motzke zusammen. Ich kümmere mich hauptsächlich um Konstruktion, Entwicklung und Fertigung des Ansaugstutzens. Roland übernimmt die Themen rund um Dichtungen und Verrohrung, beispielsweise Silikonschläuche, Schellen und Verbindungselemente.
Gleichzeitig stellt Roland seinen VW T4 mit AXG-Motor für unsere Tests zur Verfügung. Serienmäßig leistet dieser 2.5 TDI 111 kW beziehungsweise 151 PS. Das Testfahrzeug fährt mit einer Softwareanpassung, die auf einen Leistungsstand von knapp 200 PS ausgelegt ist.
Damit haben wir ein interessantes Testfahrzeug für unsere Entwicklung.
Was wir inzwischen sagen können: Der aktuelle Entwicklungsstand funktioniert in unseren bisherigen Testfahrten stabil und unauffällig – auch auf dem von uns verwendeten AXG-Testfahrzeug mit entsprechender Leistungssoftware.
Als Nächstes geht es auf den Leistungsprüfstand
Bevor der Ansaugstutzen endgültig in den Verkauf geht, möchten wir einen Vergleich auf dem Leistungsprüfstand durchführen: Originalteil gegen unsere Neuentwicklung unter möglichst identischen Bedingungen.
Dann können wir genauer beurteilen, ob und in welchem Umfang sich Unterschiede bei Leistung, Drehmoment oder Motorverhalten feststellen lassen. Besonders interessant wird dabei die Messung auf dem bereits softwareoptimierten AXG-Testfahrzeug.
Ob sich dabei ein messbarer Unterschied ergibt, wissen wir aktuell noch nicht. Genau deshalb möchten wir diesen Test durchführen.
Die Ergebnisse werden wir natürlich ebenfalls veröffentlichen.
Warum fertigen wir den Ansaugstutzen aus PAHT-CF?
Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Entwicklung war das Material. Der Ansaugstutzen sitzt im Motorraum und muss entsprechend temperaturbeständig, mechanisch belastbar und formstabil sein.
Wir haben uns deshalb für PAHT-CF entschieden, ein hochtemperaturbeständiges und mit Kohlenstofffasern verstärktes Polyamid. Für unsere Anwendung bietet es einen sehr guten Kompromiss aus Temperaturbeständigkeit, Festigkeit, Formstabilität und Gewicht.
Einfach ist die Herstellung trotzdem nicht. Gerade bei einem Bauteil dieser Größe ist die Verarbeitung von PAHT-CF aufwendig und der komplette Druckprozess muss zuverlässig beherrscht werden.
Der große Vorteil liegt für uns aber in der Produktion. Wir können mehrere entsprechend ausgerüstete FDM-Drucker parallel einsetzen und damit auch größere Stückzahlen herstellen.
Eine Fertigung im SLA-Verfahren mit entsprechenden technischen Hochtemperaturharzen wäre ebenfalls denkbar gewesen. Bei einem Bauteil dieser Größe wäre die Produktion nach unserer derzeitigen Kalkulation allerdings deutlich teurer und unsere verfügbare Maschinenkapazität wesentlich stärker begrenzt.
PAHT-CF ist deshalb nicht pauschal „das beste Material“, aber für dieses Bauteil, unsere Anforderungen und unsere Produktionsmöglichkeiten aktuell die aus unserer Sicht sinnvollste Lösung.
Welcher Ansaugstutzen passt bei welchem VW T4?
Mit dieser Entwicklung haben wir inzwischen die zweite Variante eines Ansaugstutzens für den VW T4 rekonstruiert beziehungsweise neu entwickelt.
| OE-Referenz | Motorkennbuchstabe | Motor | Leistung | Status |
|---|---|---|---|---|
| 074 129 715 F | AJT | 2.5 TDI | 65 kW / 88 PS | bereits erhältlich |
| 074 129 715 F | AYY | 2.5 TDI | 65 kW / 88 PS | bereits erhältlich |
| 074 129 715 F | ACV | 2.5 TDI | 75 kW / 102 PS | bereits erhältlich |
| 7D0 129 627 A | AHY | 2.5 TDI | 111 kW / 151 PS | neue Entwicklung |
| 7D0 129 627 A | AXG | 2.5 TDI | 111 kW / 151 PS | neue Entwicklung / getestet |
Den Ansaugstutzen mit der OE-Referenz 074 129 715 F (074129715F) für die T4-Motoren ACV, AJT und AYY haben wir bereits im Programm:
Ansaugstutzen für Turbolader passend für VW T4 – 074 129 715 F bei Delta Garage
Mit der neuen Ausführung passend als Ersatz für die OE-Referenz 7D0 129 627 A (7D0129627A) kommen jetzt AHY und AXG mit 111 kW / 151 PS dazu.
Damit können wir mit unseren beiden Konstruktionen nach unserem aktuellen Entwicklungs- und Zuordnungsstand die Motorkennbuchstaben AJT, AYY, ACV, AHY und AXG abdecken.
Am Ende geht es um den Erhalt des VW T4
Genau solche Projekte sind der Grund, warum es Delta Garage und die Deltabus-Community gibt.
Der VW T4 wird nicht jünger und wir werden in den kommenden Jahren immer häufiger erleben, dass bestimmte Originalteile nicht mehr verfügbar sind. Deshalb versuchen wir Stück für Stück solche Lücken zu schließen.
Manchmal reicht es, ein bestehendes Teil sauber zu rekonstruieren. Manchmal entstehen vier Prototypen und irgendwann sitzt man vor einer Strömungssimulation und versucht herauszufinden, warum sich die Luft an einer bestimmten Stelle nicht so verhält, wie man es gerne hätte.
Genau das macht solche Projekte aber auch interessant.
Was wir mit unseren Produkten erwirtschaften, fließt immer wieder in neue Entwicklungen, Prototypen, Materialien und Tests. Ohne die T4-Community, die unsere Teile kauft, Fahrzeuge zum Testen zur Verfügung stellt, Erfahrungen teilt und uns auf Probleme aufmerksam macht, wären viele dieser Entwicklungen nicht möglich.
Deshalb an dieser Stelle auch ein Danke an alle, die unsere Projekte unterstützen und damit helfen, den VW T4 langfristig auf der Straße zu halten.
Beim neuen AXG-/AHY-Ansaugstutzen fehlen jetzt nur noch die letzten Details. Danach wollen wir auf den Prüfstand und herausfinden, ob sich die strömungstechnische Optimierung dort auch messbar bemerkbar macht.
Fortsetzung folgt.
Hinweis: Bei dem beschriebenen Ansaugstutzen handelt es sich um eine Eigenentwicklung der Delta Garage UG und nicht um ein Originalteil der Volkswagen AG. Die genannten Fahrzeug-, Motor- und OE-Bezeichnungen dienen ausschließlich der eindeutigen Identifikation der vorgesehenen Fahrzeuganwendung. Volkswagen, VW und gegebenenfalls weitere genannte Marken sind Marken ihrer jeweiligen Rechteinhaber.
