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Fresser in den Kolbenbolzennaben

KS | Kolbenschmidt | Motorservice

Wie können Schäden in den Kolbenbolzenbohrungen entstehen? Warum sollte man beim Einbau der Kolben die Bolzenlagerungen einölen? Warum ist der Kolbenbolzen im Bereich der Pleuelbuchse blau angelaufen? Was sind die häufigsten Ursachen für Fresser in den Kolbenbolzennaben? In diesem Beitrag erfährst du alles Wissenswertes.

Allgemeines über Fresser in den Kolbenbolzennaben

Die Kolbenbolzennabe wird nicht zwangsweise mit Öl versorgt. Es steht nur Spritz- oder Schleuderöl zur Verfügung. Deshalb sind die Fresser an den Kolbenbolzenlagerstellen fast immer Trockenlauffresser mit stark aufgerissener Oberfläche und Materialverschweißungen.
Bei schwimmend gelagerten Kolbenbolzen entstehen Schäden in den Kolbenbolzenbohrungen hauptsächlich:

  • Durch zu wenig Spiel des Kolbenbolzens in der Pleuelbuchse.
  • Beim Fressen bzw. Festklemmen des Kolbenbolzens in der Pleuelbuchse.

Ein Zeichen hierfür sind Kolbenbolzen mit blauen Anlassfarben im Bereich der Pleuelbuchse. Wenn die Freigängigkeit des Kolbenbolzens in der Pleuelbuchse einschränkt ist, muss er sich zwangsweise in der Kolbenbolzennabe drehen. Dafür ist aber das Spiel eines schwimmend gelagerten Kolbenbolzens in den Kolbenbolzenbohrungen zu klein. Starke Erwärmung, Zusammenbruch der Schmierung und ein Trockenlauffresser in der Kolbenbolzennabe sind die Folge.

Durch die hohe Erwärmung dehnt sich der Kolben im Bereich der Kolbenbolzenbohrungen auch am Schaft wesentlich stärker aus. Dies kann auch dort zu Spielmangel und zu einem Trockenlauffresser in der Zylinderbohrung führen (siehe Kapitel „45°-Fresser“).

Für Kolbenbolzen, die im Pleuel fest eingeschrumpft werden, wird das Spiel in der Kolbenbolzenbohrung so groß bemessen, dass sich dort ein ausreichender Ölfilm bilden kann. Bei der Wiederverwendung gelaufener Schrumpfpleuel sollte die Bohrung im Pleuel nicht verzogen oder anderweitig beschädigt sein. Der Kolbenbolzen könnte sich sonst im eingeschrumpften Zustand so stark verformen, dass das Spiel in den Kolbenbolzenbohrungen nicht mehr ausreicht und folglich leichte Fresser entstehen. Beim Einbau der Kolben ist stets die Bolzenlagerung einzuölen, damit für die ersten Umdrehungen ausreichend Schmierstoff vorhanden ist.

HINWEIS

                Beim Einschrumpfen des Kolbenbolzens in den Pleuel istnicht nur die o. g. Schmierung des Kolbenbolzens zu beachten. Unmittelbar nach dem Einsetzen des Kolbenbolzens darf die Bolzenlagerung nicht durch Kolbenkippbewegung auf Freigang geprüft werden! Denn in dieser Phase gleicht sich die Temperatur der beiden Bauteile an (kühler Kolbenbolzen, heißes Pleuel). Der Kolbenbolzen kann sehr heiß werden; er dehnt sich stark aus und klemmt in der Kolbenbolzennabe fest. Wird die Lagerung in diesem Zustand bewegt, kann ein Anreiber oder Fresser entstehen. Mögliche Folge: Spätere Schwergängigkeit der Lagerung, dadurch erhöhte Reibung und Wärmeentwicklung. Montierte Bauteile stets abkühlen lassen, bevor die Lagerung auf Freigängigkeit kontrolliert wird.

Fresser in den Kolbenbolzennaben (schwimmend gelagerter Kolbenbolzen)

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  • Kolbenbolzen hat in den Kolbenbolzenbohrungen gefressen.
  • Kolbenmaterial auf dem Kolbenbolzen aufgeschweißt (Abb. 1).
  • Kolbenbolzen im Bereich der Pleuelbuchse blau angelaufen.

Beurteilung

Die Blauverfärbung des Kolbenbolzens im Bereich der Pleuelbuchse zeigt, dass dort zu wenig Spiel vorhanden war. Daher konnte sich der Kolbenbolzen nur schwer oder gar nicht in der Pleuelbuchse drehen. Die Drehung des Kolbenbolzens erfolgte nur in der Kolbenbolzenbohrung. Dafür ist das Spiel eines schwimmend gelagerten Kolbenbolzens aber zu klein. Durch die erhöhte Reibung erwärmte sich die Lagerung übermäßig, wodurch der Ölfilm unwirksam wurde und der Kolbenbolzenfresser auftrat.

Mögliche Ursachen

  • Zu eng bemessenes Spiel zwischen Pleuelbuchse und Kolbenbolzen.
  • Das Spiel in der Pleuelbuchse wurde durch einen Pleuelfluchtfehler überbrückt und dadurch der Kolbenbolzen festgeklemmt.
  • Nicht eingeölte Bolzenlagerung beim Einbau der Kolben.
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HINWEIS

Beim Einbau der Kolben ist die Bolzenlagerung großzügig einzuölen, damit für die ersten Motorumdrehungen genügend Schmierung vorhanden ist und beim Motorstart kein Anreiber entsteht.                            

Fresser in den Kolbenbolzennaben (schrumpfpleuel)

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  • Kolben nur kurze Zeit gelaufen.
  • Keine Verschleißspuren am Kolbenschaft.
  • Fresser in Kolbenbolzennaben auf der oberen druckbelasteten Seite (Abb. 1).
  • Oberfläche der Fresser metallisch sauber, keine Spuren von eingebranntem Öl.

Beurteilung

Der Kolben zeigt fast keine Verschleißspuren und kann daher nur kurze Zeit gelaufen sein. Der Kolbenbolzen hat schon bei den ersten Motorumdrehungen gefressen. Die metallisch reinen Fressstellen sind Indiz für einen Ölmangel in der Bolzenlagerung.

Mögliche Ursachen

  • Nicht eingeölte Bolzenlagerung vor Montage des Kolbens.
  • Beim Einschrumpfen des Kolbenbolzens in den Pleuel wurde unmittelbar nach dem Einsetzen des Kolbenbolzens die Bolzenlagerung durch Kolbenkippbewegung auf Freigang geprüft. Die Lagerung kann zu diesem Zeitpunkt durch die ungewöhnlichen, im Betrieb nicht vorkommenden Temperaturunterschiede der Bauteile in Mitleidenschaft gezogen werden.
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Fresser in den Kolbenbolzennaben (mit Kolbenschaftfresser)

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  • Beidseitige Kolbenschaftfresser, ausgehend vom Kolbenkopf.
  • Festgegangene Verdichtungsringe in den Ringnuten.
  • Fresser in den Kolbenbolzennaben.

Beurteilung

Die Konzentration der Fressstellen am Kolbenkopf zeigen, dass der Schadensverlauf dort infolge von Verbrennungsstörungen begann. Daraufhin sind die Kolbenringe festgegangen und die Fresser haben sich immer stärker auf den Schaftbereich ausgeweitet. Verbrennungsgase sind an den festgegangenen Verdichtungsringen vorbei geströmt. Der Kolben hat sich so aufgeheizt, dass auch der Ölfilm in der Bolzenlagerung unwirksam wurde und hier ebenfalls Fresser entstanden.

Mögliche Ursachen

Verbrennungsstörungen führen zu einem kombinierten Spiel- und Trockenlauffresser am Kolbenkopf und Kolbenschaft. Daraus entstehen Fresser in der Bolzenlagerung.

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