Vakuumpumpe

Vakuumpumpe eines 5-Zylinder-Dieselmotors

Funktion

Die Vakuumpumpe (auch Unterdruckpumpe) erzeugt einen permanenten Unterdruck, der in vielfältiger Art im T4 genutzt wird. Eine wesentliche Nutzungsebene hat höchste Sicherheitsrelevanz: die Bremsanlage. Der Unterdruck reduziert den menschlichen Kraftaufwand am Bremspedal erheblich. Falls die Funktion der Vakuumpumpe nicht mehr und nur noch eingeschränkt gewährleistet ist, führt dies unweigerlich zum teilweisen bis nahezu totalen Verlust der Bremswirkung des T4.

Die Vakuumpumpe ist nur bei den Dieselmotoren verbaut. Bei den Benzinmotoren wird der Unterdruck im Saugrohr genutzt.

Bei den 4-Zylindermotoren wird die Vakuumpumpe von der Zwischenwelle angetrieben.

Vakuumpumpe eines ABL

An den 5-Zylindermotoren ist die KPSA-Variante des Herstellers PIERBURG verbaut (KPSA = KolbenPumpe mit StößelAntrieb). Diese Bauart wird über eine eigene Nocke der Nockenwelle (5) angetrieben, der Zwischenstößel (4) leitet die Impulse kraftschlüssig zum Pumpenstößel (3) weiter, der wiederum letztendlich den Kolben (2) bewegt. Durch die Kolbenbewegung wird das Vakuum im Zylinder erzeugt.

Detailzeichung der KPSA von Pierburg

Quelle: Pierburg - si 0034/A

Einbauort

Bei den 4-Zylindermotoren 1X und ABL wird die Vakuumpumpe von der Zwischenwelle angetrieben. Sie ist oberhalb des Ölfilters verbaut. Dort ist sie in eine Aufnahme gesteckt und wird lediglich von einem mit einer Schraube (20 Nm) befestigten Halter fixiert.

Bei den 5-Zylindermotoren ist sie vorne am Zylinderkopf 'kopfüber' eingebaut.

Einbauort 4-Zylinder (hier: 1X)

Einbauort 5-Zylinder (hier: TDI-Motor)

Ausbau

Siehe Artikel Vakuumpumpe (Wechseln).

Teilenummern

4-Zylindermotoren:
Die bis 02/1991 beim 1X verbaute Vakuumpumpe ist nicht mehr als Ersatzteil erhältlich. Ob die danach hergestellte Pumpe nutzbar ist, ist nicht bekannt. Ab 03/1991 sind für 1X und ABL identische Pumpen aufgeführt.

Teilenummer	Bezeichnung	Preis (2013)
028 145 101 F	Unterdruckpumpe 4-Zylinder	ca. 322 Euro
028 145 101 AX	Unterdruckpumpe 4-Zylinder - Austauschteil	ca. 159 Euro

5-Zylindermotoren:
Grundsätzlich besitzen alle 5-Zylinder-Dieselmotoren die gleiche Vakuumpumpe mit identischem Stössel; die eines 75 kW-TDI passt daher auch an einen 57 kW-Schiffsdiesel AAB. Dies gilt jedoch erst ab ca. Mai 1994.

Teilenummer	Bezeichnung	Preis (2013)
075 145 100 075 145 101 075 145 101 A	Unterdruckpumpe vor 5/1994	entfallen
075 145 307	Zwischenstössel 71mm vor 5/1994 (nicht mehr lieferbar seit 04/10) Pierburg-Nummer 3.52124.06.0 (Restbestände)	entfallen
075 145 117 A	Runddichtring vor 5/1994	ca. 2,70 Euro
076 145 100 ersetzt 074 145 100 A	Unterdruckpumpe ab 5/1994	ca. 321 Euro
074 145 307 B	Zwischenstössel 67,5mm ab 5/1994	ca. 36 Euro
075 145 117 A	Runddichtring 38,0x32,6x2,5 ab 5/1994 bei Bedarf 075 145 117 C mitverwenden	ca. 2,70 Euro
075 145 117 C	Dichtung 64x37x4 ab 5/1994 (passt wahrscheinlich nicht)	ca. 8,10 Euro
N 900 744 01 ersetzt N 900 744 01	Sechskantmutter	ca. 0,25 Euro
N 012 241 10	Federscheibe	ca. 0,10 Euro

Achtung:
Bei AAB vor Mai 1994 (Motornummer bis AAB 272502) wurde ein anderer Zylinderkopf verbaut, an den die neue Vakuumpumpe nicht passt. Wird sie dennoch verbaut, führt in der Regel der erste Motorstart zum Bruch des Pumpengehäuses und ev. sogar zum Bruch der Nockenwelle. Ob versucht wird, die falsche Vakuumpumpe zu verbauen, lässt sich daran erkennen, dass sich die Pumpe bei richtiger Nockenwellenposition nicht ohne größere Kraftanstrengung an den Flansch drücken lässt und ein Spalt von ca. 5 mm verbleibt.
Der Hersteller der Pumpe rät nachdrücklich davon ab, dieses Problem durch Änderungen am Stößel zu lösen. Entsprechende Vorschläge, die man immer mal wieder in Foren lesen kann, sollte man daher mit großer Vorsicht genießen. Meinung zu solch einem Vorschlag: eher gefährlich als nützlich. Siehe auch Weblinks.

Betrieb und Probleme

Die nachfolgenden Informationen gelten nur für die 5-Zylindermotoren.

Einbaulage

Durch die ungünstige Einbaulage am 5-Zylinder Dieselmotor kann sich die Vakuumpumpe über eine größere Laufleistung suksessive mit Motoröl füllen.

Einbaulage der Vakuumpumpe (TDI-Motor)

Mit zunehmender Ölfüllung wird ein steigender Dämpfungsgrad der beweglichen Teile der Vakuumpumpe erreicht. Somit wird die Rückstellgeschwindigkeit der Stößel reduziert und letztendlich "schlägt" die Nocke auf den noch nicht rechtzeitig "zurückgestellten" Zwischenstößel. Dies wird als deutlich hörbares Klappern wahrgenommen.
Vielfach wird diese Geräuschkulisse, auch von Werkstätten, als normaler Verschleiß ohne weitere technische Auswirkungen bezeichnet. Diese Argumentation kann man durchaus als kritisch einstufen.

Nockenwellenverschleiß

Durch das permante "Schlagen" der Nockenoberfläche auf den Zwischenstößel (beide Elemente verfügen über eine gehärtete Oberfläche) wird die Nockenoberfläche leicht beschädigt. Die harte Schicht platzt partiziell ab und der deutliche weichere Stahlkern muß den Kontakt zur Zwischenstößel aufnehmen.

Verschleißbild der Antriebsnocke der Vakuumpumpe

Die beiden gelben Pfeile zeigen die Bohrungen im Zylinderkopf, durch die der Zwischenstößel geführt wird. Das rote Rechteck grenzt die Nocke, die die Funktion der Vakuumumpe gewährleistet, ein. Man kann gut den Verschleiß der Nockenoberfäche erkennen. Dieses Schadensbild konnte einem 5-Zylinder-TDI (MKB: ACV) mit einer Laufleistung von 170.000 km entnommen werden. Das Klappern der Vakuumpumpe machte sich ab einem KM-Stand von ca. 130.000 km bemerkbar.

Weitere Bilder vom Verschleiß (RaceTrapo):

Verschleiß

Verschleiß

Verminderung der Vakuumleistung

Durch die Ölfüllung wird darüberhinaus das konstuktiv errechnete Volumen, das zur Erzeugung des Vakuums pro Hub des Zylinders bzw. pro Umdrehung der Nockenwelle notwendig ist, reduziert. Bei zunehmendem Ölfüllungsgrad vermindert sich (unter konstanten Drehzahlbedingungen) also die Vakuumleistung. Es wird immer weniger Vakuum erzeugt, dies ist ein eher unmerklicher Prozzes, bis sich im grenzwertigen Bereich die Bremsanlage immer schwerer betätigen läßt.

Test: Klappert wirklich die Vakuumpumpe?

Die nachfolgenden Informationen gelten nur für die 5-Zylindermotoren.

Test 1: Bremspedaleinsatz

Bei laufendem Motor im Leerlauf mehrmal kurz auf die Bremse treten. Verschwindet das Klappergeräusch, dann ist die Vakuumpumpe als Verursacher identifiziert. Dieser Test ist aber eher unsicher.

Test 2: Vakuumschlauch abziehen, Öleintrag im Schlauch prüfen

Motor ausschalten, Motorhaube öffnen, den Unterdruckschlauch (gelber Pfeil) von der Vakuumpumpe abziehen und vorsichtig 1-2 Minuten nach unten in den Motorraum halten (Nicht knicken!).

Vakuumpumpe von oben, rechts vom LLK (ACV), mit Unterdruckschlauch

Je nach Außentemperaturen, Ölviskosität und ev. vorhandener Ölmenge in der Leitung tritt dann mehr oder weniger Öl aus oder eben nicht. Ist kein Öl in der Leitung, kann man von einer minimalen bzw. von keiner Ölfüllung der Vakuumpumpe ausgehen. Tritt dagegen Öl aus, ist die Vakuumpumpe sicherlich ausreichend mit Öl gefüllt. Vorsicht: Den Unterdruckschlauch wieder vollständig aufstecken !!

Problemlösungen

Die nachfolgenden Informationen gelten nur für die 5-Zylindermotoren.

Lösung 1: Wechsel der Vakuumpumpe

Entsprechend der Herstellervorgabe kann die Vakuumpumpe des T4 nicht repariert werden. Im oben beschriebenen Fall wird der Austausch der Pumpe empfohlen, der in einem eigenen Artikel Vakuumpumpe (Wechseln) beschrieben ist.
Zitat: Bei Öl oder Ablagerungen ist die Pumpe zu erneuern. Eine Reinigung ist wenig sinnvoll, da u.a. Sonderwerkzeug benötigt wird und Reparaturteile nicht verfügar sind. (Quelle: PIEBURG Service-Information si 0034/A)

Lösung 2: Reinigen der Vakuumpumpe

Verölte Vakuumpumpe eines 1997er ACV

Die Problematik der Entstehung der Ölfüllung in der Vakuumpumpe - siehe das Bild rechts von PeterlingV8 - ist durch deren suboptimale Einbaulage bekannt. Auf der Basis dieser Erkenntnis könnte man grundsätzlich versuchen die Einbaulage verändern, was aber erhebliche konstruktive Veränderungen zur Folge hätte und unter den betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten des RoI als Lösungsansatz nicht realisierbar wäre. Die Problematik der nichterwünschten Ölfüllung kann in der Kosten-Nutzen Betrachtung aber wenigstens temporär gelöst werden.

Betrachten wir die Aussage des Herstellers genauer:
Reparaturteile benötigt: Da die Vakuumpumpe als Baugruppe nicht wirklich defekt ist, kann man auf Ersatzteile im üblichen Sinn verzichten.
Sonderwerkzeug nicht verfügbar: Zur Demontage der Vakuumpumpe vom Zylinderkopf benötigt man einen 13er Schlüssel, am besten in verschiedenen Ausführungen. Zum eigentlichen Öffnen der Vakuumpumpe benötigt man einen Torx-Schlüssel, der allerdings ebenfalls ohne größere Probleme erhältlich ist. Sollte ein Kompressor mit Druckluftpistole verfügbar sein, erübrigt sich das Öffnen der Vakuumpumpe. Entölen per Druckluft wäre der elegantere und sicherere Weg.
Als Einschränkung wäre anzumerken: Bei dem Öffnen der Vakuumpumpe muß mit besonderer Sorgfalt vorgegangen werden, da die Dichtung (O-Ring) wiederverwendet werden muß. Als zweiter Punkt ist auf die Einbaulage und Position der Ventile zu achten. Werden diese Punkte beachtet, kann die Vakuumpumpe durchaus "entölt" und wieder auf längeren Zeitraum betriebssicher hergestellt werden.
Beide Reinigungsvarianten sind in einem eigenen Artikel Vakuumpumpe (Reinigen) beschrieben.
Warnung: Bei der Vakuumpumpe handelt es sich um ein sicherheitsrelevantes Bauteil - handwerkliche Kenntnisse und verantwortungsvolles Arbeiten sind Voraussetzung, um die Reinigung überhaupt in Betracht zu ziehen.

Weblinks

• Serviceinformation des Herstellers PIERBURG
• Information des Herstellers PIERBURG zu Schäden durch falsche Zuordnung beim AAB