Ein- oder Zweizylinder-Luftpresser: Was braucht Ihr LKW?

Ein Einzylinder-Luftpresser hat einen Kolben, ein Zweizylinderaggregat zwei, sodass bei gleicher Bohrung, gleichem Hub und gleicher Antriebsdrehzahl etwa doppelt so viel Luft pro Umdrehung gefördert wird. Dieses Mehr an Fördermenge bringt schnelleres Laden der Behälter und eine geringere Einschaltdauer – es erhöht nicht den Systemdruck. Beide Bauarten werden vom selben Regler gesteuert, sodass ein voll geladenes System weiterhin nahe 8,3 bar liegt, mit einem Abschaltdruck typischerweise zwischen 8,3 und 9,3 bar und einem Einschaltdruck um 6,9 bis 7,6 bar. Ein Einzylinderaggregat wählen, wenn der Luftbedarf gering und das Behältervolumen moderat ist; ein Zweizylinderaggregat wählen, wenn das Fahrzeug große Behälter, Luftfederung oder Verbraucher trägt, die den ganzen Tag Luft verbrauchen.

Was sich mit einem zweiten Zylinder wirklich ändert

LKW- und Buskompressoren sind pneumatische Kolbenpumpen, die vom Motor angetrieben werden, entweder über ein Zahnrad am Steuergehäuse oder per Riemen, und sie werden über die eigenen Öl- und Kühlmittelkreisläufe des Motors geschmiert und gekühlt. Der Bremskraftkompressor läuft ständig, solange der Motor dreht; der Regler entscheidet nur, ob er in die Behälter fördert (belastet) oder über die Entlastungseinrichtung leerläuft (entlastet).

Ein zusätzlicher Zylinder ändert drei Dinge. Erstens verdoppelt sich die Fördermenge pro Umdrehung annähernd, sodass die Behälter schneller gefüllt sind und der Kompressor weniger Zeit pro Stunde belastet arbeitet. Zweitens erfährt die Kurbelwelle zwei Arbeitstakte pro Umdrehung statt einem, was Drehmomentspitzen am Antriebszahnrad glättet, aber die Motorbelastung beim Laden erhöht. Drittens werden Kopf und Kurbelgehäuse physisch größer und schwerer, was beim Einbau in einen engen Motorraum oder auf eine für ein kleineres Aggregat ausgelegte Konsole relevant ist.

Was sich nicht ändert, ist die Druckfähigkeit. Die Zylinderzahl bestimmt die Fördermenge, nicht die Obergrenze. Baut ein LKW nicht über einen bestimmten Punkt hinaus Druck auf, liegt der Fehler fast immer an einer Undichtigkeit, einer klemmenden Entlastungseinrichtung, einer verengten Druckleitung oder einem Reglerproblem – nicht an der Kolbenzahl.

Fördermenge und Einschaltdauer: die entscheidenden Zahlen

Kompressoren werden nach Fördermenge bewertet, üblicherweise in CFM bei einer angegebenen Kompressordrehzahl. Veröffentlichte Werte variieren stark je nach Modell und Antriebsübersetzung, daher die folgenden Werte als typische Bandbreiten und nicht als feste Größen behandeln und für die genaue Teilenummer immer das Datenblatt des Herstellers prüfen.

Die Einschaltdauer ist der von den meisten übersehene und zugleich der Kompressoren zerstörende Wert. Eine gängige Branchenrichtlinie besagt, dass der Kompressor nicht mehr als etwa ein Viertel seiner Betriebszeit belastet in die Behälter fördern sollte; darüber hinaus steigen Wärme und Ölaustrag. Ist die belastete Zeitanteil bekanntermaßen hoch, liegt entweder ein unterdimensioniertes Aggregat oder ein Bedarfsproblem vor, und es lohnt sich zu lesen, warum ein Luftpresser ständig läuft, bevor eine größere Pumpe eingebaut wird.

Es gibt auch eine gesetzliche Untergrenze in Nordamerika. FMVSS 121 verlangt, dass der Kompressor den Vorrats- und Betriebsbehälterdruck von etwa 5,9 auf 6,9 bar innerhalb von 25 Sekunden bei maximal geregelter Motordrehzahl für das zulässige Behältervolumen des Fahrzeugs aufbaut. Jedes eingebaute Ersatzaggregat muss das mit den tatsächlich verbauten Behältern erfüllen. Zur Berechnung der Fördermenge im Verhältnis zum Behältervolumen siehe den Leitfaden zu CFM und Fördermenge.

Welcher Typ zum Fahrzeug passt

Der Leerlauffall wird oft übersehen. Die Fördermenge ist proportional zur Kompressordrehzahl, sodass ein bei Fahrtgeschwindigkeit ausreichendes Aggregat auf einer Müllsammelroute zurückbleiben kann, wo der Motor die meiste Schicht nahe Leerlauf läuft, während Aufbau und Bremsen ständig zyklieren.

Kühlung, Ölaustrag und Trocknerlebensdauer

Ein überlasteter Kompressor ist ebenso sehr eine Ölpumpe wie eine Luftpumpe. Wird ein Einzylinderaggregat gezwungen, über längere Strecken belastet zu laufen, steigt die Kopftemperatur, Öl im Auslassanschluss verkokt, und Dampf, der stromabwärts normalerweise kondensieren würde, belastet stattdessen das Trocknungsmittel im Lufttrockner. Die Symptome zeigen sich weit weg vom Kompressor: Schlamm in den Behältern, ein Trockner, der feucht regeneriert, klemmende Ventile und schließlich Verunreinigung im gesamten Druckluftkreis.

Ein korrekt dimensioniertes Zweizylinderaggregat verbringt mehr seiner Lebenszeit entlastet und läuft kühler. Allerdings ist auch ein Zweizylinderaggregat nicht immun – eine verengte Druckleitung, eine unterdimensionierte Kühlmittelzufuhr oder eine verschlissene Entlastungseinrichtung überhitzen beide Bauarten. Tritt Öl stromabwärts auf, zuerst Druckleitung und Einschaltdauer prüfen, bevor der Kompressor verurteilt wird.

So wird das Ersatzaggregat richtig ausgewählt

1. Von der OE-Teilenummer und der Motorapplikation ausgehen. Die Zylinderzahl ist eine Folge der Spezifikation, nicht der Ausgangspunkt.
2. Die Fördermenge gegen das gesamte Behältervolumen des Fahrzeugs und, wo zutreffend, die Anforderung 5,9 auf 6,9 bar in 25 Sekunden prüfen.
3. Den Antrieb prüfen: zahnrad- oder riemengetrieben, Zähnezahl, Keilwellen- oder Flanschtyp und Drehrichtung.
4. Die Montage prüfen: Flanschmuster, Bolzenabstand und Freiraum für das größere Kurbelgehäuse bei einem Wechsel von Ein- auf Zweizylinder.
5. Entlastungs- und Reglerbauart sowie Kühlmittel- und Ölanschlusspositionen und Gewindegrößen prüfen.
6. Größe und Verlegung der Druckleitung anpassen und die Lufttrocknerpatrone gleich mit erneuern, wenn das alte Aggregat Öl durchgelassen hat.

Beide Bauarten werden nach OE-Standards für die gängigen Nutzfahrzeuganwendungen gefertigt; das Sortiment an Ein- und Zweizylinder-Bremskraftkompressoren von VADEN ist nach OE-Referenz gelistet, sodass Fördermenge, Antrieb und Flansch vor der Bestellung geprüft werden können.

Fehler, die zur falschen Wahl führen

• Einen größeren Kompressor einbauen, um langsamen Druckaufbau zu beheben. Entsprach das ursprüngliche Aggregat neuwertig der Spezifikation, liegt der Fehler meist an Undichtigkeit, einer klemmenden Entlastungseinrichtung oder einem falsch eingestellten Regler.
• Annehmen, Zweizylinder bedeute höheren Druck. Der Abschaltdruck wird vom Regler festgelegt, nicht von der Pumpe.
• Die Motorbelastung ignorieren. Ein größerer Kompressor zieht beim Laden mehr Leistung; bei einem grenzwertigen Antriebszahnrad oder Riemen zeigt sich das als Verschleiß.
• Aus Kostengründen kleiner dimensionieren. Ein günstigeres Einzylinderaggregat an einem Bus oder Nutzfahrzeug läuft über seine Einschaltdauer hinaus und reißt Trockner und Ventile mit sich.

Faustregel: Tritt die Niederdruckwarnung bei rund 4,1 bar im Normalbetrieb auf, oder erholt sich das System nach wiederholten Bremsbetätigungen nur schwer, liegt ein Bedarf-Versorgungs-Problem vor. Zuerst Undichtigkeiten beheben, dann die Fördermenge überdenken.