Zylinderkopf-Dichtungsatz

Wichtige Informationen für Reparatur und Kauf

Beim Zylinderkopf-Dichtungssatz handelt es sich um einen Satz von Dichtungen und Kleinteilen, die im und am Motorblock verbaut werden. Je nach Umfang des Sets beinhaltet es entweder ausschließlich Dichtungen für den Zylinderkopf, oder es enthält zusätzlich weitere Kleinteile, die beispielsweise zum Zusammenbau des Motors dienen, nachdem dessen Dichtungen ersetzt wurden. So können durchaus auch neue Schrauben (sehr wichtig, da Zylinderkopfschrauben Einwegschrauben sind) oder anderen Ersatzteile, die keine Dichtungen sind, dem Zylinderkopf-Dichtungssatz beiliegen. Üblicherweise bieten die Fahrzeughersteller und Zulieferer Dichtungssätze an, welche in ihrem individuellen Umfang jeden denkbaren Bedarf abdecken. Die enthaltenen Dichtungen sind für Dichtigkeitsanforderungen für die im Motor zirkulierenden Medien sowohl nach außen hin, als auch gegeneinander zuständig. Als wichtigster Part des Zylinderkopf-Dichtungssatz ist die Zylinderkopfdichtung selbst zu nennen. Sie ist für die Abdichtung des Kurbelwellengehäuses gegen den aufgesetzten Zylinderkopf zuständig. Sie dichtet die Brennräume, sowie Motoröl- und Kühlwasserkanäle ab. Ist sie undicht, entweichen dem Motor genau diese Betriebsmittel und Verbrennungsgase aus den Brennräumen, oder das Motoröl gelangt in den Kühlwasserkreislauf und umgekehrt. Schenkt man der defekten ZKD (kurz für Zylinderkopfdichtung) keine Beachtung, führen all diese Vorgänge unweigerlich zu unabsehbaren Folgeschäden am gesamten Motor oder wenigstens dem Kühlwasser- und Motorölkreislauf. Eine weitere wichtige Eigenschaft geht auf die mechanische Beanspruchung der Zylinderkopfdichtung zurück. So ist sie ein entscheidender Faktor bezüglich der Kraftverteilung innerhalb des Motors, insbesondere des Motorblocks, da allein die ZKD für die Kraftübertragung zwischen Nockenwellengehäuse und Zylinderkopf zuständig ist. Andere Dichtungen, die dem Zylinderkopf-Dichtungssatz beiliegen können, dienen insbesondere der Dichtung von Schraubenverbindungen und sämtlichen insbesondere ölgelagerten Bauteilen, die am Ventiltrieb beteiligt sind. Hierzu gehören die Dichtungen für die Ventile selbst (sowohl Ventilschaft, als auch Ventildeckel), sowie Dichtringe für die Nockenwellen. Auch Ansaug- und Abgaskrümmerdichtungen können einem Zylinderkopf-Dichtungssatz beiliegen. Besonders umfangreiche Sets enthalten außerdem Dichtungen für andere wichtige Baugruppen und Bauteile des Motors, wie zum Beispiel Kurbelwelle, AGR-System, Wasser- und Ölpumpe, Zündverteiler, etc. All diese Dichtungen sorgen dafür, dass die oftmals mechanisch und/oder elektrisch empfindlichen Bauteile gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit geschützt sind.

1. Bauart

Hier wird im Folgenden nur die Bauart der Zylinderkopfdichtung selbst eingegangen, da die übrigen Bauteile in eigenen Artikeln bereits ausführlich beschrieben werden. Die Zylinderkopfdichtung besteht aus einem Trägerblech oder Metallgitter, das von hitzebeständigem Kunststoff umschlossen wird. Die Bohrungen sind eingebördelt, um zusätzliche Festigkeit zu erreichen. Bei modernen PKW findet überwiegend eine Metalllagen-Zylinderkopfdichtung Verwendung, welche aus einem Metalllagen-Sandwich, das aus einer Anzahl verschiedener Metalllegierungen, besteht, gefertigt werden. Durch Sicken an den kritischen Stellen wird die Dichtigkeit gewährleistet. Die unterschiedliche Ausbildung der Sicken ergibt die erzielte Dichtwirkung und wird daraufhin abgestimmt. Ältere Fahrzeuge verwenden eine so genannte Metall-Elastomer-Zylinderkopfdichtung. Diese sind eine Hybridkonstruktion aus unterschiedlichen charakteristischen Dichtungsausformungen. Je nach Anforderung werden die abzudichtenden Räume mittels plastischer Sicken (Brennräume) oder elastomeren Dichtlippen (Kühlwasser- und Ölkanäle). Der verwendete Elastomerwerkstoff unterscheidet sich jedoch auch hier, je nach strömendem Medium.

2. Diagnose

Eine defekte Zylinderkopfdichtung ist schnellstmöglich nach Entdecken des Defekts auszuwechseln, da sie schwerwiegende Folgeschäden nach sich ziehen kann, welche bis zum wirtschaftlichen Totalschaden des Fahrzeugs reichen. Anzeichen hierfür ergeben sich durch das Austreten oder Vermischen der im betriebstüchtigen Zustand von der Zylinderkopfdichtung zurückgehaltenen Fluiden. Wenn Verbrennungsgase in den Kühlwasserkreislauf gelangen, kann dieser die benötigte Kühlleistung nicht mehr erzielen. Dies hat zu Folge, dass Dampf aus dem Überdruckventil des Kühlwasserausgleichsbehälters tritt. Sammeln sich die heißen Verbrennungsgase im Kühler selbst an, führt dies zu einer weiteren Verminderung der Kühlleistung, weshalb oftmals zusätzlich zu anderen Phänomenen auch eine stark überhöhte Motortemperatur zu beobachten ist. Dies kann auch Folge von durch Motoröl verstopfte Kühlwasserkanäle sein. Weist das Kühlwasser zudem bräunliche Ablagerungen auf, ist auch dies ein Indiz für eine nicht ordnungsgemäß abdichtende Zylinderkopfdichtung. Umgedreht kann auch Kühlwasser in den Schmierölkreislauf eintreten, was zu schwerwiegenden Lager- und Korossionsschäden führt. Gelangt es gar in die Brennräume, entstehen aufgrund der Inkompressibilität des Wassers Druckspitzen (Wasserschlag), wodurch der Motor völlig zerstört würde. Von Außen lassen sich diese Effekte zudem in den meisten Fällen durch starke Wasserdampf- und Rauchentwicklung beobachten. Gelangen die giftigen und leicht entzündlichen Brennraumgase in die Umgebungsluft, können sie zu einem Motorbrand führen oder in den Fahrzeuginnenraum gelangen. Im früheren Stadium finden sich oftmals im Motorraum Ölablagerungen am Motorblock, sowie eine Ölemulsion am Ölpeilstab. Auch kann in diesem frühen Stadium ein schleichender Kühlwasserverlust, sofern nicht ein Leck in einer der Kühlwasserleitungen Ursache hierfür ist, ein relativ sicheres Anzeichen für eine defekte Zylinderkopfdichtung sein.

3. Reparatur

Für den Wechsel der Zylinderkopfdichtung braucht man Übung, Kraft und Zeit. Im Idealfall hat man auch noch einen Helfer und einige der folgenden Utensilien zur Hand. Vor allem darf man nicht vergessen, Hilfsmittel einzuplanen, mit denen man die Positionen der beweglichen Motorbauteile markiert, um Synchronitäten in den Abläufen nicht zu stören. Um die Positionen von Einspritzpumpe, Kurbelwelle und Nockenwelle festzuhalten, eignen sich entweder ein Lackstift bzw. eine Reißnadel am besten. Außerdem sollte man versuchen, sich Federspanner für die Klammern zu besorgen, mit denen der Abgaskrümmer am Motor befestigt ist. Kann man sich diese nicht besorgen, muss man versuchen, sich selbst ein Hilfsmittel zu improvisieren, welches beim Abhebeln der Klammern behilflich ist. Zum Anziehen der Kopfschrauben ist ein Drehmomentschlüssel unbedingt notwendig. Um Arbeiten am Motor vorzunehmen, muss man ihn zunächst isolieren, das heißt ihn von seinen Zuleitungen trennen. Wie immer ist man gut beraten, die Batterie vor Beginn der Arbeiten abzuklemmen. Nun lässt man das Kühlwasser ab, um die Kühlwasserzuleitungen abnehmen zu können. Hierzu löst man einfach den Kühlwasserleitung von der Kühlwasserpumpe und öffnet danach den Deckel des Ausgleichsbehälters, um das Kühlwasser in einen ausreichend großen Behälter abzulassen. Die folgenden Schritte variieren natürlich in Abhängigkeit von der Motorbauart von Fahrzeug zu Fahrzeug. Hat man das Kühlwasser abgelassen, entfernt man nun die Luftfilterbaugruppe samt dem Ansaugschlauch. Nun kann man die Kraftstoffleitung, welche zur Einspritzpumpe führt, abnehmen und weg binden. Anschließen dreht man mithilfe der Kurbelwellenriemenscheibe den Motor auf den oberen Totpunkt (OT) des ersten Zylinders. Viele Fahrzeuge haben zum Festellen des OT ein Guckloch, welchen mit einem Kunststoffpfropfen verschlossen ist, eine andere Möglichkeit besteht darin, bei ausgeschraubter Zündkerze am ersten Zylinder einen langen(!) dünnen Gegenstand vorsichtig hineinzustellen und solange zu drehen, bis dieser den Totpunkt anzeigt. In dieser Stellung sind nun die Einspritzpumpen- und Nockenwellenposition sowohl präzise als auch deutlich zu markieren. Die genaue Stellung der Nockenwelle kann man sich auch mit einem guten Foto festhalten. Hat man alle Stellungen arretiert oder zumindest markiert, kann man nun den Ventildeckel abnehmen, was den Blick auf die Nockenwelle freigibt. Jetzt löst man die Zahnriemenspannrolle und legt den Zahnriemen so, dass er im weiteren Verlauf nicht stört. Nun nimmt man die Riemenscheibe der Nockenwelle ab und entfernt alle restlichen elektrischen Leitungen und Wasserschläuche am Zylinderkopf. Hat man sich all derer entledigt, kann man zum Groben übergehen, indem man den Auspuff am Abgaskrümmer vom Motor trennt. Hierbei sei zu großer Vorsicht geraten, da die Befestigungsklammern unter enormer Spannung stehen, löst man sie also unkontrolliert, kann dies zu gefährlichen Verletzungen führen. Nun kann man den Kraftstoffrücklauf abnehmen und die Einspritzleitungen entfernen. Anschließend verschließt man schmutz- und staubfrei die Düsenöffnungen und sollte den Zylinderkopf nun freigelegt haben. Das folgende Lösen der Zylinderkopfschrauben sollte von außen nach innen in zwei Zügen geschehen, bevor man sie herausschraubt. Die bereits benutzten Schrauben können nicht wieder verwendet werden, da sie so konzipiert sind, dass sie sich nach der Montage dehnen und somit eine stärkere Verschraubung ermöglichen. Durch die dabei entstehenden Zugkräfte werden sie allerdings so verformt, dass sie anschließend nicht mehr zu gebrauchen sind. Der Zylinderkopf kann jetzt (am besten zu zweit) langsam abgehoben und vorsichtig auf einen sauberen, glatten Untergrund abgelegt werden. Man schaut jetzt in die Brennräume und auf die alte Zylinderkopfdichtung, welche man nun wegnimmt, um anschließend die Planflächen mit einem Schaber von Resten der alten ZKD zu befreien. Dabei sollten keine Kratzer in die Dichtflächen gekratzt werden un

4. Marken

Ein Zylinderkopf-Dichtungssatz wird u.a. von den folgenden Ersatzteile-Herstellern produziert: Elring, Ajusa und Triscan

Quellen