Warum sterben 4HP20 Getriebe? Ein Erklärungsversuch

[slowly35]

ach wer die buchstaben findet die meine tastatur hier ständig verliert... der darf sie behalten :-)

[Juergen_]

Um wieder aufs eigentliche Thema zurückzukommen:

Wir stellen fest, dass die 4HP20 an "zu hoher Oeltemperatur" sterben...

Wilfried

Nein, Wilfried, das ist eine von dir aufgestelle Hypothese.

Und jede Hypothese, jede Theorie muss sich an der Wirklichkeit messen, um entweder bestätigt oder verworfen zu werden. Dazu sucht man nach Belegen, Fakten, Indizien, wenigstens aber nach Wahrscheinlichkeiten und statistischen Auffälligkeiten.

Diese deine Hypothese, dass die 4HP20 an Überhitzung sterben, hast du zunächst mit der ebenfalls unbelegten Hypothese untermauert, der Temperaturfühler im Getriebe sei defekt.

Als weitere mögliche Theorie hast du den Wärmetauscher angeführt, der mehr als andere Baugruppen innerlich verschmutzen könnte und in seiner Kühlfunktion eingeschränkt sein könnte.

Des weiteren hast du die Hypothese aufgestellt, das Getriebeprogramm zur Temperaturreduzierung würde die WÜK zusätzlich strapazieren und dort den Verschleiß erhöhen.

Meine Theorie ist nun folgende: es ist nicht die hohe Oeltemperatur (von 120 Grad) welche dem Getriebe schadet, sondern die Tatsache, dass das Steuergerät so programmiert ist, dass es bei 120 Grad anfängt mit der WüK zu "spielen" und damit das Getriebe rasch zerstört.

Und jetzt stellst du die Hypothese auf, der Fehler läge in einer Fehlprogrammierung des Getriebesteuergerätes begründet.

Mir ist aber bisher noch nicht einmal deine Ausgangsvermutung verständlich geworden, dass die Getriebe typischerweise an den Folgen von Überhitzung sterben. Sorry, dass ich das so deutlich sage, aber da bist du meiner Meinung nach bisher auch den Anscheinsbeleg oder die Plausibiltät schuldig geblieben.

Bearbeitet 12. August 2015 von Juergen_

[slowly35]

auch bei der rostvorsorge lässt sich beim xm im laufe der produktionsjahre sehr schön sehen wie diese zunehmend wieder zurückgefahren wurde. meiner ist 25 jahre alt und hat letztes jahr zum ersten mal in seinem leben ein schweißgerät gesehen. und den könnte man heute noch an der wagenheberaufnahme auf die bühne nehmen (auch wenn wir sowas nicht tun).

mal nur so als frage in den raum gestellt: welchen tieferen sinn hat ein zahnriemen??? der motor wird leiser, so war damals die begründung der hersteller.

heute kehren die meisten zurück zur kette. warum? sie wurden zu oft in regress genommen weil die dinger zu oft zu früh gerissen sind.

ein hersteller hat bis heute nie zahnriemen in seinen motoren verbaut!

[Citroklaus]

mal nur so als frage in den raum gestellt: welchen tieferen sinn hat ein zahnriemen??? der motor wird leiser, so war damals die begründung der hersteller.

Nach meinem Kenntnisstand wurde ein Zahnriemen zur Motorsteuerung zuerst von der Frima Glas verwendet,

weil die sowas von ihren landwirtschaftlichen Maschinen als billig, langlebig und unproblematisch kannten.

Ursprünglich war überaupt kein Wechselintervall vorgesehen.

Das war auch bei den frühen XUDs in Frankreich der Fall, erst für den ordnungs- und vorschriftsorientierten deutschen Geist

hat man dan Wechselintervalle aufgeschrieben.

Zurück zu den 4HPs :

Aus den Erfahrungen des 4HP18-Seminars und aufgrund eigener Defekterfahrungen ist mit ein weiterer Ausfallgrund

bekannt :

Die Lamellenkupplungen der Gänge unterliegen sowieso einem gewissen Verschleiss und fangen dann irgendwann

an zu rutschen. Unterstützt wird das durch zu geringen Öldruck in den Steuerteilen, hervorgerufen durch Nachlassen

der zahllosen O-Ring-Dichtungen überall im Getriebe.

Es kann davon ausgegangen werden, dass dieser durch regelmässige Teilölwechsel aufgrund der

im neuen Öl enthaltenen Weichmacher hinausgezögert wird.

Eine freie, auf Cits spezialisierte Werkstatt mit grosser XM-Erfahrung berichtete mir ausserdem von gebrochenen

Lamellenkäfigen als Ausfallursache.

mfg Klaus

[slowly35]

aber riemen enthalten auch weichmacher, die flüchtig sind, wodurch sich zwangsläufig zumindest ein altersbedingter wechselinterwall ergibt.

was die 4hp angeht so hatte ich am häufigsten als schadensbild: kein vortrieb mehr vor, zurück oder beides nicht mehr. beim sieb entfernen fanden sich dort bis zu 4 cm lange einzelteile aus metal.

[Lavaux]

Und jetzt stellst du die Hypothese auf, der Fehler läge in einer Fehlprogrammierung des Getriebesteuergerätes begründet.

Nein, ich habe nicht von Fehlprogrammierung gesprochen.

Vor 25 (?) Jahren, als die Entwickler bei ZF eine Temperatur für Auslösen des Kühlprogramms SK9 eingeben mussten, da war die Tendenz natürlicherweise eine möglichst tiefe Temperatur einzugeben (kühl ist ja bestimmt besser), aber nicht zu tief, damit SK9 nicht zu häufig eingeschaltet wird. Sie waren sich wahrscheinlich schon bewusst, dass SK9 zwar abkühlt, aber sonst nicht besonders förderlich ist für die WüK. Also haben sie damals 120 Grad gewählt. (Ob dieser Wert später bei einem update erhöht worden ist, weiss ich nicht. Das Dokument, auf das wir uns berufen, wurde wahrscheinlich vor 20 Jahren geschrieben.)

Um etwas verbessern zu können, braucht es feedback. Ich befürchte, die Entwickler bei ZF haben nur ganz spärlichen feedback bekommen von Cit und Peugeot. In den ersten Jahren (während der Garantiezeit) bekamen sie wahrscheinlich defekte Getriebe zurück zum Untersuchen. Ob dabei solche mit 200'000km waren (ist ja schon längst ausser Garantie), bezweifle ich. Die Entwickler haben deshalb kaum Getriebe gesehen, die an der heute üblichen Krankheit gestorben sind.

Der Zweck meines Themas hier ist es, wenn möglich eine preisgünstige Lösung zu finden, um dieses Sterben auf viel später zu verschieben.

Wilfried

Wilfried

[slowly35]

laut zf hatte sich dann irgend eine pumpe zerlegt. selber bin ich dem nie auf den grund gegangen da immer genug intakte ersatzgetriebe zur verfügung waren.

die ersatzteilverfügbarkeit ist über zf bis heute kein problem gewesen und deutlich günstiger, wie die paar die citroen selber vertrieben und inzwischen eingestellt hat.

[Juergen_]

... Aus den Erfahrungen des 4HP18-Seminars und aufgrund eigener Defekterfahrungen ist mit ein weiterer Ausfallgrund

bekannt :

Die Lamellenkupplungen der Gänge unterliegen sowieso einem gewissen Verschleiss und fangen dann irgendwann

an zu rutschen. Unterstützt wird das durch zu geringen Öldruck in den Steuerteilen, hervorgerufen durch Nachlassen

der zahllosen O-Ring-Dichtungen überall im Getriebe.

Es kann davon ausgegangen werden, dass dieser durch regelmässige Teilölwechsel aufgrund der

im neuen Öl enthaltenen Weichmacher hinausgezögert wird...

mfg Klaus

Ganz richtig, das sehe ich genauso. Zahllose Dichtringe sind dafür verantwortlich, an den richtigen Stellen die richtigen Drücke zu halten. Das macht jeder Dichtring nur eine gewisse Zeit lang mit.

... als die Entwickler bei ZF eine Temperatur für Auslösen des Kühlprogramms SK9 eingeben mussten ... Sie waren sich wahrscheinlich schon bewusst, dass SK9 zwar abkühlt, aber sonst nicht besonders förderlich ist für die WüK...

Wilfried

Wilfried, wie kommst du darauf? Es ist nach wie vor deine Theorie, dass die Abkühlprogramme die WÜK zusätzlich belasten???

Nicht nur ich, auch mind. ein anderer Forenteilnehmer, wir haben da mehrmals dagegen argumentiet, mit stichhaltigen Argumenten.

Ich suche mal eine Stelle raus, die NICHT von mir ist:

... Mir ist gestern abend folgende Erklärung zu Deiner Geschichte mit der 4HP20 eingefallen:

Dein Erlebnis mit den asynchronen Drehzahlen Motor/Räder (natürlich mit Übersetzung von i=x), war das Durchrutschen der WÜK, da diese bei Dir verschlissen ist, bedingt durch den vielen Gebrauch der WÜK durch die sanften Schaltprogramme. Der Abrieb der Kupplungsbeläge wird im Öl in der Schwebe gehalten, deshalb keine Verschmutzung des Filters.

Lässt sich alles über die vorangegangenen Thesen herleiten.

Es wird demnach höchste Zeit für Dich die WÜK zu tauschen. (Bzw überprüfen, wenn Verschlissen, bestärkt das meine obige Theorie, sonst wiederlegt es diese.)

Oder, wie es ZF selber im Trainings-Dokument beschreibt:

Temperature protection also effects the operation of the lock-up (reduction and even removal of slip)

Das ist komplett konträr zu deiner Theorie. Bearbeitet 12. August 2015 von Juergen_

[slowly35]

wenn der dichtungsschwund eine rolle spielt, wäre lecwec doch eine möglichkeit das problem zu kompensieren ;-)

[Juergen_]

Zumindest schadet LecWec nicht, wie ich an meinem Getriebe seit einiger Zeit feststelle.

[slowly35]

hab auch schon mit dem gedanken gespielt meinem das zu gönnen :-)

[Lavaux]

Fall 1

Ein Wagen fährt konstant mit 100km/h. Kühle Luft. 4.Gang. WüK natürlich geschlossen.

Fall 2

Ein anderer Wagen fährt bei Hitze und mit Anhänger. 4. Gang. Oel erreicht 120 Grad. Rechner schaltet auf SK9 mit WüK auf "controlled slip" (üblicherweise, laut Dok. mit einem slip von 100 rpm.

Frage: Der Belag in welchem Wagen wird rascher abgetragen?

[slowly35]

ganz plötzlich stellt sich mir gerade die frage, warum hat man dem getriebe überhaupt eine wük verpasst?

warum wird ein teil, welches einem erheblichen reibungsverschleiß hat, in ein getriebe integriert?

sollte das villeicht die probleme der schlechteren kühlung beheben, die durch den wegfall des luft/öl kühlers entstanden?

[Juergen_]

...

Fall 2

Ein anderer Wagen fährt bei Hitze und mit Anhänger. 4. Gang. Oel erreicht 120 Grad. Rechner schaltet auf SK9 mit WüK auf "controlled slip" ...

Wilfried, so ist aber nun einmal einfach nicht!

Ich habe schon das Gefühl, mich in einer Endlosschleife zu drehen... Nochmal, SK9 bedeutet eben nicht "controlled slip", sondern es bedeutet: Viel weniger, also seltener und kürzer, im "controlled slip" zu sein!

Ich zitiere nochmal meine ausführlichere Erklärung:

...

Und was macht die Getriebesteuerung, wenn sie vom Öltemperatursensor die Info bekommen, dass das Öl zu heiß ist?

Bei einer Temperatur von > 120°C wird das Schaltprogramm SK9 aktiviert, bei einer Temperatur von > 118°C (und 2 weiteren Bedingungen zur Erkennung von Stadtverkehr) wird SK10 aktiviert, beide natürlich mit dem Ziel, eine Überhitzung zu verhindern. Und zwar beide mit dem Ziel "to limit converter slip if the allowable oil temperature in the transmission is exceeded". Der Abrieb und Wärme erzeugende Schlupf im Wandler soll also reduziert werden. Beide Programme fahren immer alle 3 Zustände der Kupplung an, also "offen", "geschlossen" und "kontrollierter Schlupf", jedoch mit dem Ziel, die Schlupfzeiten zu verkürzen...

Steigt die Temperatur jedoch weiter auf > 125°C an, so wird die Kupplung gar nicht mehr im "controlled"-Status gefahren, sondern nur noch in "offen" oder "geschlossen". Explizit: "This function is used to prevent the lock-up from being in the "controlled" state when the oil temperature is high, in order to limit the temperature of the lock-up track.

If T°AT > 125°C → change to a specific lock-up law which only contains the "open" and "closed" states."

Also, nicht das Trennen der Kupplung führt zur Abkühlung des Öls, sondern das Schließen der Kupplung!

Das heisst, ein falscher, zu hoch gemeldeter Wert vom Temperatursensor würde eben nicht zum vermehrten Schlupfen des Getriebes und zum Hochdrehen des Motors führen, sondern zum Schliessen der Kupplung mit starrem Durchtrieb! ("In practice, the normal law is used replacing the "controlled" state with the "closed state.")...

[elektroniker]

Die WÜK dient dazu den Wandlerschlupf aufzuheben. Vorteile sind Verbrauchswerte wie beim Schalter, allerdings nur in den letzten Gangstufen...

Weitere Vorteile ergeben ein Kühleres Getriebe, und Verlängerte Ölwechselintervalle.

Nachteil ist der Abrieb der Wük, was kein Problem darstellt, solange der Getriebefilter gewechselt werden (kann).

Das geht beim "Drecks 4HP-20" eben nicht so leicht. Der ganze Schlamm landet im Getriebe, und Verstopft den Filter soweit, bis die Pumpe, und Wandlerstumpf im Gehäuse frisst, dann wird die Späne noch schön durch den Schaltschieberkasten gedrückt, der dann an den Schiebern Unschöne riefen hinterlässt.

Das Getriebe ist Offensichtlich nicht gewollt für die Ewigkeit Konzipiert, ansonsten hätte man den Filter zugänglicher Designt.

Die Auslegung beträgt 10 Jahre, und 150000km. Somit sind alle Garantien, und Gewährleistungen abgelaufen...Der Kunde hat sich dann Gefälligst einen Neuwagen zu bestellen.

Das ist Marktwirtschaft wie sie es derweil bei allen Konzernen seit Jahrzehnten Durchführen.

Aber ich Verrate euch 4HP-20 bis zum bittersten Kampf Fahrern mal einen Simplen Trick, wie ihr euer (am besten frisch) Überholtes Getriebe Haltbarer machen könnt:

Das Geheimnis liegt im Getriebesteuergerät!!

Bekanntlich wird die WÜK bei ca. 80Kmh geschlossen. Eingeleitet wird das über die Kennfelder des Steuergerätes.

Im Zeitalter der PC Technik gibt es Programmer mit dem sich EEproms auslesen lassen,Kennfelder Modifiziert abzuändern, und wieder ins EEprom schreiben.

Dann wieder ins Steuergerät löten, oder Sockeln, und testen. Ziel ist es die Wük schon ab 40Km/h komplett zu schließen. Das Getriebe kommt damit sehr gut klar. Dadurch gibt es deutlich weniger Reibung der WÜK, das Getriebe bleibt noch Kühler, der Verbrauch geht deutlich zurück.

Allerdings wird man die Schaltvorgänge etwas mehr Spüren, so in etwa wie beim Schaltgetriebe. Damit kann man aber gut leben.

Die Lebensdauer Füllung im Getriebe bekommt wieder Bedeutung, und für die Umwelt ist es auch viel besser. Damit sollte das ganze 20 Jahre, und 300000km halten. Chip Tuning halt... Ein derweil Uralter Hut, aber sehr Effizient, wenn man es Richtig mit Sachverstand angeht.

Gruß

euer Getriebespezi

Tim

[Juergen_]

... Aber ich Verrate euch 4HP-20 bis zum bittersten Kampf Fahrern mal einen Simplen Trick, wie ihr euer (am besten frisch) Überholtes Getriebe Haltbarer machen könnt: ...

Tim, es geht leider beileibe nicht mit einem simplen Trick:

Das Geheimnis liegt im Getriebesteuergerät!!

Bekanntlich wird die WÜK bei ca. 80Kmh geschlossen. Eingeleitet wird das über die Kennfelder des Steuergerätes.

Im Zeitalter der PC Technik gibt es Programmer mit dem sich EEproms auslesen lassen,Kennfelder Modifiziert abzuändern, und wieder ins EEprom schreiben.

Dann wieder ins Steuergerät löten, oder Sockeln, und testen. Ziel ist es die Wük schon ab 40Km/h komplett zu schließen. Das Getriebe kommt damit sehr gut klar. Dadurch gibt es deutlich weniger Reibung der WÜK, das Getriebe bleibt noch Kühler, der Verbrauch geht deutlich zurück.

Allerdings wird man die Schaltvorgänge etwas mehr Spüren, so in etwa wie beim Schaltgetriebe. Damit kann man aber gut leben.

...

... Ein derweil Uralter Hut, aber sehr Effizient, wenn man es Richtig mit Sachverstand angeht.

Gruß

euer Getriebespezi

Tim

Es ist nämlich nicht damit getan, einen Schaltpunkt für das Schließen der WÜK von 80 auf 40 km/h umzuprogrammieren. Die in der Steuerung des 4HP20 implementierte Logik ist viel komplexer.

Um das - auch nur ein wenig - zu erklären, habe ich mal aus "Citroen-UK_ZF_4HP20_Training.pdf" von Seite 163 einen Ausschnitt kopiert. Dieser stellt die Schaltpunkte für die 3 Betriebszustände der WÜK als Kurven in Abhängigkeit von Last (Drosselklappenwinkel) und Geschwindigkeit dar. Diese Diagramme dienen also dazu, die im Steuergerät enthaltene Logik zu veranschaulichen:

Dieses Schaubild ist aber nur ein Beispiel mit den Betriebspunkten für einen speziellen Gang (hier der 4.) in einem speziellen Getriebeprogramm. Das 4HP20 schaltet aber die WÜK in jedem der 4 Gänge, vor und nach jedem Schaltvorgang und variiert das in ca. 10 Schaltprogrammen und weiteren Sonderregeln.

Zitat:

For each set of gear changing laws, and for each gear (2nd, 3rd or 4th), the ECU has a network of curves f (Ns, α/idle speed) which define the state of the lock-up. Each network contains 2 curves defined by 10 points which delimit the "lock-up open", "lock-up controlled or regulated" and "lock-up closed" zones; each curve is separate so as to obtain hysteresis.

Ich will damit nur sagen, dass man mit den entsprechenden Diagrammen ein Buch füllen könnte und ein Programmierer all diese Punke umschreiben müsste.

Einfach so am PC wäre die Arbeit aber zum Scheitern verurteilt, denn ohne die wochenlangen Fahrversuche, die auch ZF mit den Getrieben zur Anpassung an die jeweilige Motor- und Fahrzeugcharakteristik gemacht hat, wird das wohl nix. Da wäre der gesamte Schaltkomfort dahin!

Edith fällt gerade noch was ein:

Die WÜK einfach schon ab 40 km/h geschlossen zu halten, das geht schon alleine deshalb nicht, weil je nach aktuellem Betriebspunkt (Last zu Geschwindigkeit) und gewähltem Getriebeprogramm beim Weiterbeschleunigen noch mindestens 1-mal (vom 3. in den 4. Gang) und maximal 3-mal (vom 1. über den 2. in den 3. und den 4. Gang) hochgeschaltet werden muss!

Bearbeitet 12. August 2015 von Juergen_

[slowly35]

4hp20 rausschmeißen und 4hp18 rein! :-)

[Lavaux]

Nochmal, SK9 bedeutet eben nicht "controlled slip", sondern es bedeutet: Viel weniger, also seltener und kürzer, im "controlled slip" zu sein!

Nehmen wir den Fall Autobahn;

Im Fall 1 fährt der Wagen mit konstanter Geschwindigkeit, im 4. Gang, WüK immer geschlossen.

Im Fall 2, wegen der hohen Oeltemperatur kommt SK9. Wie Du sagst, ist controlled slip seltener oder kürzer. Aber im Fall 1 ist er NULL.

Bitte nicht mehr weiter diskutieren, Deine Argumentation interessiert niemanden mehr!

Wilfried

[Juergen_]

... Bitte nicht mehr weiter diskutieren ...

Wilfried

Okay, du hast Recht und ich hab meine Ruhe!

Aber mal im Ernst:

... Deine Argumentation interessiert niemanden mehr!

Niemanden? Woher willst du wissen, was die anderen Leser hier interessiert?

Findest du nicht selber, dass das so ein kleines bisschen schlechter Stil ist?

Edith:

Du hast sogar ganz bestimmt Recht, aber meine Meinung gefällt mir besser. Ätsch!

Bearbeitet 13. August 2015 von Juergen_

[Sofafahrer]

Also mich interessieren Jürgens Beiträge…

Bitte nicht aufhören!

[Steinkult]

Das gildet aber nicht, weil du zum Clan gehörst. Jürgens Beitrage sind aber in diesem Fall fundiert und im Duktus akzeptabel, wenn er auch ganz zum Schluss wieder Opfer seiner eigenen Unnachgiebigkeit wurde.

Lavaux und seine unablässige Gedankenarbeit für diesen originellen Beitrag gebührt allerdings das Hauptverdienst.

Bearbeitet 13. August 2015 von Steinkul

[Sofafahrer]

…Lavaux und seine unablässige Gedankenarbeit für diesen originellen Beitrag gebührt allerdings das Hauptverdienst.

Das wollte ich ihm auch nicht aberkennen!

Seine Beiträge lese ich hier ebenfalls mit Interesse.

Aber nun zurück zum Thema, bitte. Bin lernbegierig. ;-)

[Der Käufer]

Als Fahrer eines ES9J4 Schalter lese ich das hier auch mit gesteigertem Interesse.

[Lavaux]

Okay, du hast Recht und ich hab meine Ruhe!

Aber mal im Ernst:

Niemanden? Woher willst du wissen, was die anderen Leser hier interessiert?

Findest du nicht selber, dass das so ein kleines bisschen schlechter Stil ist?

Bin einverstanden, war schlechter Stil. Wollte sagen: interessiert MICH nicht mehr.

Mit Deiner letzten, recht komplizierten Erklärungen mit Diagramm etc. wolltest Du das behaupten, was man mit einer einfachen Ueberlegung (Fall 1 vs Fall 2) widerlegen kann.

Wilfried

[Juergen_]

Wilfried, danke für deinen letzten Beitrag! Selbstverständlich okay, dass meine Beiträge für dich nicht mehr interessant sind!

Nicht so okay finde ich, dass du im letzten Satz noch einmal nachkartest:

... Mit Deiner letzten, recht komplizierten Erklärungen mit Diagramm etc. wolltest Du das behaupten, was man mit einer einfachen Ueberlegung (Fall 1 vs Fall 2) widerlegen kann.

Wilfried

Ich hab in diesem Thread bei offensichtlichen Falschdarstellungen (nicht nur, aber auch deinerseits) mich oft bewußt zurückgehalten und nicht explizit widersprochen. Einfach um die Diskussionsatmosphäre nicht unnötig aufzuheizen habe ich stattdessen meine Sicht der Dinge erläutert und diese sehr oft mit Zitaten aus Dokumenten belegt. Umgekehrt wurden meine erwünschten Antworten und praktischen Tipps (Auffindbarkeit des Wärme-Öl-Tauschers, Aufwandseinschätzung Reinigung) noch nicht einmal mit einem verbalen Dankeschön bedacht.

In meiner bewussten Zurückhaltung habe ich dir auch zuletzt nicht mehr auf deine "Fall 1 vs Fall 2"-Überlegung in #68 geantwortet, obwohl ich sie mit Verweisen auf das 4HP20-Trainingsdokument widerlegen kann. Belassen wir es dabei.

Anmerkung: Meine ausführliche Antwort mit dem Diagramm in #66 war übrigens eine Zitatantwort an Tim (elektroniker) auf seine Theorie einer simplen Umprogrammierbarkeit der Getriebesteuerung, was die Steuerung der WÜK betrifft. Dieser Beitrag war gar nicht an dich gerichtet.

Bearbeitet 14. August 2015 von Juergen_