Kolbenringsätze

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Ein Verbrennungsmotor funktioniert mit Flüssigkeiten wie Öl und Kraftstoff. Damit diese nicht auslaufen, gehören Dichtelemente wie Kolbenringe zu den wichtigen Autoteilen. Sie übernehmen in Benzin- und Dieselmotoren mehrere Aufgaben. Beispielsweise dichten sie im Verbrennungsraum innerhalb der Zylinder die Kolben ab. Ebenso sorgen sie für die Ableitung der Wärme, die bei der Verbrennung entsteht. Um dem Kolben innerhalb des Zylinders einen reibungslosen Lauf zu ermöglichen, dosieren sie das Schmieröl. Defekte Kolbenringe führen zu weitreichenden Motorschäden am Fahrzeug.

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Wofür benötigen Sie Kolbenringe im Auto?

In einem modernen Pkw befinden sich pro Zylinder zwei bis drei Kolbenringe. Sie übernehmen unterschiedliche Funktionen. Der oberste Ring nennt sich Kompressionsring. Er dichtet den Arbeitsraum innerhalb des Zylinders ab. Gleichzeitig transportiert er Wärme vom Kolben zur Zylinderwand. Der mittlere Kolbenring dichtet gegen Gase ab. Zusammen mit dem Kompressionsring beeinflusst er das Blowby des Motors. Der dritte Kolbenring heißt Ölabstreifring. Er dient dazu, Öl von der Zylinderinnenwand abzustreifen. Dabei dosiert er den Ölfilm, auf dem alle Kolbenringe gleiten.

Was können Ursachen für einen defekten Kolbenring sein?

Unterschiedliche Ursachen führen zu einem Defekt an den Kolbenringen. Daraus resultieren Kolbenschäden wie der Kolbenfresser. Vorwiegend steigende Drehzahlen stellen für die Motorkomponenten eine zunehmende mechanische und thermische Belastung dar. Eine unzureichende Kühlung an Kolben und Zylindern führt zu frühzeitigem Materialverschleiß. Gleiches geschieht, wenn sich zu wenig Schmieröl zwischen beiden Bauteilen befindet. In der Folge verformen sich die Kolbenringe. Ebenso kann es zum Bruch kommen.

Des Weiteren können altersbedingter Verschleiß oder Materialfehler zu defekten Kolbenringen führen. Unabhängig von der Ursache sollten Sie Symptome, die auf einen Schaden hinweisen, zeitnah erkennen. Das gelingt in vielen Fällen, bevor ernsthafte Komplikationen drohen. Brüchige Kolbenringe machen sich durch einen plötzlich ansteigenden Ölverbrauch bemerkbar. Sie schließen nicht mit der Innenwand des Zylinders ab, sodass Öl austritt. Es verteilt sich im gesamten Motorraum.

Bei einem starken Verschleiß der Kolbenringe tropft das Schmieröl aus dem Motorraum auf den Boden. Unterhalb des Fahrzeugs bildet sich in dem Fall ein Ölfleck. Dieser macht zeitnahes Handeln erforderlich, da er auf einen gravierenden Ölverlust hinweisen kann. Teilweise bedingen die kaputten Kolbenringe gleichzeitig einen Leistungsabfall des Motors. Dieser entsteht, weil Verbrennungsgase entweichen. Sie breiten sich im restlichen Motor aus, beispielsweise im Kurbelgehäuse.

Obgleich entsprechende Anzeichen nicht zwangsläufig aus defekten Kolbenringen resultieren, empfiehlt sich eine Kontrolle deren Zustands. Bleiben Schäden unbeachtet, kommt es zu gravierenden Motorproblemen. In den Brennräumen bildet sich beispielsweise Ölkohle. Sie setzt sich innerhalb des Motors fest. Die daraus entstehenden Schäden an Ventilen und Einspritzdüsen erfordern eine kostenintensive Reparatur.

Schlimmstenfalls entsteht durch einen Defekt an den Kolbenringen ein Kolbenfresser. Hierbei „frisst“ sich der Kolben innerhalb des Zylinders fest. Er verschweißt sich mit ihm. Dieser Schaden erfordert eine umfangreiche Instandsetzung des Motors. Dabei kommt es zum Austausch mehrerer Bauteile, beispielsweise der Kurbelwelle und der Pleuelstange. Um das zu verhindern, sollten Sie beschädigte oder verschlissene Kolbenringe bereits bei den ersten Schadanzeichen auswechseln. Obgleich sich der Prozess zeitaufwendig gestaltet, können Sie ihn mit dem nötigen Werkzeug und handwerklichem Geschick selbstständig erledigen.

Kolbenringe wechseln: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Aufgrund des hohen Arbeitsaufwands empfiehlt es sich, bei einem Austausch alle Kolbenringe zu wechseln. Verzichten Sie dabei auf scharfes Werkzeug, da es die neuen Ersatzteile unter Umständen beschädigt. Bevor Sie beginnen, bauen Sie Unterbodenverkleidung und Motorabdeckung Ihres Fahrzeugs ab. Beim eigentlichen Kolbenring-Einbau gehen Sie folgendermaßen vor:

1. Bauen Sie die Kolbenringe vorzugsweise am warmen Fahrzeug aus. Das erleichtert das Entfernen des Öls.

2. Für den Ausbau beginnen Sie damit, die Zylinderkopfschrauben von außen und innen in zwei Zügen zu lösen.

3. Diese drehen Sie heraus und entnehmen den Zylinderkopf. Um zu verhindern, dass Öl oder Kühlwasser aus diesem ausläuft, sollte das Herausnehmen gerade erfolgen.

4. Im Anschluss drehen Sie die Ölablassschraube heraus. Dadurch läuft das Motoröl komplett ab.

5. In der Ölwanne befinden sich getriebeseitig mehrere Löcher. Zwei davon enthalten Schrauben, die Sie herausdrehen. Danach nehmen Sie die Wanne heraus.

6. Um die Kolben zu entfernen, lösen Sie den Pleuel des Zylinders aus der Kurbelwelle. Drücken Sie den Kolben danach nach oben.

7. Mit einer Kolbenringzange demontieren Sie die Kolbenringe. Diese ziehen Sie vorsichtig über den Kolben. Nach dem Abbau messen Sie die Nuten.

8. Beim Einbau der Ersatzteile beachten Sie den exakten Sitz.

9. Die Kolbenringstöße liegen jeweils um rund 120 Grad versetzt zueinander.

10. Nach der Montage der neuen Ringe ölen Sie den Kolben. Diesen führen Sie in den Zylinder ein. Drücken Sie die Ringe mit der Kolbenringzange zusammen. Während des gesamten Einbaus überprüfen Sie wiederholt deren Sitz.

11. Bauen Sie den Zylinderkopf in umgekehrter Reihenfolge wieder ein.

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Platzierungskriterien

Welcher Kolbenring wird in welche Nut eingesetzt?

Daraus folgert auch der Einbau der verschiedenen Kolbenringe, die im Kolbenringsatz enthalten sind. Bei den ersten beiden Ringen handelt es sich vornehmlich um Kompressions- und Verdichtungsringe, beim unteren Ring um einen Ölabstreifring, wobei dieser auch die Schmierung selbst reguliert. Außerdem ist darauf zu achten, dass jeder Kolbenring mit einem versetzten Kolbenstoß eingebaut wird. Kolbenringe sind offen. Zusammengedrückt in der Laufbuchse ist der Ring zu einem Stoß an den Ringenden zusammengedrückt.

Wie prüft man Kolbenringe? Welche Auswirkungen können verschlissene Kolbenringe andeuten?

Hauptsächlich gemessen wird dieser Kolbenstoß. Im Bereich mit dem höchsten Abrieb an der Zylinderlaufbuchse, also knapp unterhalb des oberen Totpunkts (OT bzw. oberer Kolbenumkehrpunkt) wird der Stoß der Kolbenringe geprüft. Zum Messen wird eine Fühlerlehre genutzt. Das ermittelte Maß wird dann mit den Vorgaben und Parametern verglichen, die der Fahrzeug- bzw. Motorenhersteller im betreffenden Werkstatthandbuch festgelegt hat. Daneben muss aber auch das Kolbenkippspiel des Kolbens im oberen Totpunkt berücksichtigt werden. Aus dem Kolbenkippspiel leitet sich die weitere Abnutzung ab, ebenso wie aus anderen wichtigen Maßen. Diese Maße sind wiederum davon abhängig, ob sie am kalten oder heißen Motor bzw. Kolben durchgeführt werden.

Vorabdiagnose von verschlissenen Kolbenringen

Voraus geht häufig eine Veränderung des Motors im Betrieb. Der Ölverbrauch steigt deutlich an über die festgelegten Toleranzen des Herstellers, die Abgase verfärben sich blau, da Öl verbrannt wird oder das Motoröl sammelt sich gar durch das Aufwirbeln am Fahrzeugheck. Diese Auswirkungen können defekte Kolbenringe andeuten, aber auch andere Ursachen haben. Dazu müssen auch andere Überprüfungen stattfinden.

Beispielsweise das Verbrennungsbild auf Zündkerzen kann zu bestimmten Rückschlüssen führen. Aber auch andere Fehlerquellen sind als Ursache vorab auszuschließen. Das betrifft vor allem die möglichen Schäden rund um Zylinderkopf und Zylinderkopfdichtung. Diese Schäden können ein ähnliches Schadensbild aufzeigen. Um den Verdacht verschlissener Kolbenringe zu erhärten, wird zwingend fachmännische Expertise benötigt. Immerhin ist das Abnehmen des Zylinderkopfs und das Überprüfen mit einem enormen zeitlichen Aufwand verbunden, zu dem auch zahlreiche neuen Ersatzteile benötigt werden.

Reicht es, nur die Kolbenringe zu tauschen?

In der Regel reicht es nicht, nur den kompletten Kolbenringsatz zu ersetzen. Der Durchmesser der Laufbüchse ist ebenso entscheidend wie der Kreuzschliff auf der Lauffläche des Zylinders. Außerdem auch der Verschleiß an Pleuel- und Kurbelwellenlagern. Das heißt, alle diese Maße müssen miteinander verglichen und in Relation gesetzt werden. Daraus leitet sich dann der tatsächliche Aufwand bei der Motorrevision ab. Außerdem wird dabei festgelegt, ob auch Übermaßkolbenringe benötigt werden. In der Regel durch das erforderliche Honen der Laufbüchsen des Zylinders wird der Abstand auf ein durch den Hersteller definiertes Übermaß gebracht. Daraus leiten sich dann wieder die Übermaße für Kolbenringe ab.

Wer sollte diese Arbeiten an den Kolbenringen bzw. Kolben durchführen?

Daraus leitet sich ab, dass diese Instandsetzung und Revision eines Motors ausgesprochen anspruchsvoll ist. Das erfordert nicht nur umfassendes Fachwissen, sondern auch langjährige Expertise. Selbst in den meisten Kfz-Werkstätten für Pkws werden diese Arbeiten kaum durchgeführt. Soll tatsächlich eine Überholung des Motors erfolgen, werden diese Arbeiten nicht selten an einen Betrieb für Motoreninstandsetzung übergeben.

Das resultiert auch daraus, dass für diese Motorinstandsetzung sehr viel spezielles Werkzeug und bestimmte Maschinen benötigt werden, deren Anschaffung auch nicht lohnt, wenn der Fokus nicht gezielt auf Motorrevisionen liegt. Daher sollte stets berücksichtigt werden, dass die Instandsetzung von Motoren und damit auch von Kolben, Kolbenringen, Zylinderlaufbüchsen usw. durch Fachkräfte mit Expertise erfolgen sollte.