Hallo,
In dit artikel vertel ik iets over de VTG-lader; de turbolader met Variabele Turbinen Geometrie (Duits), ook wel VNT-turbo: variable nozzle turbo(Engels) of variabele turbo (Nederlands) genoemd.
Af en toe is er Engelse tekst zichtbaar in de foto's om een steeds groter wordende groep aan internationale bezoekers ook van dienst te kunnen zijn. De foto's zelf vertellen immers ook al grotendeels het verhaal.

Met dit artikel laten wij zien, hoe deze turbo, in de basis, in elkaar zit, hoe deze uit elkaar gehaald kan worden en hoe deze schoongemaakt kan worden.
We beschrijven hierbij handelingen. Als u dit zelf uitvoert, dan is dat uw risico en kunnen wij NIET aansprakelijk gesteld worden, voor enige schade, die mogelijk zou kunnen optreden door onoordeelkundig handelen van derden.
Als je niet precies weet waar je mee bezig bent, begin er dan niet aan!
Ook moet er bij werkzaamheden aan een turbo, met de grootste zorgvuldigheid en netheid gewerkt worden. Een klein foutje kan grote gevolgen hebben. Wij hebben het niet gedaan, maar het is ten ZEERSTE aan te raden om alle openingen af te dekken, zodat er geen vuil of rommel in de turbobehuizing kan komen. Met name in de olie aanvoer en afvoer kanaaltjes is dit zeer van belang!

Dit is het eerste artikel in een nieuwe look and feel van onze site. Veel lees en kijk plezier toegewenst :-)

We hebben als studieobject een Garrett variabele turbo gekocht, zoals die in de basis ook in een T4 TDI met 150 pk en in de T5 (qua principe) gebruikt werd/wordt en ook in andere merken en typen.

Eerst een stukje achtergrond. Een motor heeft lucht nodig en diesel om een te ontbranden mengsel te maken. Lucht wordt aangezogen door het luchtfilter en de langs stromende lucht wordt gemeten door de luchtmassa meter (binnenkort een ander artikel hierover). Het elektronische signaal van die luchtmassameter gaat richting de motorcomputer. De lucht gaat richting de turbo en komt het compressorwieltje tegen, de luchtdeeltjes (met daarin ongeveer 18% zuurstof) worden door het compressorwieltje gecomprimeerd (samengedrukt) waardoor dezelfde hoeveelheid lucht, minder ruimte in gaat nemen. Hierdoor past er in het oorspronkelijke volume veel meer lucht en dus meer zuurstof.

Het nadeel van comprimeren is dat de lucht hierdoor wel warmer wordt. Om het rendementsverlies door die toegenomen warmte wat te beperken wordt, de uit de turbo komende gecomprimeerde lucht door een interkoeler geleid. Een interkoeler is een soort van radiator, waar vanaf de ene kant warme samengedrukte (gecomprimeerde) lucht in komt, en de koelribben van de interkoeler worden blootgesteld aan langsstromende rijwind. Hierdoor komt gecomprimeerde lucht er gekoelder aan de andere kant van de interkoeler uit. Koelere lucht bevat naar verhouding meer zuurstof.

Die lucht gaat vanaf de interkoeler langs een (gecombineerde) temperatuur en druksensor. De metingen van de inlaattemperatuur en de inlaatdruk gaan ook elektronisch richting de motorcomputer. En hiermee gaat de motorcomputer de ontvangen signalen verwerken en een signaal sturen naar de brandstofpomp (aan de hand van ingestelde parameters in de kenvelden in de software(zie artikel motorische tuning)) hoeveel brandstof er ingespoten mag worden.

Hierdoor worden er uitlaatgassen gevormd en die komen door het uitlaatspruitstuk naar buiten. He maar daar zat de turbo toch op gemonteerd? Ja inderdaad, dus die uitlaatgassen worden worden in die turbo "geperst", ze kunnen tenslotte nergens anders heen. In dit uitlaatgedeelte van de turbo, zit een schoepenwieltje wat gaat draaien. Dit schoepenwieltje zit op een, door oliefilm gekoeld asje. Op de andere zijde van dit asje zit het eerder genoemde compressor wieltje en wordt dus indirect aangestuurd door de uitlaatgassen. Hoe meer uitlaatgassen, hoe harder het turbinewieltje gaat draaien, en dus te sneller compressorwieltje aan de inlaatzijde gaat draaien.

Als dit logisch is en is te volgen, dan gaan we een stapje verder. Hoe harder het compressorwieltje gaat draaien, des te harder is de aanzuiging door het luchtfilter, en des te hoger is de waarde van de luchtmassameter. Hier is echter een grens aan, en ook de maximale turbodruk is aan een grens gebonden. En die grens staat gedefinieerd in de motorcomputer. Kom je boven de maximale turbodruk, dan kan dit gevaarlijk zijn. Er moet dus een "beveiliging" zijn om de extra overdruk te kunnen lozen/kwijt te kunnen raken. En dit is dus via een wastegate. Een wastegate zorgt er voor dat er een ventiel open gestuurd wordt waardoor er steeds meer overdruk geloosd wordt en de turbodruk weer binnen de gestelde grenswaarden komt.

Even terughalen: na de interkoeler zit toch die (gecombineerde temperatuur-) druksensor? Het resultaat van die inlaatdruk meting gaat richting de motorcomputer, en naar behoefte kan de motorcomputer een elektronisch signaal naar een vacüumklep sturen. In ons geval een N75 klep. Die N75 zorgt ervoor dat er meer of minder vacüum naar de wastegate gaat. Meer vacüum betekend dat het drukdoosje het uitgaande asje wat intrekt, waardoor het korter wordt en hierdoor een interne klep opent. Die klep opent een bypass kanaal waardoor de overdruk kan ontsnappen. Zie ook het artikel tuning 2.0 voor plaatjes van een vaste turbo zoals die is toegepast op de T4 1,9 TD, 2,5 TDI van 88 en 102 pk.

Dit is een vrij grove manier om te reguleren en hierdoor valt ineens de turbodruk terug terwijl er nog steeds naar verhouding (te veel) brandstof ingespoten wordt.

Hierdoor is de verhouding lucht : brandstof dus niet optimaal; er is naar verhouding te veel brandstof; er vindt onvolledige verbranding plaats met roetvorming tot gevolg, totdat ook de ingespoten brandstofhoeveelheid weer in verhouding gebracht is met de hoeveelheid lucht.

Om dit effect te verkleinen en subtieler te reguleren, en het rendement van de turbo over het gehele toerengebied te vergroten zijn VTG-laders of VNT-turbo's ontwikkeld. Deze hebben door vacüum continue verstelbare venen waardoor ze altijd een optimale hoekverstelling hebben en dus een zo hoog mogelijk rendement van het turbinewiel en dus van de turbo. In het lage toerengebied wil je hem zo veel mogelijk gesloten hebben voor een snellere drukopbouw, en in het hoge toerengebied, zullen de venen open gestuurd worden, zodat ze als interne wastegate werken, en dus de overtollige druk lozen richting uitlaatsysteem (downpijp).

Een Garrett turbo met variabele turbine geometry, of te wel verstelbare venen(schoepen) om een zo optimaal mogelijk rendement te behalen.

De turbo heb ik 2de hands gekocht en de prijzen variëren hier behoorlijk van. We hebben een tijdje hierna uitgekeken en met name op eBay.de,

maar de prijzen daar werden we niet vrolijk van, het was tenslotte voor ons iets om van te leren, en om er een artikel over te schrijven, niet met de gedachte om hem te repareren en daarna te verkopen!

Uiteindelijk hebben we er eentje gescoord via Marktplaats.nl, voor een rot-koopje :-) --> prima geschikt dus voor dit artikel..

Iedere turbo bestaat in de basis, uit 2 gedeelten, het inlaat gedeelte waar de lucht naar binnen gezogen wordt,
en een uitlaat gedeelte waar door de langsstromende uitlaatgassen het schoepenwieltje(turbinewiel) gaat draaien en het compressorwieltje(op dezelfde as) aan de inlaatzijde lucht gaat comprimeren.
In dit bovenstaande plaatje zie we 2 openingen: in het midden de aanzuigkant met daarin het compressor schoepenwieltje, en aan de rechterkant van de afbeelding de aansluiting voor de slang die richting de inlaat van de motor gaat.

De uitlaatzijde van de turbo, we zien hierbij ook 2 openingen, de ovale aan de rechter zijde, daar wordt de turbo op het uitlaatspruitstuk gemonteerd,
en de ronde opening in het midden(met het turbine wiel zichtbaar) waar de downpijp van het uitlaatsysteem tegenaan gemonteerd wordt.
Daarvoor heb je een paar methoden, bij de T5 en zoals bij deze turbo vindt de montage van de downpijp plaats met een zogenoemde V-klem.
Bij de T4 wordt de downpijp over 3 draadeindjes geschoven en vastgezet met 3 koperen moertjes, maar ook C-klemmen zijn mogelijk.

In het midden van de foto is er nog een onderdeel zichtbaar wat we nog niet eerder gezien hebben, en dat is de wastegate.
Een wat? zult u zich misschien afvragen. Een wastegate is een soort van doosje met een uitgaand stangetje wat al gelang de aansturing door druk of vacüum, korter wordt of maximale lengte blijft.
In het geval van de T4 werkt het met vaccuum en we proberen het zo eenvoudig mogelijk uit te leggen.

Door vacüum op het drukdoosje te zetten, wordt het uitgaande stangetje korter, en dat kan in de turbo een klep bedienen. Door die klep te openen kan overtollige druk geloost worden.

In bovenstaande afbeelding zie je de wastegate op zijn eigen montage beugeltje tegen de turbo gemonteerd, en in dit geval met 3 boutjes vastgemaakt tegen het turbinehuis.

We gaan de turbo uit elkaar halen en eerst de wastegate verwijderen. Het uitgaande asje zit aan het einde op een heveltje wat de interne venen-verstelling aanstuurt. dit zit geborgd met een soort van C-clip.

De C-clip verschuiven in de pijl-richting en het uiteinde van het asje schuiven we over het actuator asje (interne wastegate aansturings asje).

Wastegate aansturing los van het actuator asje.

De wastegate aansturing zit vast op een beugeltje (bracket) met 3 boutjes die in het turbine huis geschroefd zitten en dus een dubbele functie hebben.

De 3 boutjes verwijderd en de wastegate aansturing in de pijlrichting verwijderen.

Het interne wastegate aansturingsdoosje(vacüumpotje) ligt gedemonteerd naast de VTG-lader.

Een wat meer gedetaillerde foto van het actuator asje. Dat is een extern (buiten de turbo) asje wat intern de verstelling van de venen overbrengt.

We pakken nu een kunststof hamer en verwijderen de overige boutjes (in ons geval 2 resterend), en tikken voorzichtig op de gietijzeren turbinewiel behuizing. Dit kan wel wat hebben.
Zeker niet op de aluminium behuizing van het compressorwiel tikken of slaan!! Dit kan scheuren en nlijvende schade veroorzaken!
eventueel van te voren al goed inspuiten met kruipolie om demontage te vergemakkelijken.

Het turbine gedeelte van de behuizing los, en hierdoor zijn de turbineschoepen van de core(kern of hart van de turbo) zichtbaar geworden.

Tsja, een wat meer gedetailleerde foto waarbij goed de roetdeeltjes zitbaar zijn(soot in het Engels).

We hadden het een paar foto's geleden over het actuator asje, het externe (buiten de turbo) aanwezige overbrengingsasje waarmee de venen versteld kunnen worden.
Binnen in de turbo ziet dat er zo uit.

En in die buurt zit ook een pas pen (Dowel in het Engels) zodat je hem altijd op dezelfde plaats terug moet monteren, anders past het niet.

Die pas pen past in de behuizing op deze plaats.. Puntje komt bij paaltje principe, of sleutel slot principe zo je wilt.

We hebben eerst wat roet verwijderd rondom het turbine wiel. het soort van hondebotje(palletje op 6 uur) brengt de verstelling van de wastegate vanaf de buitenzijde van de turbo over aan de in de binnenzijde gelegen actuator-ring, die weer de venen verstelt.

Vervolgens hebben we een oude tandenborstel en wat tandenstokers/saté-prikkers gepakt en de rest wat opgezuiverd. Ga je voor superschoon,
dan kun je nog denken om het in een ultrsoonbadje te leggen.

Vaak geven variable turbo's, ook wel VNT-turbo's of VTG-laders genoemd, problemen met de verstelling. het verstellingsmechanisme gaat op den duur vastzitten door aangekoekte roetdeeltjes en hoe je dit schoon kunt maken laat ik verder hieronder zien.

Allereerst gaan we, VOORDAT we ook maar iets uit elkaar halen, markeringen aan brengen, zodat we later precies weten hoe we het terug moeten plaatsen, en nog belangrijker , waar het precies hoort. Doe dit, het kan je veel ergernis en tijd besparen. Doe je het niet, dan kan mogelijk de venen-verstelling niet goed werken.

We hadden natuurlijk al latex handschoentjes aangedaan om met chirurgische precisie de boel te verwijderen en schoon te maken. Hier verwijderen we de actuator-ring, die er normaal voor zorgt, dat het interne wastegate overbrengings palletje, via de actuator-ring, de venen daadwerkelijk versteld.

De variabele venen aansturings palletjes die intern weer de daadwerkelijke corresponderende vane(Nederlands: vleugel) kan bewegen. Iedere vane heeft zijn eigen palletje.

Hier hebben we de nozzle (palletjes) al wat schoongemaakt, even vlug met een tandenborstel.

We gaan hem nog verder open maken, en die nozzle guide plate(Nederlands: venen-verstel gedeelte) gaan we ook demonteren. In deze turbo zit het vast met 3 torx boutjes.

Voordat je gaat verwijderen, eerst goed markeren!

Goed markeren dus, het kan je later veel tijd besparen, en ergernis en problemen :-)

Duidelijk toch? Hier kunnen we bij weer monteren alvast geen fout meer mee maken.

Mooi he, de gehele plaat met de venen-verstelling uit de turbo gehaald.

He wat is dat nu? Onder de plaat zitten nog 3 spacers, welke ruimte maken voor de venen, zodat ze kunnen bewegen, en aan de sporen binnenin, is die ruimte krap. Ook hier zien we weer roetdeeltjes, die een verstelling van de venen kunnen beïnvloeden.

De venen verstel plaat kaal en naakt op tafel, dit is dus de aansturings kant die we zien.

En nu een blik van de de zijde die aangestuurd wordt. De individuele venen zijn goed zichtbaar. Je kunt dit gedeelte eventueel ook in een ultra-soon badje leggen om super schoon te maken.

Voor dit artikel heb ik even vlug een borsteltje er langs gehaald om het schoon te maken.

Nu we toch de venen-verstellings-plaat uit de behuizing hebben, kunnen we meteen de behuizing ook goed onderzoeken en goed schoonmaken.

Hierna plaatsen we de spacers terug in de behuizing.

En nu de venen verstelplaat weer terug in de behuizing en over de spacers. En nu komt de aangebrachte markering voor het eerst goed van pas!

Dan de Torx-boutjes die door de spacers passen even handvast in de behuizing schroeven en de verstellings testen ---> kunnen alle venen vrij bewegen?

Dan de actuator-ring schoonmaken (ultr-soon) of in ons geval even met een oude tandenborstel.

De actuator-ring heeft wat "slijtage-plekjes". Dit komt door de spacers die in dat gebied zitten, gelukkig hadden we de actuator-ring ook goed gemarkeerd, zodat we weten wat de bovenzijde is, en hoe dit in de behuizing terug moet :-)
en geloof ons, er zit verschil in, en past maar op één (de juiste) manier!

Die spacers hebben een dubbele functie, ze zorgen er voor, dat de actuator-ring wat zweeft, en ze zorgen voor een soort van lagering, zodat de actuatorring vrij kan beweging binnen marges.

Voordat we het terug gaan plaatsen, zullen we de spacers ook even schoonmaken, en ook hier zien we roet-deeltjes.

Je doet het goed, of je doet het niet; Peter geconcentreerd in actie.

De actuator-ring weer terugplaatsen, waarbij we rekening houden met de aangebrachte markering! En vooral wat is de bovenzijde? Heel belangrijk dus, die markering.

We weten hoe de ring weer in de behuizing moet zitten, we hadden immers gemarkeerd, nu die palletjes weer in die ring frommelen ;-)

Zo de ring zit weer waar die hoort, en ook alleen de ring.

Lekker werkje hoor, zo in het zonnetje :-)

Dan gaan we de spacers/lagertjes er weer in zetten en de metalen staafjes om ze op hun plek te houden. Qua hoogte klopt het ook weer mooi ten opzichte van de palletjes van de venen.

Nu even testen of alles vrij kan bewegen en of de venen zichtbaar worden als we hem helemaal open zetten, en of alle venen netjes zitten. Zo ja, dan kunnen we de torx-boutjes vast zetten.

Goed de uitlaatzijde was klaar en nu gaan we de inlaatzijde open maken, dus we gaan weer markeren, want anders heb je (in ons geval 4) verschillende mogelijkheden om hem terug te monteren.

De inlaatzijde behuizing ook verwijderd, en we zien nu de naakte core in de zon. Aan de bovenzijde zien we een opening met wat schroefdraad, dat is een olie kanaal wat gebruikt wordt voor smering van de turbo. Een turbo draait zo ontzettend veel toeren, soms tot wel over de 100.000 rpm, dat olie ook meteen als een soort van lagering functioneert. Het interne asje draait dus in een oliebad. Zie ook het artikel over motorische tuning op onze site.

Aan de binnenzijde van de compressorzijde van de turbo kan wat olie zitten, die kan komen, doordat de carter-ontluchting vaak vastzit op de inlaatbuis die naar de turbo gaat. Ook kan het komen door olie lekkage van een kering van de turbo.

In ons geval was de behuizing voorzien van 4 boutjes.

We gaan alles weer terug monteren nadat alles schoongemaakt is.

Het binnenste van de turbo weer samenbrengen met de behuizing van de turbine.

LET OP: het turbine wiel aantikken kan tot in-balans leiden, met schade nadien tot gevolg!

De boutjes weer vastschroeven in de turbine behuizing, en de wastegate-beugel weer monteren.

Nadat alles weer in elkaar zit, en er een nieuwe C-klem gemonteerd is, zijn we klaar met de werkzaamheden.

Nog 2 afbeeldingen, als de stand van de venen zoals bovenstaande foto is, dan zal er druk geloosd worden. De wastegate heeft dus de actuator-ring aangestuurd en de venen geopend.

Als we druk willen opbouwen dan worden de venen dichtgestuurd, waardoor er geen druk kan ontsnappen, en dus het turbinewieltje harder gaat draaien, en ook dus het compressorwieltje aan de andere zijde van het asje ook sneller gaat draaien en dus meer druk op gaat bouwen..

 

We hopen dat jullie dit artikel informatief en interessant vonden en dat het leerzaam was.

Hartelijk dank voor het lezen en wellicht veel plezier bij het lezen van andere artikelen op onze site.