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Metallspäne im Ölkreislauf verteilt trotz Ölfilter?

Themenstarteram 21. Januar 2016 um 16:07

Hallo liebe Community,

ich lese immer wieder von Zeit zu Zeit, dass jemand irgendeinen Schaden am Motor hatte z.B. Pleullagerschaden und es im Anschluß nicht reicht, das Pleullager etc. auszutauschen weil sich Metallspäne gebildet hätten. Diese Metallspäne sollen sich nun im gesamten Ölkreislauf verteilt haben. Also muss ein komplett neuer Motor her.

Ich verstehe nicht, wie das sein kann. Das Öl wird ja von der Ölpumpe angesaugt und geht als nächstes direkt durch den Ölfilter. Der Einsatz des Ölfilters ist so engmaschig, dass dort keine Metallspäne durch passen. Wie kann das also sein, dass sich die Metallspäne überall verteilen?

Viele Grüße,

Rollman

Beste Antwort im Thema

Doch, tust du.

Weil:

(a) Du hast im und "durch" den Filter eine laminare Strömung. Bei laminarer Strömung ist der Druckverlust (umgekehrt) proportional der vierten(!) Potenz des Kanalquerschnitts. Hagen-Poiseuill'sches Gesetz. Was bei versifften Filtern klar eine Funktion der abgeschiedenen Korngröße ist. Je feiner desto "zu". 0.5mm wären wirklich fette "Trümmer". Rechne das mal mit Abrieb um 20 Mikrometer und Annahme einer Kugelform und gehe davon aus, dass die Geometrie des "Zwischenkornvolumens" noch etwas kleiner ist als die abgeschiedene Korngröße.

(b) Wird es grober Abrieb eines zerlegten Lagers nicht schaffen bis zum Ölfilter zu kommen. Weil die Partikel nur dann weggeschwemmt werden, wenn die Sedimentationsgeschwindigkeit kleiner ist als die lokale Strömungsgeschwindigkeit. Da die auftreibende Kraft der Strömung proportional Radius^2 ist, die abscheidende Gewichtskraft mit der Masse und damit Radius^3 hast du bei groben Trümmern eine bevorzugte abscheidung der "Großen" irgendwo im Motor. Nur die kleinen schaffen es überhaupt bis ins Filterpapier.

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Wenn sich son Lager richtig zerlegt, entsteht mehr Abrieb als der Filter aufnehmen kann. Das drückt die Ölpumpe irgendwann entweder durch das Beipassventil (Ventil welches bei verstopftem Ölfilter Öl am Filter vorbei leitet, um die Schmierung des Motors sicher zu stellen) oder einfach mit durch den Filter, wenn genug Späne im Öl sind, geht das mit durch...

Kommt wohl drauf an, ob der Schaden VOR oder NACH dem Filter passiert...

Zitat:

@Poloweb schrieb am 21. Januar 2016 um 16:20:47 Uhr:

Kommt wohl drauf an, ob der Schaden VOR oder NACH dem Filter passiert...

Bzw. befinden sich die Späne ja im Kurbelgehäuse, wenn es sich um eines der Pleullager handelt. Wie wollte man das begrenzen, wenn die Späne schon im Motor sind?

Themenstarteram 21. Januar 2016 um 18:57

Vielen Dank für Eure Antworten! Leider haben mich Eure Antworten aber noch nicht überzeugt...

@ Mark-86: Angenommen es ist ein Pleullager, dann würde es z.B. laut BMW circa 60 Gramm wiegen. Ein Ölfilter hat ein Volumen von circa 1,2 Liter -> Halte ich für unwahrscheinlich, dass dadruch der Filter voll ist. Und wenn der Bypass aufgeht, fließt das Öl zurück in die Ölwanne -> unkritsch.

Zitat:

wenn genug Späne im Öl sind, geht das mit durch...

Wie soll das gehen? Ich meine, dazu müsste ja das Filterpapier zerrissen werden!?

@Poloweb: Diese Art von Schäden passieren ja grundsätzlich nach dem Ölfilter (außer die Ölpumpe gibt auf). Alle Lagerstellen werden ja parallel mit Öl "beliefert". Wenn jetzt z.B. das Pleullager kaputt geht, werden die entstehenden Späne abgeführt und in die Ölwanne befördert. Von da aus würde die Ölpumpe sie ansaugen, dann in den Ölfilter -> nicht kritisch!

@flat_D: Im Kurbelgehäuse stören ja Späne nicht. Alle Stellen, die in Bewegung sind (Kubelwelle, Kolben, Pleul etc.) werden ja mit (gefiltertem) Öl beliefert. Sollten dort Späne vorhanden sein, würden sie richtung Ölsumpf weggespült.

Oder schätze ich diese Effekte falsch ein?

Viele Grüße,

Rollman

Zitat:

@rolchr schrieb am 21. Januar 2016 um 18:57:32 Uhr:

Ein Ölfilter hat ein Volumen von circa 1,2 Liter

Das halte ich aber für ein Gerücht...die sind deutlich kleiner.

Und aus Papier.

Ein Ölfilter ist kein 100 % iger Garant für eine Filterung.

Mir ähnliches passiert bei einem Getriebeöl. Der Filter - original - ist an einer Stelle geplatzt bzw. hat sich von der Produktionsbefestigung gelöst und das Öl ist dort sozusagen ungefiltert eine lange Zeit durch das Getriebe gedrückt worden. Ich hab es beim Ölwechsel rein zufällig bemerkt.

Deshalb demontiere ich jetzt immer mal zwischen den Ölwechseln beim Getriebe auch mal die Wanne und schau, ob das Filter noch okay ist.

So ähnlich könnte das auch beim Motor passieren.

Deshalb nur noch Original und beste deutsche Qualität, wo ich mich zu fast 100 % darauf verlassen kann, dass die verbauten Filterpapiere, - Stoffe auch so gut verpresst sind, dass sich da nichts löst.

@rolchr

Ölfiltermit 1,5l Volumen? Vielleicht bei nem LKW oder Bergepanzer (wenn das Volumen überhaupt relevant wäre).

Überlege dir lieber mal, welchen Quellen du vertrauen willst, wenn du nach Überzeugung suchst.

Ja, du schätzt die Effekte falsch ein.

Themenstarteram 22. Januar 2016 um 10:09

Das mit dem Volumen eines Ölfilters stimmt natürlich. Ich muss zugeben, ich hatte das über google gesucht, grad 1,2 Liter gelesen und es ohne weitere Recherche übernommen... Sorry!

Weiterhin wäre es (wie martin42 richtg bemerkt hat) sowieso nicht entscheidend, daher -wie gesagt- sorry!

@voedisch: Gut in diesem Fall wäre das Ergebniss klar, aber das ist ja nicht der Normalzustand.

@martins42:

Zitat:

Überlege dir lieber mal, welchen Quellen du vertrauen willst, wenn du nach Überzeugung suchst.

Was soll mir das sagen? Welche der getroffenen Aussagen (nicht die von mir) wäre denn jetzt deiner Meinung nach richtig (z.B. die mit den Bypass richtung Ölkreislauf)? Oder etwa alle? Oder etwa doch keine?

Zitat:

Ja, du schätzt die Effekte falsch ein.

Wenn Du weißt, dass ich diese Effekte falsch einschätze, dann gibt es ja eigentlich nur zwei Möglichkeiten: 1. Du hast richtig Ahnung und weißt was der Grund für die Verteilung der Späne ist! (Warum hast Du dann nicht die Lösung präsentiert?) oder 2. Du hast keine Antwort und Deine Aussage ist Unsinn! Ich bin gespannt auf deine Antwort :)

Ansonsten habe ich eine Abschätzung gemacht:

Laut http://www.bmw.de/.../bmwoelfilter.html hat ein Ölfilter eine Filterfläche von 3800cm^2. Weiterhin hatte ich durch den BMW Teilekatalog ermittelt, dass ein Pleullager circa 60Gramm wiegt. In Wikipedia steht, dass Stahl ein spez. Gewicht von ca. 7800 kg/m^3 hat. Ich mache die Annahme, dass die entstehenden Späne einen Durchmesser von 0,5mm haben und kugelförmig sind. Damit kann ich abschätzen, ob die Filterkapazität ausreicht.

60g Lagermaterial -> mit 7800 kg/m^3 -> 7692mm^3 Lagermaterial

0,5mm Spandurchmesser -> 0,0654 mm^3 Volumen/Span und 0,19625 mm^2 Querschnitt/Span

0,0654 mm^3 Volumen/Span -> mit 7692mm^3 Lagermat. -> 117614 Späne

Wenn jetzt alle Späne perfekt neben einander gelegt werden, kann die Oberfläche aller Späne abgeschätzt werden:

117614 Späne * 0,19625mm^2 Querschnitt/Span = 23081mm^2 oder 230,81cm^2

Das Ergebnis 230 cm^2 ist deutlich kleiner als die Filterfläche (3800 cm^2). Wohlgemerkt mit den Annahmen, dass das komplette Lager im Neuzustand aufgerieben wird, alle Späne sich perfekt nebeneinander anordnen und dass sämtliche Späne vom Ölfilter aufgenommen werden.

Ich denke damit ist die These über den verstopfenden Filter widerlegt.

@martins42: Anscheinend schätze ich die Effekte doch nicht so falsch ein ;) !

Viele Grüße,

rolchr

Doch, tust du.

Weil:

(a) Du hast im und "durch" den Filter eine laminare Strömung. Bei laminarer Strömung ist der Druckverlust (umgekehrt) proportional der vierten(!) Potenz des Kanalquerschnitts. Hagen-Poiseuill'sches Gesetz. Was bei versifften Filtern klar eine Funktion der abgeschiedenen Korngröße ist. Je feiner desto "zu". 0.5mm wären wirklich fette "Trümmer". Rechne das mal mit Abrieb um 20 Mikrometer und Annahme einer Kugelform und gehe davon aus, dass die Geometrie des "Zwischenkornvolumens" noch etwas kleiner ist als die abgeschiedene Korngröße.

(b) Wird es grober Abrieb eines zerlegten Lagers nicht schaffen bis zum Ölfilter zu kommen. Weil die Partikel nur dann weggeschwemmt werden, wenn die Sedimentationsgeschwindigkeit kleiner ist als die lokale Strömungsgeschwindigkeit. Da die auftreibende Kraft der Strömung proportional Radius^2 ist, die abscheidende Gewichtskraft mit der Masse und damit Radius^3 hast du bei groben Trümmern eine bevorzugte abscheidung der "Großen" irgendwo im Motor. Nur die kleinen schaffen es überhaupt bis ins Filterpapier.

Themenstarteram 22. Januar 2016 um 10:54

Vielen Dank für Deine (echt gute) Antwort!

In den Theards, auf die ich mich beziehe, ist stets von Spänen die Rede, die mit bloßem Auge zusehen sind. Daher bin ich von 0,5mm ausgegangen.

Es wäre interessant zu wissen, wieviel Material überhaupt beim Ölfilter ankommt. Ich glaube nicht, dass es außreichen würde um den Ölfilter soweit zu verstopfen, dass er reißen würde und die Späne sich im Ölkreislauf verteilen könnten.

GaryK, wären 20 Mikrometer Späne überhaupt außreichend, um weitere Lagerschäden herbei zu führen? Ich meine, wenn ich einen Lagerschaden hatte, fahre ich ja nicht weiter, sondern repariere das Lager und führe wenigstens einen Ölwechsel samt Filter durch. Dadurch wäre ja schon ein Großteil der Späne aus dem Motor entfernt...

500 µm bzw. 1/2 mm Korngröße ist übrigens doppelt so viel wie das im Salzstreuer verwendete Material. Ein Haar hat etwa 50 Mikrometer (0.05 mm) Durchmesser und das siehst du auch noch.

Themenstarteram 22. Januar 2016 um 12:59

Ich hab eher an solche Späne gedacht:

http://www.espace-freunde.net/forum/index.php/m/315512/

Aber vielleicht hätte ich sagen sollen, "die man noch sehr gut mit dem Auge erkennen kann"...

Bei diesem Beispiel haben sich auch Partikel im Ölkreislauf verteilt und einige Lager in Mitleidenschaft gezogen. Und der Ölfilter war nicht gerissen und auch nicht komplett verstopft.

Bei diesen Größen bleibt genug Zeugs einfach im Motor liegen. W30 Öl hat etwa 10 mm²/s Viskosität, also etwas Faktor 10 mehr im Vergleich zu Wasser bei Raumtemperatur. Aber: https://de.wikipedia.org/wiki/Stokessche_Gleichung -> Die Viskosität geht (umgekehrt) linear ein, der Radius eines Partikels jedoch quadratisch.

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