Schlüsselkomponenten im Verbrennungsmotor
Kolben und Buchsen sind zentrale Bauteile in Verbrennungsmotoren, die für die reibungslose Funktion und Leistungsfähigkeit des Motors sorgen.
Kolben
In einem Verbrennungsmotor spielen die Kolben eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von Energie aus der Verbrennung von Kraftstoff in mechanische Arbeit.
-
Funktion: Im Motor bewegt sich der Kolben auf und ab im Zylinder, indem er die Energie der Verbrennung in mechanische Arbeit umwandelt, die dann über die Kurbelwelle in Drehbewegung umgesetzt wird. Diese Bewegung treibt letztlich das Fahrzeug und auch die Zapfwelle an.
-
Material: Kolben bestehen je nach Anforderung aus Aluminium oder Stahl. Aluminium zeichnet sich durch gute Temperaturleitfähigkeit, geringes Gewicht sowie einfache Gieß- und Bearbeitbarkeit aus. Stahl hingegen bietet hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung.
Buchsen
Buchsen (oder Zylinderbuchsen) sind zylindrische Hülsen, die in den Motorblock eingesetzt werden. Sie dienen als Führung und Schutz für die Kolben und verringern die Reibung, die bei der Bewegung entsteht.
-
Funktion: Die Buchse stellt zusammen mit dem korrekten Motoröl sicher, dass der Kolben reibungsarm im Zylinder auf- und abgleiten kann, und schützt den Zylinder vor Abnutzung. Gleichzeitig hilft sie bei der Wärmeableitung und der Schmierung des Kolbens.
-
Material: Buchsen bestehen häufig aus robusten Materialien wie Stahl oder speziellen Gusslegierungen, da sie hohen Druck- und Temperaturbelastungen standhalten müssen.
-
Arten: Es gibt sogenannte nasslaufende und trockene Buchsen. Nasslaufende Buchsen sind direkt von Kühlmittel umgeben, was zur besseren Wärmeableitung beiträgt, während trockene Buchsen in den Zylinder eingesetzt werden und keinen direkten Kontakt mit dem Kühlmittel haben.
Kolbenringe
Gleitlager
Lager im Motor sind Bauteile, die bewegliche Teile wie die Kurbelwelle oder die Nockenwelle stützen und reibungsarm drehen lassen.
Sie sorgen dafür, dass diese Teile trotz hoher Belastungen und Drehzahlen gleichmäßig und ohne übermäßigen Verschleiß laufen.
Zylinderlaufbuchsen richtig einbauen
Motorblock prüfen
- Optische Kontrolle des Motorblocks auf Beschädigungen und Korrosion
- Überprüfen, ob der Motorblock verzogen ist.
- Auf Sauberkeit und Planheit der Buchsenbundauflage achten.
- O-Ringnuten im Motorblock sorgfältig kontrollieren.
Zylinderlaufbuchse einsetzen und prüfen
- Vor dem Ausbau der alten Buchse ihre genaue Position im Motorblock markieren
- Neue Zylinderlaufbuchse mit gleichmäßiger Bewegung und Spezialwerkzeug in den Motorblock pressen
- Buchsenüberstand an vier Stellen (alle 90 Grad) mit einer Messuhr messen und mit Herstellerangaben vergleichen
- Innendurchmesser im Bereich der O-Ringsitze mit einem Innenmesswerkzeug überprüfen
O-Ringe einlegen
-
- Wichtig: Kein Flüssigdichtmittel verwenden!
- Montagegleitpaste auf die O-Ringe auftragen und den Rest der Paste gleichmäßig auf den Kontaktflächen der Zylinderlaufbuchsen verteilen.
Probelauf des Motors
- Der Motor darf erst gestartet werden, wenn er vollständig mit allen Anbauteilen montiert und mit Motoröl und Kühlflüssigkeit gemäß Herstellerspezifikation gefüllt ist.
- Es ist wichtig, dass der Motor beim ersten Startversuch ohne mechanischen Widerstand durchdreht, da die ersten Umdrehungen unter kritischen Schmierbedingungen erfolgen, die entscheidend für das spätere Betriebsverhalten des Motors sind.
- Nach dem erfolgreichen Start des Motors soll dieser mehrere Minuten mit sehr geringer Drehzahl betrieben werden.
- Nach dem Warmlaufen den Motor auf Dichtheit, Zündung, Ventilspiel, usw. überprüfen.
- Anschließend kann das Einlaufen des Motors erfolgen.
Tipps für die Einlaufphase von Motoren
Der Motoreinlauf ist die Anfangsphase, in der ein neuer oder frisch überholter Motor vorsichtig betrieben werden soll, damit sich alle beweglichen Teile wie Kolben, Ringe und Lager optimal aufeinander einspielen können.
Hier wird der Motor schrittweise belastet, damit sich die Bauteile richtig setzen und der Verschleiß minimiert wird, was die Lebensdauer und Leistung des Motors verbessert.
Herstellervorgaben müssen beim Einlaufvorgang unbedingt beachtet werden!
Beim Einlaufen von Motoren sollte Folgendes beachtet werden:
- Betriebstemperatur des Motors unbedingt beachten (mind. 80 °C Öltemperatur).
- Motor mit ausreichend Drehzahl betreiben, Leerlaufphasen mit niedriger Drehzahl vermeiden.
- Motor höchstens mit 2/3 der Höchstdrehzahl belasten und auf wechselnde Drehzahlen achten.
- Bergauf- und Bergabfahrten sowie untertouriges Fahren möglichst vermeiden.
- Volllast meiden und auf die Motorbremse verzichten.
- Motoröl und Ölfilter nach der Einlaufzeit wechseln.
- Die Dauer der Einlaufphase richtet sich nach den Herstellervorgaben.
- Bei niedriger Drehzahl baut die Ölpumpe nicht genügend Druck auf, um ausreichend Öl an die Schmierstellen zu fördern. Verschmutzungen und Abrieb werden dadurch nicht ausreichend ausgespült, was bereits in der Einlaufphase zu erhöhtem Verschleiß führt.
- Es gelangt zu wenig Schleuderöl von der Kurbelwelle an die Zylinderwände, sodass Schmutz nicht effektiv abgewaschen wird. Dies erhöht den Verschleiß an Kolben und Kolbenringen.
- Die Kolbenringe dichten im Leerlauf schlechter ab, was dazu führt, dass mehr Verbrennungsgase ins Kurbelgehäuse gelangen, der Ölfilm am Zylinder weiter reduziert und zusätzlicher Verschleiß verursacht wird.
- Das Druckventil für die Kolbenbodenkühlung kann geschlossen sein, wodurch die Kolben nur minimal gekühlt werden. Dies führt dazu, dass umliegende Bauteile wie Kolbenbolzen und Pleuellagerbuchsen weniger geschmiert werden.
- Ein niedriger Öldruck kann auch Bauteile des Ventiltriebs sowie den Turbolader beschädigen. Das reduzierte Schleuderöl der Nockenwelle führt zu erhöhtem Verschleiß, beispielsweise an Hydrostößeln und Kipphebeln.
