Position und Funktion des Zylinderkopfs

Der Zylinderkopf sitzt bei normalen Reihenmotoren oberhalb der Zylinderlaufbahnen. Bei Boxermotoren, wie man sie beispielsweise in Subaru oder Porsche Modellen findet, sitzt er seitlich. Seine Aufgabe ist es, dem Kompressionsdruck der Explosion im Brennraum standzuhalten. Das ist heute gar nicht mehr so einfach.

Durch Forderungen nach einem geringeren Schadstoffausstoß und Kraftstoffverbrauch hat diese Kompression in den Motoren stark zugenommen. In den 1980ern und 1990ern war eine zwei Liter Maschine herstellerübergreifend bei ca. 120 PS angesiedelt. Heute sind Motoren Standard, welche die gleiche Leistung mit der Hälfte des Hubraums erreichen. Dieser enorme Leistungszuwachs wird durch höhere Drehzahlen und eine Steigerung der Verdichtung und des Explosionsdrucks erreicht. Damit sind die Konstrukteure am Ende der Leistungsfähigkeiten der Werkstoffe angekommen. Es genügen bereits kleinste Konstruktionsfehler und das Bauteil hat eine stark verminderte Lebensdauer.

Bauteile im Zylinderkopf

In einem Zylinderkopf befinden sich folgende Bauteile:

• Nockenwelle
• Ventile mit Federn
• Kipphebel
• Hydrostößel

Wenn der ganze Zylinderkopf ausgetauscht werden muss, sollte man auch diese Bauteile erneuern. Die alten Bauteile sind auf den vorigen Zylinderkopf eingelaufen und werden im Neuteil nicht mit der gewünschten Präzision funktionieren.

Schäden an einem Zylinderkopf

Ein Zylinderkopf kann auf zwei Arten Schaden nehmen:

• Verwindun
• Riss bzw. Bruch

Eine Verwindung des Zylinderkopfes ist eine häufige Folge der Überhitzung. Diese macht sich durch die durchgebrannte Zylinderkopfdichtung bemerkbar. Wird bei der Reparatur der Kopf falsch demontiert, ist eine Verwindung meist unvermeidlich.

Eine Verwindung lässt sich aber noch reparieren. Bei einem Bruch ist das hingegen nicht mehr möglich. Die typische Bruchstelle in einem Zylinderkopf befindet sich an den Stegen, also den kleinen Brücken zwischen den einzelnen Brennräumen. Kleinere Risse können gegebenenfalls noch toleriert werden. Wenn aber so viel Material fehlt, dass der Druck von einem Brennraum in den nebenliegenden gelangen kann, dann ist ein Austausch des Bauteils unvermeidlich.

Zylinderkopf ausbauen und reparieren

Die hier beschriebenen Schritte sind eine allgemeine Darstellung der Vorgehensweise und keine Anleitung zum Einbau.
Ein defekter Zylinderkopf kann sich durch folgende Symptome bemerkbar machen:

• Schaumiges, braunes Motoröl
• schwarzes Kühlwasser,
• hoher Druck im Kühlsystem,
• ständig weißer Abgasrauch
• Druck im Schmiersystem, beispielsweise Ölaustritt am Ölmessstab.

Im Zylinderkopf treffen Druck, Kühl- und Schmierkreislauf aufeinander. Ein Defekt hat deshalb immer zur Folge, dass ein System von einem anderen beeinflusst wird. Wasser gelangt ins Öl und umgekehrt oder Druck gelangt ins Kühl- oder Schmiersystem. In den meisten Fällen ist lediglich eine defekte Zylinderkopfdichtung die Folge. Um diese auszutauschen, muss der Zylinderkopf ohnehin entfernt werden. Sobald er vom Fahrzeug gelöst ist, sollte man ihn deshalb gründlich untersuchen.

Das Wichtigste beim Lösen des Zylinderkopfes ist, dass man die Halteschrauben in der richtigen Reihenfolge entfernt. Hierzu sind die Reparaturvorschriften zu beachten. Ein falsch demontierter und wieder montierter Zylinderkopf wird sich unweigerlich verziehen und nicht die gewünschte Dichtleistung bringen.

Wenn der Zylinderkopf ausgebaut ist, wird er gereinigt und gründlich untersucht. Wenn keine Risse erkennbar sind, wird er auf Planheit geprüft. Dazu zieht man eine Planlehre über die Druckfläche des Bauteils und hält eine Lichtquelle dahinter. Sobald ein Lichtstrahl zwischen Kopf und Lehre zu sehen ist, muss der Zylinderkopf überarbeitet werden.

Überarbeiten von einem Zylinderkopf

Ein Zylinderkopf kann durch einen Planschliff so begradigt werden, dass er wieder einsetzbar ist. Das ist wesentlich günstiger als der Kauf von einem Neuteil. Die Spezialfirmen, die diese Arbeit beherrschen, bieten auch weitere Arbeiten rund um das Überholen des Zylinderkopfes an. Das können folgende Leistungen sein:

• Polieren der Ein- und Auslasskanäle
• Überarbeiten des Ventilsitzes
• Einschleifen neuer Ventile
• Reinigen und Optimieren.

Wenn der Zylinderkopf noch zu retten ist, sollte man stets das volle Paket buchen. So erhält der Motor schon wieder annähernd einen Neuzustand.

Einbau von einem neuen Zylinderkopf

Ist der Zylinderkopf nicht mehr zu retten, muss man ihn gegen ein Neuteil tauschen. Die Kosten für einen neuen Zylinderkopf beginnen bei ca. 500 Euro. Je nach Modell kann das Zylinderkopf Kaufen jedoch auch wesentlich teurer werden. Der Austausch dieses Bauteils lohnt sich deshalb vor allem dann, wenn es sich um ein hochwertiges Fahrzeug handelt.

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