Zylinderkopf ein- und ausbauen

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1 . Bildquelle: Victor Reinz Zylinderkopf ein- und ausbauen Grundlagen AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 1/12

2 INHALTSVERZEICHNIS DICHTUNGEN AM MOTOR... 3 ZYLINDERKOPF... 4 Einteilung... 4 Bauteile am Zylinderkopf... 4 DIE ZYLINDERKOPFDICHTUNG... 5 Anforderungen... 5 Dichtungsschäden... 6 ZYLINDERKOPFSCHRAUBEN... 7 Schraubenanzug mit Drehmoment und Drehwinkel... 7 Anzugsreihenfolge... 8 WERKSTATTARBEITEN... 9 Diagnose... 9 Dichtheitsprüfung... 9 Ausbau... 9 Sauberkeit und Planheit der Dichtflächen Einbau Zylinderkopf NOTIZEN: AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 2/12

3 Dichtungen am Motor Dichtungen werden in Verbrennungsmotoren in vielen Varianten und in unterschiedlichsten Werkstoffkombinationen eingesetzt. Dichtungen haben hauptsächlich die Aufgabe, die verschiedenen Medien wie Gase, Kühlmittel und Öl im Motor voneinander abzutrennen und nach aussen abzudichten. Dabei müssen sie aggressiven Medien, hohen Drücken und Temperaturen ein Autoleben lang standhalten. Bildquelle: Audi AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 3/12

4 Zylinderkopf Einteilung Zylinderköpfe lassen sich nach folgenden Merkmalen klassifizieren. Saugmotoren (mit Vergaser) oder Einspritzmotoren (ohne Vergaser) Viertaktmotoren (mit 2, 4 oder 5 Ventilen) Benzinmotoren (mit Zündkerzen) und Einspritzventilen Dieselmotoren mit Glühkerzen und Injektoren Untenliegende oder obenliegende Nockenwelle Einfache oder doppelte Nockenwellen getrennt in Einlass- und Auslassnockenwellen Querstrom- oder Gegenstromzylinderkopf Bauteile am Zylinderkopf Zylinderkopfhaube (Ventildeckel) Einlassnockenwelle/Auslassnockenwelle mit Antriebsrädern Ventiltrieb mit Ventilen, Ventilführungen, Ventilfedern und Übertragungselementen wie Stössel, Hebel, Spielausgleichselemente (Hydrostössel). je nach Ausführung Kraftstoff-Hochdruckpumpe, Unterdruckpumpe Sensoren: Nockenwellengeber, Temperatursensoren, Öldruckschalter Aktoren: Einspritzventile/Injektoren, Ventil für Nockenwellenverstellung, Zündspulen, Zündkerzen, Glühstifte AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 4/12

5 Die Zylinderkopfdichtung Die Zylinderkopfdichtung soll den Verbrennungsraum gasdicht abschliessen und gleichzeitig Motorölund Kühlwasserkanäle sicher gegen Flüssigkeitsaustritte abdichten. Anforderungen Bildquelle: Victor Reinz Sichere und dauerhafte Abdichtung Beständigkeit gegen Gas, Öl, Wasser und Frostschutzmittel Resistenz gegen Temperaturdifferenzen und hohe Verbrennungsdrücke Stabilität zum Ausgleich von Bauteilverzügen Schub- und Zerreissfestigkeit im Stegbereich Übertragung der Schraubenkräfte Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen Mehr-Lagen-Stahl Dichtungen (MLS) Weichstoff-Zylinderkopfdichtung mit Trägerblech, beidseitig aufgewalztem Weichstoffmaterial und Brennraumeinfassungen 3-lagige MLS-Zylinderkopfdichtung mit Elastomerbeschichtung. Bildquelle: Audi AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 5/12

6 Dichtungsschäden In der Praxis kann es zu Undichtigkeiten kommen, die jedoch nur in Ausnahmefällen auf die Zylinderkopfdichtung selbst zurückzuführen sind. Die Ursachen für Schäden an Zylinderkopfdichtungen können dabei vielfältig sein. Die Überhitzung des Motors in Verbindung mit einem Bauteilverzug oder die schlechte Verpressung der Zylinderkopfdichtung sind die häufigsten Gründe für Undichtigkeiten. Thermische Überlastungen entstehen z.b. durch defekte Komponenten des Kühlsystems. Weitere Ursachen sind unregelmässige Verbrennungen durch Russablagerungen und zu hoher Abgasdruck bei Ausfall des Katalysators. Darüber hinaus können chemische Zusätze im Kühlmittel und minderwertige Frostschutzmittel Beschichtungen angreifen. Typische Undichtigkeiten der Zylinderkopf-Motorblock-Einheit sind Gas-, Öl- oder Kühlmittelundichtigkeiten. Insgesamt können sieben verschiedene Leckagen auftreten. Bildquelle: Victor Reinz Analysieren Sie den Schaden vorher und suchen Sie die Fehlerquelle. Der Grund für die Leckage kann viele Ursachen haben, diese müssen mit einer neuen Zylinderkopfdichtung nicht unbedingt automatisch behoben sein. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 6/12

7 Zylinderkopfschrauben Die Zylinderkopfschrauben sind meist Fliess- oder Dehnschrauben. Das heisst Sie wird über die Elastizitäts- oder Streckgrenze angezogen, also im Dehn- oder Fliessbereich. Darum schreiben viele Hersteller vor dass die Zylinderkopfschrauben bei jeder Neumontage ersetzt werden müssen. Andere Hersteller geben die maximale Länge der Schrauben an, bis zu welcher sie ein zweites Mal verwendet werden dürfen. links eine Dehnschraube, rechts eine Rollschaftschraube Schraubenanzug mit Drehmoment und Drehwinkel Bei diesem Verfahren wird die Zylinderkopfschraube nicht nur gedehnt, sondern auch bleibend verformt. Im ersten Schritt wird mit einem niedrigen Drehmoment in den elastischen Bereich der Schraubenkennlinie angezogen, anschliessend wird um einen bestimmten Drehwinkel weiter gezogen. Die Schraube wird dabei über die Streckgrenze hinaus verformt. Kombination von Drehmoment und Winkelgrad sind Standard Vorteile: Diese Anzugsmethode kann den Streubereich der Schraubenspannkraft deutlich reduzieren. Ein gleichmässig hohes Schraubenkraftniveau wird erreicht, das Nachziehen entfällt. Die Drehmomente-, Winkel und Anzugsreihenfolge werden vom Hersteller vorgegeben und müssen genau eingehalten werden. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 7/12

8 Anzugsreihenfolge Zylinderkopfschrauben müssen nicht nur mit dem richtigen Drehmoment/Drehwinkel sondern auch in der richtigen Reihenfolge angezogen werden. Nur so können sich keine Wellen bilden und die Dichtung kann sich gleichmässig setzen. Das Anziehen erfolgt meist von innen nach aussen, auch hier unbedingt die Herstellerangaben beachten. Werden die Vorschriften nicht beachtet, so kommt es zu ungewollten Verspannungen und Verzügen der Motorbauteile. Die Folge: Es können Leckagen im Zylinderkopfdichtverband auftreten. Kreuzweise Spiralförmig Beispiel 1. Schritt 20 Nm 2. Schritt 60 Nm 3. Schritt Schritt 90 d. h. Schrauben 1-10 mit Anziehdrehmoment 20 Nm anziehen d. h. Schrauben 1-10 mit Anziehdrehmoment 60 Nm anziehen d. h. Schrauben 1-10 mit Anziehwinkel 90 anziehen d. h. Schrauben 1-10 nochmals mit Anziehwinkel 90 anziehen AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 8/12

9 Werkstattarbeiten Diagnose Merkmale einer defekten Zylinderkopfdichtung sind zum Beispiel: Leistungsverlust Überhitzung Wasserverlust Weiss- oder Blaurauch Dichtheitsprüfung Eine Dichtheitsprüfung kann Aufschluss über den Reparaturumfang geben. Kompressionstest / Druckverlustprüfung (siehe Theorie Kompression-/Druckverlusttest) Kühlsystem abpressen (siehe Theorie Kühlung) Ausbau Bei der Demontage der Zylinderkopfdichtung sollten Sie unbedingt die Herstellervorgaben beachten, um Bauteilverzüge an Zylinderkopf und Motorblock auszuschliessen. Der Motor darf nicht bei zu hohen Temperaturen zerlegt werden. (Verzug der Bauteile) Lösereihenfolg des Herstellers beachten. (Umgekehrte Anzugsreihenfolge) Achten Sie auch darauf, dass die Bauteiloberflächen bei der Demontage der Zylinderkopfdichtung nicht beschädigt werden. Identifizieren Sie bei Dichtungsschäden die Leckagestelle eindeutig und ermitteln Sie die Fehlerquelle; die Dichtung kann, muss aber nicht die Ursache sein. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 9/12

10 Sauberkeit und Planheit der Dichtflächen Richtwerte unter 0,05 mm auf einer Länge von 400 mm in Längsrichtung; unter 0,03 mm auf einer Länge von 100 mm in Querrichtung Bildquelle: Victor Benz AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 10/12

11 Einbau Zylinderkopf Achtung: Zusätzliche Dichtmassen sind nur erforderlich, wenn es ausdrücklich vom Hersteller vorgeschrieben wird! AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 11/12

12 Notizen: AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 12/12