Duramax-Geschichte, Lektion 1: LB7

Hier bei Driving Line haben wir übermäßig viel Zeit damit verbracht, darzulegen, wie leistungsfähig der Duramax im Hinblick auf die Leistung ist, aber wir haben uns nie mit den feineren Details beschäftigt – den Schrauben und Muttern –, die den 6,6-Liter-V8 von GM zu so etwas machen robuste Plattform. Nachdem sie den unglückseligen 5,7-Liter-Motor, den leistungsschwachen 6,2-Liter-Motor und den problematischen 6,5-Liter-Indirekteinspritzer (IDI) produziert hatten, wussten die Leute bei GM, dass ihr nächstes Dieselunternehmen ein Gewinner sein musste. Durch die Zusammenarbeit mit dem japanischen Motorenhersteller Isuzu wurde der Duramax geboren – und er lieferte Erfolg. Der erste Duramax, RPO-Code LB7, würde die ersten Aluminium-Zylinderköpfe in das Diesel-Pickup-Segment bringen, denselben Markt mit Common-Rail-Einspritzung bekannt machen und seine Leistung außerdem viel sauberer und leiser machen als die Konkurrenz (d. h. der 7,3 l). Power Stroke und der 5,9-Liter-Cummins mit 24 Ventilen).

Von Anfang an hatte der LB7 Duramax deutlich mehr Schlagkraft als seine Konkurrenten. Mit 300 PS und 520 lb-ft Drehmoment (im Vergleich zu den 235 PS und 500 lb-ft des 7,3L Power Stroke und den 235 PS und 460 lb-ft des 5,9L Cummins) war der LB7 auf dem Papier der König. In der realen Welt verrichtete er seine Arbeit leise und effizient. Viele Besitzer eines ¾-Tonnen-Chevy und GMC HD berichteten von Kraftstoffverbrauchswerten von bis zu 22 mpg auf der Autobahn. Im Laufe der Zeit und abgesehen von den berüchtigten Problemen mit der Einspritzdüse erwies sich der LB7 als einer der zuverlässigsten Dieselmotoren, die jemals hergestellt wurden. GMs erster Duramax bot auch eine solide Plattform, auf der der General aufbauen konnte. Seien Sie gespannt auf Teil 2, in dem wir den Duramax der zweiten Generation, die LLY-Version, von oben bis unten erkunden werden.

Die blanken Blöcke wurden im Werk von General Motors in Defiance, Ohio, aus Grauguss gegossen und kamen bei DMAX Ltd. in Moraine (wo seit Juli 2000 alle Motoren montiert werden) ohne Kopfschraubenlöcher an. Anschließend wurde jeder Block einem Bohrvorgang unterzogen, um sicherzustellen, dass die Zylinder perfekt rund und rechtwinklig zu den Deckoberflächen waren. Die Kurbelwelle wurde im Deep-Skir-Block positioniert und über Hauptlagerdeckel befestigt, die zusätzlich zu den beiden herkömmlichen Hauptschrauben Seitenschrauben verwendeten.

Die oberen zwei Zoll der Zylinderbohrungen wurden induktionsgehärtet, um dem Verschleiß der Zylinderwand durch die Kolbenringbewegung zu widerstehen. Dieser Prozess war bei Blöcken aus verdichtetem Graphiteisen (CGI) nicht üblich (und war auch nicht erforderlich), aus denen im Jahr 2018 die meisten V-Kurbelgehäuse bestehen (GM hat jedoch noch keinen Duramax mit einem CGI-Block gebaut).

Die aus 4340 geschmiedete Kurbelwelle des LB7 wurde bearbeitet, ausgewuchtet und mit dem Tufftride-Verfahren behandelt, um die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus wurden alle Kurbeln bei DMAX Ltd. wärmebehandelt (nitriert), um eine einsatzgehärtete Oberfläche zu erzeugen. Um die Kurbelwelle so dicht wie möglich zu halten, wurde der Kurbelwellenriemenscheibe und der Flexplatte ein Ausgleichsgewicht hinzugefügt. Die Pleuellager erhielten eine Ölschmierung dank Ölkanälen, die von jedem Lagerzapfen zum Pleuelzapfen führen.

Auch die Pleuel bestehen aus geschmiedeten Stahlteilen. Sie verfügen über ein gebrochenes (gerissenes) Kappendesign am großen Ende, das beim Einbau auf die Pleuelzapfen der Kurbelwelle eine präzise Passung (und höchste Langlebigkeit des Pleuellagers) gewährleistet. Die Stangenkappen werden mit Bolzen befestigt. Im Leistungsbereich ist bekannt, dass sich LB7-Ruten irgendwo um die 600-Whhp-Marke verbiegen (siehe oben), aber wir haben gesehen, dass beide 700-rwhp überstehen, bei Anwendungen jedoch „schrumpfen“ und etwas über 550-rwhp erreichen.

Die aus Aluminiumguss gefertigten Kolben des LB7-Motors gehörten zu den leichtesten, die jemals in einer Duramax-Mühle eingesetzt wurden. Der obere Kompressionsring wurde vor dem Einbau einem sogenannten PVD-Prozess (Physical Vapour Deposition) (oder Ionenplattierung für ultimative Haltbarkeit) unterzogen. Beim Gussprozess wurde zusätzlich ein Ringträger in die obere Ringnut des Kolbens integriert. Die Unterseite jedes Kolbens wurde mit Öl besprüht, um ihn unabhängig von den Arbeitsbedingungen kühl zu halten.

Jeder Vierventil-Aluminium-Zylinderkopf wurde von Isuzu in Japan im Schwerkraftguss gegossen, die letzte Maschinenarbeit fand jedoch bei DMAX Ltd. in Moraine statt. Dies erforderte eine CNC-Bearbeitung der Köpfe zur Aufnahme von Ventilen, Kopfschrauben und Einspritzdüsenhalterungen. Jeder Zylinderkopf verfügt über zwei Kipphebel aus geschmiedetem Stahl pro Satz Einlass- und Auslassventile, wobei jeder Kipphebel eine führungslose Brücke zur Betätigung von zwei Ventilen verwendet. Die langfristige Haltbarkeit wird dadurch erhöht, dass der Kontaktpunkt des Kipphebels an der Brücke über eine gesinterte Eisenspitze verfügt und die Brücke über eine gehärtete Stahlkappe verfügt. Für eine optimale Verbrennungsabdichtung (dh Lebensdauer der Kopfdichtung) und wie bereits erwähnt sind die Köpfe mit sechs Köpfen pro Zylinder (18 pro Kopf) am Block befestigt.

Der Turbolader des Modells RHG6 an Bord des LB7 war das einzige Mal, dass eine Einheit mit fester Geometrie in einem Duramax verwendet wurde. Der von IHI Turbo America hergestellte RHG6 verfügte über ein 60,6-mm-Verdichterrad (Inducer) und ein 68-mm-Turbinenrad (Exducer) sowie ein Wastegate. Im Werkszustand erreicht das IHI-Ladegerät einen maximalen Spitzendruck von 22 bis 24 psi. Mit Aftermarket-ECM-Tuning und einem Aftermarket-Boost-Erhöhungsventil im Mix kann der Boost leicht auf 30 psi oder mehr steigen. Bei Belastung kann dieser OEM-Turbo eine Leistung von 500 U/h unterstützen. Wenn jedoch in Verbindung mit einem deaktivierten Wastegate zusätzliche PS zur Gleichung hinzugefügt werden, neigt der Lader zu Überdrehungen.

Obwohl es heute bei allen Dieselmotoren für Pickup-Trucks im Einsatz ist, markierte das beim LB7 verwendete Hochdruck-Common-Rail-Einspritzsystem das Debüt der Technologie auf dem Markt für leichte Nutzfahrzeuge. Das von Bosch stammende System stützte sich auf eine CP3-Pumpe, um den Kraftstoff mit einem Druck von bis zu 23.000 psi zu beaufschlagen, speicherte den unter Druck stehenden Diesel in zwei Verteilern (eine für jede Bank) und förderte den Kraftstoff über acht magnetventilartige Einspritzdüsen in den Zylinder. Die Einspritzereignisse wurden präzise elektrisch gesteuert, um eine saubere, effiziente Stromerzeugung zu gewährleisten, und die Piloteinspritzung sorgte für einen leiseren Motorlauf.

Die im LB7 verwendete CP3 stammt aus der Hochleistungs-Einspritzpumpenreihe von Bosch und zeichnet sich durch enorme Zuverlässigkeit aus. Abgesehen vom gelegentlichen Ausfall des Kraftstoffdruckreglers (auch MPROP oder FCA genannt) fallen die Pumpen selbst selten aus. Bei Duramax-Anwendungen, bei denen keine werkseitige Saugpumpe angeboten wurde, war die CP3 mit einer Saugdrossel ausgestattet, um das Ansaugen von Kraftstoff aus dem Tank zu unterstützen. Wenn der vom CP3 angesaugte Kraftstoff in den Hochdruckkreislauf der Pumpe gelangt, wird er von 0 bis 15 psi auf bis zu 23.000 psi umgewandelt. Der unter Druck stehende Kraftstoff, der den CP3 verlässt, wird in den Kraftstoffverteilern gespeichert, bis er von den Einspritzdüsen benötigt wird.

Die bahnbrechende Hochdruck-Common-Rail-Technologie im Diesel-Pickup-Segment war mit einigen Wachstumsschwierigkeiten verbunden, da der LB7 für seine undichten und rissigen Einspritzdüsen berüchtigt war. In Fällen, in denen Undichtigkeiten auftreten, ist dies auf Erosion und/oder Verschleiß des nicht gehärteten inneren Kugelsitzes zurückzuführen, der den Injektor nicht mehr vollständig abdichten kann. Das andere Szenario betrifft das Einspritzventilgehäuse selbst, das anfällig für Risse war. Als GM das Problem erkannte, erließ er eine Sonderrichtlinie für den Ausfall von Einspritzdüsen, die berechtigten Besitzern einen kostenlosen Austausch der Einspritzdüsen für einen Zeitraum von sieben Jahren oder 200.000 Meilen (je nachdem, was zuerst eintrat) ermöglichte. Glücklicherweise sind heute bei Bosch höherwertige Einspritzdüsen erhältlich, und undichte und rissige LB7-Einspritzdüsen gehören der Vergangenheit an.

Obwohl jeder V8-Motor (sogar ein 90-Grad-Motor) ziemlich gut verpackt ist, wissen die meisten Menschen nicht, inwieweit GM und Isuzu dafür gesorgt haben, dass die Gesamtpaketgröße des Duramax-Motors so kompakt wie möglich ist. Beispielsweise wurden komplizierte Kühlmittelleitungen vermieden, indem das Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal im Schwungradgehäuse zu jeder Zylinderbank geleitet wurde. Auch die Positionierung der Hochdruck-Kraftstoffverteiler, der CP3-Einspritzpumpe und des Turboladers im Lifter Valley trug zu dem angestrebten kompakten Gesamtpaket bei. Die ungefähren Motorabmessungen des LB7 liegen bei 30 Zoll (Länge) mal 30 Zoll (Breite) mal 32 Zoll (Höhe), während der 7,3-Liter-Power Stroke (damals direkter Konkurrent von GM) die Maße 34 x 32 x 38 hatte.