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Aug 21, 2023

Duramax-Geschichte, Lektion 4: LMM

Verschärfte Emissionsvorschriften begannen, die Diesellandschaft erheblich zu verändern

Im Jahr 2007 begannen strengere Emissionsvorschriften, die Diesellandschaft erheblich zu verändern. In diesem Jahr brachten Ford, Dodge und GM alle Motoren auf den Markt, die darauf ausgelegt waren, die neuen Grenzwerte für Feinstaub (PM) und Stickoxide (NOx) einzuhalten, die von der Environmental Protection Agency vorgeschrieben wurden. Für GM war lediglich eine aktualisierte Version des 6,6-Liter-Duramax mit dem RPO-Code LMM zu erwarten, während Ford und Dodge völlig neue Triebwerke vorstellten (den 6,4-Liter-Power Stroke bzw. den 6,7-Liter-Cummins). Grundsätzlich handelte es sich bei der LMM um eine LBZ, die mit einem komplizierten Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet war, und blieb architektonisch den Duramax-Mühlen ähnlich, die ihr vorausgingen. Trotz der zusätzlichen Komplexität des neuen Emissionskontrollsystems gelang es GM dennoch, die Leistung zu steigern und Ford und Dodge immer einen Schritt voraus zu sein.

Der LMM Duramax brachte 365 PS und 660 lb-ft Drehmoment zusammen mit seiner Emissionsausrüstung, einschließlich Abgasrückführung, einem Dieseloxidationskatalysator und einem Dieselpartikelfilter. Seine Bohrung von 4,06 Zoll und sein Hub von 3,9 Zoll sorgten ebenfalls für einen Hubraum von 405 ci.

Wie bei den meisten modernen Dieselmotoren sind Emissionskontrollvorrichtungen für den Großteil der vorzeitigen Ausfälle verantwortlich. Beim LMM ist es nicht anders, denn seine labyrinthartige Abgasnachbehandlung trägt ebenfalls zu einem geringen Kraftstoffverbrauch, verdünntem Motoröl und einer verkürzten Langzeitlebensdauer des Motors bei. Auf dem Ersatzteilmarkt kommt es nach wie vor häufig zu gerissenen Kolben, da das LMM dieselben Kolben verwendet, die auch im LBZ verwendet werden. Abgesehen von diesen Mängeln hatte das LMM jedoch mehrere Vorteile. 1) Er erhielt Köpfe aus Aluminiumguss, die allen anderen Duramax-Produkten überlegen waren, 2) er war mit überarbeiteten Einspritzdüsen ausgestattet, die sowohl für mehr Leistung als auch eine vollständigere Verbrennung sorgten, und 3) er war mit der brandneuen GMT900-Plattform verschraubt und in eine Verpackung verpackt frischer Körperstil.

Vergessen Sie nicht, Teil 5 einzuschalten, in dem wir den LML ins Rampenlicht stellen – den Duramax, der robustere Innenteile, ein Einspritzsystem mit höherem Druck und zusätzliche Emissionsausrüstung mitbrachte.

Während der Amtszeit des LMM produzierte GM den einmillionsten Duramax. Im April 2007 wurde der Motor mit der Nummer 1.000.000 nach der Endmontage im Hauptsitz von DMAX Ltd. ausgestellt. Interessante Tatsache: Jeder fertiggestellte 6,6-Liter-Duramax durchläuft einen 8-minütigen Heißtest auf einem Motorprüfstand, um seine Leistung und Verarbeitungsqualität zu überprüfen, bevor er das Produktionswerk in Moraine, Ohio, verlassen darf.

Um den Feinstaubausstoß um 90 Prozent zu senken, wurde der LMM mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) ausgestattet, der sich hinter dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) befindet. Der DPF ist so konzipiert, dass er schädliche Schadstoffe einfängt, die im Verbrennungsprozess nicht vollständig verbrannt werden. Er sammelt schließlich genug Ruß an, um in einem Prozess namens Regeneration regelmäßig verbrannt zu werden (mehr dazu weiter unten). Beim ersten Versuch von GM, den Duramax mit einem DPF auszustatten, gab es einige Wachstumsschwierigkeiten, da viele der in LMM-Anwendungen verwendeten Einheiten (Silverado und Sierra HDs '07.5-'10) anfällig für Risse und Undichtigkeiten waren.

Um zu verhindern, dass der DPF mit Partikeln vollgestopft wird, findet ein Prozess namens Regeneration statt, der den größten Teil der Rußansammlung im DPF effektiv verbrennt. Es gibt zwei Formen der Regeneration: aktive und passive. Die passive Regeneration erfolgt, wenn der Motor ausreichend Wärme erzeugt, um die Feinstaubbelastung gering zu halten, beispielsweise bei schwerem Schleppen oder Transportieren. Während der aktiven Regeneration (üblicherweise bei Lkws erforderlich, die viel im Leerlauf laufen oder nicht stark beansprucht werden) verlangt das ECM, dass Kraftstoff im Abgastakt des Motors eingespritzt wird. Dieser zusätzliche Kraftstoff wird verwendet, um die Abgastemperatur sowohl im DOC als auch im DPF auf über 1.000 Grad F zu erhöhen, um den Ruß im DPF abzubrennen. Allerdings ist der Kraftstoff, der für die Durchführung eines aktiven Regenerationszyklus erforderlich ist (der etwa einmal bei jedem Tankvorgang oder etwa alle 400 gefahrenen Meilen stattfindet), der Hauptgrund dafür, dass die LMM-angetriebenen Lkw einen Einbruch beim Kraftstoffverbrauch hinnehmen mussten.

Der aktive Regenerationsprozess wird ausgelöst, wenn ein Druckunterschied zwischen Einlass und Auslass des DPF beobachtet wird. Sie werden jedoch keine Meldung über den Beginn der Regeneration auf dem Armaturenbrett bemerken, es sei denn, es liegt ein Problem vor. Um den Regenerationsstatus des Lkw im Auge zu behalten, greifen viele Besitzer auf den Insight CTS2 von Edge Products zurück (der ursprüngliche CTS-Monitor ist oben abgebildet). Auf dem Farb-Touchscreen-Monitor können Sie sehen, wann sich der Lkw im Regenerationsmodus befindet, und die vom DPF angezeigte Rußansammlung (gemessen in Gramm unten rechts) beobachten. Während der Regeneration werden Sie auch feststellen, dass die EGT auf über 1.000 Grad ansteigt, dass es zu einem Unterschied im Leerlauf des Motors kommt und dass der Einspritzzeitpunkt verzögert wurde.

Zusätzlich zur Einhaltung des neuen Feinstaubstandards der EPA mussten die NOx-Emissionen um 50 Prozent reduziert werden. Dies bedeutete, dass beim LMM eine stärkere Abgasrückführung (AGR) erforderlich wäre, was einen größeren AGR-Kühler für eine höhere Kühlleistung und Betriebslebensdauer erforderlich machte. Der beim LMM verwendete quadratische AGR-Kühler ist im Vergleich zu anderen Dieselmotoren ziemlich robust, es ist jedoch bekannt, dass er von Zeit zu Zeit verstopft, reißt und undicht wird. Der erste Schritt bei der Fehlersuche bei einem undichten AGR-Kühler besteht oft darin, zu bemerken, dass der Motor Kühlmittel verbraucht.

Bei der Einhaltung der Feinstaubemissionsnormen kommt es vor allem darauf an, ausreichend Wärme im Motor aufrechtzuerhalten. Das bedeutet, dass der Motor jederzeit unter irgendeiner Last stehen muss, und das oben gezeigte Einlassluftstromventil (dh die Drosselklappe) ermöglicht dem LMM genau dies. Beim Abschleppen, Transportieren oder sportlichen Fahren sind seine Dienste nicht erforderlich. Im Leerlauf, im Stop-and-go-Verkehr und beim Fahren auf der Autobahn sinkt die EGT jedoch tendenziell erheblich. Hier wird das Ansaugluftventil (vom ECM gesteuert) verwendet, um die Menge der einströmenden Luft zu begrenzen und so die Verbrennungstemperatur genauer zu steuern.

Obwohl sie die gleiche grundlegende Gehäusearchitektur wie die Einheiten des LBZ beibehielten und immer noch einen Kraftstoffdruck von 26.000 psi aufwiesen, waren die Bosch-Common-Rail-Einspritzventile im LMM-Stil mit überarbeiteten Düsen ausgestattet. Konkret wurde eine Sechs-Loch-Düse mit einem Sprühwinkel von 159 Grad auf der Oberseite des Kolbens verwendet, während der LBZ-Injektor eine Sieben-Loch-Düse mit 158 ​​Grad verwendet hatte. Für die Druckerzeugung wurde die gleiche zuverlässige CP3-Hochdruckkraftstoffpumpe von Bosch verwendet – und es fehlte immer noch eine Saugpumpe, die den Kraftstoff aus dem Tank versorgte.

Wie das Vorgängermodell LBZ verwendet das LMM ein Bosch EDC16-basiertes ECM, es handelt sich jedoch nicht um dasselbe Gerät, das seinen Vorgänger gesteuert hat. Die Version an Bord des LMM verfügt aufgrund der Notwendigkeit, das neue Emissionssystem zu steuern, über leicht veränderte Innenteile und kommuniziert auch mit den übrigen Modulen im Lkw über ein aktualisiertes CAN-Bus-System.

Um mit der zusätzlichen Wärme (dh Belastung) fertig zu werden, die das neue DPF-System und das aktivere AGR-System zweifellos erzeugen würden, überarbeitete GM seine Zylinderköpfe aus Aluminiumguss, um die Kühlung besser zu optimieren. Im direkten Vergleich mit den LBZ-Köpfen besteht der einzige wirkliche Unterschied in den Kühlmittelkanälen. Da die Zylinder darunter in der Serienversion Abgastemperaturen von mehr als 1.300 Grad Fahrenheit aushalten können, war die Fähigkeit, Übergangswärme effektiver abzuleiten, für die GM-Ingenieure eine große Priorität.

Die Kolben bewegen sich in den Bohrungen wie beim LBZ mit den gleichen Gussaluminiumkolben mit einer Verdichtung von 16,8:1 auf und ab. Die größte Schwachstelle des LMM sind jedoch auch seine Kolben. Hitze, zusätzlicher Zylinderdruck, Missbrauch und ein Mangel an Fleisch im Bereich der Handgelenksnadel tragen alle dazu bei, dass diese Babys entlang der Mittellinie der Handgelenksnadel brechen, typischerweise wenn die Leistung 650 U/hp übersteigt.