Der Abgaskrümmer – mehr als nur Abluftleitung für Motoren

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© Tong_stocker / Shutterstock

Der Abgaskrümmer ist eines der am höchsten belasteten Bauteile eines Motors und findet dennoch kaum Beachtung – solange er nicht defekt ist. Was ein Abgaskrümmer mit Motorleistung und Umweltschutz zu tun hat und woran Sie einen defekten Abgaskrümmer erkennen, erklärt der folgende Beitrag.

Aufbau und Funktion des Abgaskrümmers

© kvsan / Shutterstock
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Der Abgaskrümmer ist das erste Teil der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges und direkt am Motor befestigt. Ein Abgaskrümmer besteht, je nach Hersteller und Fahrzeugmodel, entweder aus gegossenen oder gebogenen Rohren. Als Material wird legiertes Gusseisen, das den über 900 °C heißen Abgasen widerstehen kann, oder zunehmend Edelstahlrohr verwendet, durch das die Abgaskrümmer leichter und kompakter gebaut werden können.

Die heißen Abgase aus dem Motor strömen zuerst in den Krümmer. Der Abgaskrümmer führt die Abgasströme der einzelnen Zylinder zusammen und leitet sie in ein Sammelrohr oder, bei Motoren mit Turbolader, in den Turbolader. Danach folgen das Abgasreinigungssystem und die Auspuffanlage. Seinen Namen verdankt der Abgaskrümmer der gekrümmten Bauform, durch die die meist horizontal aus dem Motor austretenden Abgase nach unten in Richtung Fahrzeugboden umgelenkt werden.

Die Abgase müssen vom Abgaskrümmer möglichst schnell abgeleitet werden, damit ein Zurückströmen der Abgase in die Zylinder verhindert wird. Durch das stoßartige Einströmen der Abgase in den Krümmer entsteht eine Druckfront, die einen Unterdruck nach sich zieht. Die Druckschwingungen können in optimal gestalteten Abgaskrümmern das Ausströmen der Abgase aus den Zylindern unterstützen. Kommt es zum Beispiel durch einen Riss im Krümmer zu einer Veränderung der Druckverhältnisse im Krümmer, lässt die Motorleistung nach und gleichzeitig steigt der Kraftstoffverbrauch. Wichtige Kriterien bei der Konstruktion eines Abgaskrümmers sind Rohrlänge, der Rohrdurchmesser, die Führung der Abgase und in welcher Reihenfolge die Abgase der einzelne Zylinder zusammengeführt werden. Zudem sollten die Innenseiten der Krümmerrohre möglichst glatt sein, um die Reibung zwischen Abgasen und Krümmer zu reduzieren.

 

Wodurch können Defekte am Abgaskrümmer entstehen?

Der Abgaskrümmer ist als erstes Bauteil im Abgasstrang thermisch hoch belastet. Durch die vielen Aufheiz- und Abkühlzyklen können im Krümmer Spannungen durch Ausdehnen und Schrumpfen des Materials entstehen, die zu Rissen oder Brüchen führen können. Hinzu kommen noch Schwingungsbelastungen bei laufendem Motor, die ebenfalls einen Defekt in Form Brüchen oder Rissen verursachen können. Zwar halten Abgaskrümmer dank ausgereifter Konstruktionen und bewährter Materialien meist ein Autoleben lang, dennoch kann auch bei modernen Fahrzeugen ein Riss im Krümmer entstehen.

 

Woran erkennt man einen defekten Abgaskrümmer?

Das erste Zeichen für einen Defekt oder eine Undichtigkeit des Abgaskrümmers ist ein meist plötzlich lauter werdender Geräuschpegel aus Richtung des Motors. Aufmerksame Autofahrer bemerken zudem schnell, dass die Motorleistung nachlässt und der Kraftstoffverbrauch steigt. Wenn der Abgaskrümmer undicht ist, liefert die Lambdasonde falsche Messwerte, die wiederum das Motormanagement beeinflussen. Weitere Anzeichen sind Abgase unter der Motorhaube und ein deutlich wahrnehmbarer Abgasgeruch im Innenraum.

Einfluss des Abgaskrümmers auf die Abgaswerte

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Um die Schadstoffemissionen niedrig zu halten, muss der Katalysator möglichst schnell seine Betriebstemperatur erreichen. Der Katalysator wir durch die heißen Abgase aufgeheizt. Je höher die Wärmekapazität des Abgaskrümmers ist, um so mehr Wärme nimmt der Krümmer zunächst aus den Abgasen auf. Grundsätzlich gilt, je dicker die (Metall-)Wände des Abgaskrümmers sind, um so höher ist die Wärmekapazität. Daher werden heute oft sogenannte luftspaltisolierte (LSI) Abgaskrümmer verwendet. Diese Krümmer bestehen im Prinzip aus dünnwandigen Rohren mit geringer Wärmekapazität, um die herum mit einem Abstand von wenigen Millimetern eine Verkleidung gelegt wird. Der Luftspalt zischen Rohren und Verkleidung wirkt wie eine Isolierung und verhindert, dass der Abgaskrümmer zu viel Wärme abgibt und aus den Abgasen aufnehmen kann. Der Katalysator erreicht so schneller seine optimale Betriebstemperatur und die Emissionswerte werden reduziert.