Kolbenbruch durch Anlauf des Kolbenbodens gegen Zylinderkopf
Beschreibung
- Anschlagspuren am Kolbenboden (Abb. 1), an der Zylinderkopfplanfläche und beiden Ventile (ohne Abb.).
- Bruch in Kolbenbolzenrichtung infolge von Erschütterungen und Gewalteinwirkung.
- Kolbenschaft in der unteren Ölringnut abgebrochen, Bruchflächen haben Dauerbruchcharakter (Abb. 2).
Beurteilung
Ursache ist eine schnelle Folge harter Schläge beim Anschlagen des Kolbenbodens gegen den Zylinderkopf. Der Kolben wird derart erschüttert, dass Risse entstehen. Außerdem verkantet sich der Kolben im Zylinder und schlägt mit dem Schaft gegen die Zylinderwand. Bei Kolben mit unterem Ölabstreifring (Abb. 2) bricht dabei häufig der Schaft an der unteren Ölringnut.
Mögliche Ursachen
- Zu großes Spiel in der Pleuellagerung oder ein ausgelaufenes Pleuellager, insbesondere in Verbindung mit starkem Übertouren beim Bergabfahren.
- Zu kleines sogenanntes Spaltmaß (Mindestabstand zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf) in der oberen Totpunktlage des Kolbens. Ursachen können sein:
- Kolben mit falscher Kompressionshöhe. Bei der Motorüberholung wird oft die Planfläche des Zylinderblocks nachgearbeitet. Werden nach der Bearbeitung Kolben mit der originalen Kompressionshöhe verwendet, kann der Kolbenüberstand zu groß sein. Daher werden für den Reparaturfall Kolben mit reduzierter Kompressionshöhe angeboten. So bleibt der Kolbenüberstand innerhalb des vom Motorenhersteller festgelegten Toleranzbereichs.*
- Ungenügende Dicke der Zylinderkopfdichtung. Viele Hersteller sehen für denselben Motor Zylinderkopfdichtungen mit unterschiedlicher Dicke vor: Zum einen, um bei der Produktion Additionen von Bauteiltoleranzen auszugleichen, zum anderen, um den Kolbenüberstand bei Reparaturen anpassen zu können. Bei Reparaturen gilt daher: Nur Zylinderkopfdichtungen mit vorgeschriebener Materialdicke verwenden. Dadurch ist garantiert, dass nach der Reparatur das vorgeschriebene Spaltmaß erreicht ist. Wird der Zylinderblock bei einer Reparatur nachgearbeitet oder ersetzt, muss die Dichtungsstärke nach Maßgabe des Motorenherstellers anhand des Kolbenüberstands neu festgelegt werden.
Achtung
Eine Freigängigkeitsprüfung, bei der der kalte Motor von Hand durchgedreht wird, ist keine Garantie dafür, dass der Kolben in Betriebtemperatur nicht gegen den Zylinderkopf schlägt. Grund: Durch die Wärmeausdehnung verlängern sich Kolben und Pleuel. Dies verringert den Abstand zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf. Vor allem bei Nutzfahrzeugmotoren mit großen Kolbenkompressionshöhen entstehen nennenswerte Maßveränderungen. Diese reduzieren die Freigängigkeit des Kolbens im oberen Totpunkt um mehrere Zehntel Millimeter.