Das Temperaturproblem

Risse im Motorblock 

Nachforschungen weisen auf folgenden Zusammenhang hin: magere Benzinmischungen bei niedrigen Drehzahlen bewirken unter hoher Last sehr heiße Zylindertemperaturen (wobei Klopfsensoren die Maschine vom Klopfen abhalten) und können damit Risse im Block erzeugen. Im Gegensatz zu den Temperaturen von Kühlmittel und Öl, die auf dem Armaturenbrett angezeigt werden, gibt es keine Methode, die Metalltemperaturen der Zylinder zu überwachen. Die Voll-Aluminiumkonstruktion des Rover V8 ist im britischen Motorenbau ungewöhnlich, obwohl das Material ziemlich geläufig bei modernen Motoren ist. Aluminium ist nicht sehr standfest. Im Gegensatz zu Gusszylinderblöcken, in denen die Kolben sich in Bohrungen bewegen, die direkt in das Blockmaterial eingebracht wurden, bewegen sich die V8-Zylinder innerhalb von gusseisernen Laufbuchsen, die in den Aluminiumblock eingelassen wurden. Der Range Rover 4.4-Liter-V8 der laufenden Modellserie ist eine total verschiedene Konstruktion, die von keinem der Probleme betroffen ist, die hier abgehandelt werden. Sie ist auch aus Aluminium, aber die Zylinder sind direkt in das Blockmaterial gebohrt und sind mit einen überaus standfesten Nikasil-Beschichtung versehen. 

Die älteren Rover-V8-Laufbuchsen hatten über die Jahre sehr wenige Probleme verursacht. Abgesehen von den wenigen Fällen, die denen die Laufbuchse losbrach und innerhalb des Blocks klappernde Bewegungen machte. Die Kühlmittelkanäle innerhalb des Rover-Gussblocks sind so angelegt, dass sie so nah wie möglich an der Laufbuchse entlang laufen, um die Hitzeableitung ins Kühlmittel zu optimieren. Das bedeutet, dass die Wand des Blocks, an der Stelle, wo die Buchse eingepasst ist, relativ dünn ist. 

3.9- und 4.2-Versionen 
Die Varianten der ursprünglichen 3.5-Liter-Maschine mit größerem Hubraum wurden dadurch erzielt, dass die Größe der Bohrung von 89.5 auf 94 mm erhöht wurde. In gleichem Maße wurde der Durchmesser des Blocks hinter der Laufbuchse reduziert. Nach acht Jahren im Einsatz erlitten viele dieser Maschinen Wasserverlust, die Lockerung von Laufbuchsen und manchmal sogar beide Schäden zugleich. 

4.0- und 4.6-Versionen 
Diese späteren Entwicklungen sind dem früheren 3.5-Modell weit überlegen, obwohl die Passform des Blockgusses Probleme aufwarf. Tatsächlich waren in diesem großvolumigen Motor noch dieselbe 94-mm-Bohrungen anzutreffen (das größere Volumen wurde durch einen größeren Kolbenhub erreicht). Aber die Probleme waren die der 3.9er und 4.2er, sogar in noch früherem Alter und bei noch häufigerem Auftreten. 

Die treffende Diagnose: 
Wenn man mit dem Problem des Kühlmittelverlusts und/oder der Überhitzung konfrontiert ist und man im ersten Durchgang alle an den Kreislauf angeschlossenen Elemente wie Kühler, Schläuche, Thermostat, Wasserpumpe und Heizkühler geprüft hat, kommen als nächster zu überprüfender Punkt meist die Zylinderkopfdichtungen in Betracht. Zylinderkopfdichtungen gehen durchaus einmal kaputt, aber wenn das Problem an der Wurzel der Motorblock oder die Laufbuchsen sind, dann sind die teuren Überholungen vom Kopf her vergeblich, egal wie gut die Arbeit durchgeführt wurde. Eine richtige, sorgfältige Diagnose ist wesentlich, um unnötige Ausgaben und Aufwand zu ersparen. 

Es wird oft ins Feld geführt – leider eben ohne Berechtigung – dass Kühlmittelverlust auf poröse Stellen im Block zurückgehen würde. Der Motorblock wird durch Gießen geschmolzener Aluminiumlegierungen in eine Form hergestellt. Gase lösen sich leicht in geschmolzenem Metall. So können nach dem Erkalten und Erstarren des Gusses sich darin wieder kleine Bläschen bilden. Jedoch ist der Vorgang des Gießens ein feingesteuerter Prozess, wo solche Effekte so gut wie ausgeschlossen sind. 
Der Block müsste die Porosität von einem Aero-Schokoladenriegel haben, damit das Kühlmittel seinen Weg hindurch finden könnte. Beinahe alle untersuchten verdächtigen Motoren hatten einen Riss in der Bohrung von mindestens einem Zylinder entwickelt, d.h. in dem Blockmaterial zwischen einer Laufbuchse und einem Wasserkanal. Diese Probleme können diagnostiziert werden – und die Symptome sind insgesamt verschiedenen von denen einer undichten Zylinderkopfdichtung. Wenn jedoch der Kühlmittelverlust nicht bemerkt wird, bis ein Zylinderkopfdichtungsschaden auftritt, ist es zu spät, einen Blockriss zu diagnostizieren, ohne den ganzen Motor auseinander zu nehmen. 


Wie kann ich das Problem vor einem Zylinderkopfschaden diagnostizieren? 

Anders als beim Durchbrennen der Zylinderkopfdichtung wird das anfängliche Symptom eines Block-Buchsenproblems die Notwendigkeit sein, vielleicht einmal im Monat das Kühlmittel nachzufüllen, dann tritt das wöchentlich auf und schließlich täglich. 

Wenn der Block einen Riss hat, warum kann ich kein Wasser im Motoröl sehen? 

Kühlmittel und Öl gehen beide durch die Zylinderkopfdichtung, weshalb eine Möglichkeit besteht, dass Kühlmittel in das Öl einsickert und umgekehrt, wenn die Dichtung ein Leck hat. Aber die Kühlmittelkanäle weiter unten im Motorblock sind weit weg von irgendwelchen ölführenden Kanälen. Deshalb wird dort austretendes Kühlwasser nicht das Ölsystem erreichen. 

Meine Werkstatt hat das Kühlmittel auf Spuren von Auspuffgasen untersucht, aber es ist frei davon. 

Dies ist eine verbreitete Methode, um Zylinderkopfdichtungsschäden oder Schäden im Block nachzuweisen. Es wird Dampf aus dem Kühlmittelausgleichsbehälter entnommen und durch eine Chemikalie geleitet, die Farbänderungen zeigt, sobald Verbrennungsgase darin enthalten sind. Jedoch ist dieser spezielle Test nicht sehr verlässlich, um einen Riss in einem Rovermotorblock aufzuspüren, weil die Verbrennungsgase aus dem Zylinder nicht leicht in das Kühlsystem zurückfinden, auch wenn Kühlmittel in den Zylinder eindringt – wir kommen unten darauf zurück. 

Ich habe alle Wasserkanäle abgedichtet und habe den Block unter Druck geprüft, aber es gab kein Zeichen eines Lecks. 

Wenn der Riss keine Gelegenheit hatte sich über einen längeren Zeitraum zu entwickeln, wird er sich nur öffnen, wenn der Block sich bei Erwärmung der Maschine ausdehnt. Ein Motor, der für eine Drucktest demontiert wurde, bleibt kalt und der Riss wird fest verschlossen sein und wahrscheinlich kein Leck aufweisen. Die einzige verlässliche Art, einen Riss zu entdecken, ist es, zuerst den Block auf normale Betriebstemperatur zu bringen und dann den Drucktest durchzuführen. 

Okay, der Drucktest unter Hitze zeigt nun ein Leck – aber warum zeigt es sich oben an der Laufbuchse? 

Der Riss ist anfangs sehr klein und damit kann nur eine minimale Menge Kühlmittel wandern, und auch nur dann, wenn der Motor eine hohe Temperatur erreicht hat. Das Kühlmittel dringt durch den Riss im Wasserkanal und erreicht die Rückseite der Laufbuchse. Nach unten kann es nicht entweichen, weil die Laufbuchsen unten gut abgedichtet sind. Deshalb ist der Weg nach oben der einzige Ausweg. Nachdem es den oberen Bereich der Laufbuchse erreicht hat, trifft es auf den schmalen Rand, den die Zylinderkopfdichtung oben rund um Laufbuchse bildet. Wie man sich vorstellen kann, von den ersten Anfängen bis zu den ersten Anzeichen kann einige Zeit vergehen. 

Hätte ich Kühlmittel in den Zylindern durch Inspektion der Zündkerzenöffnungen oder des Auspuffs nachweisen können? 

Nicht unbedingt. Wir haben herausgefunden, dass der Motor heiß sein muss, bevor Kühlmittel entweichen kann. Das liegt an der Temperaturausdehung des Aluminiums. Bei Erwärmung dehnt es sich aus und somit öffnet sich der Riss. In den Laufbüchsen lagern sich dann Russpartikel ab und mann kann den Riss sehen. Sieht aus wie ein schwarzes Haar... 


Laufbuchsenprobleme beim V8 

Der Anstieg der Metalltemperaturen, der zu Rissen im Motorblock führt, kann auch zur Lockerung von Laufbuchsen führen. Der Kolbendruck auf einer lockeren Laufbuchse bewirkt ein Auf und Ab derselben mit dem Kolbenhub. Dabei wird ein Stößelgeräusch erzeugt, das im Motorraum hörbar ist. Das Geräusch hat eine Ähnlichkeit mit dem, welches ein defektes Ventilstößel erzeugt. Aber es gibt ein einfaches Unterscheidungsmerkmal: ein Stößel ist besonders laut, wenn der Motor noch kalt ist. Nach der Startphase wird es in dem Maße ruhiger wie der Motor durchgewärmt wird. Die defekte Laufbuchse wird bei kaltem Motor kein Spiel haben und nicht klappern, aber in dem Maße, wie der Block sich aufwärmt, wird sie locker und man wird hören, wie sie sich auf und nieder bewegt. Sie wird so lange lärmen bis der Motor ausgeschaltet wird und wieder auskühlen kann. Leider ist es nicht praktikabel eine schlackernde Laufbuchse auszuwechseln. Wenn eine Laufbuchse sich durch Überhitzung gelockert hat, sind die übrigen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ähnlich betroffen und können jederzeit locker werden. Achtzylinder-Laufbuchsen auszuwechseln oder aufzuarbeiten ist nicht zu annähernd in eine vernünftige Kosten-Nutzenrelation zu bringen. Die einzige realistische Option ist ein Austauschmotor. 

Aber wenn der Motor läuft, wird die Kompression im Zylinder das Kühlmittel zurückhalten. Wenn er abgeschaltet wird, bleibt das Kühlsystem unter Druck, aber die Zylinder werden ihren Druck durch die teilweise geöffneten Ein- und/oder Auslasssventile verlieren. Kühlmittel kann in die Zylinder durch eigenen Druck gelangen und dann durch die Resthitze in den Zylindern verdampfen. Dann entweicht es durch die Ventilkanäle ohne sichtbare Spuren zu hinterlassen. 
In Extremfällen, in denen dem Riss Gelegenheit gegeben wurde, sich zu entwickeln, können die Symptome eindrucksvoller sein. Der Kühlmittelstand mag tägliches Nachfüllen erforderlich machen und ein rauer Leerlauf beim Kaltstart weist auf Kühlmittelreste in einem oder mehreren Zylindern hin. auch übermäßig viel Dampf aus dem Auspuffendrohr nach dem Motorstart ist ein solches Zeichen. Es kann sein, dass es dann der Anlassermotor wegen der Kühlmittelreste in einem Zylinder nicht schafft, den Motor auf angemessene Drehzahl zu bringen. Im Gegensatz zu einem Luft-Benzin-Gemisch ist Kühlwasser nicht komprimierbar. Deshalb kann der Anlasser nicht den Widerstand überwinden. Diese Größenordnung von Leck verursacht wahrscheinlich auch dauernde Überhitzung beim Fahrbetrieb. 

Warum weisen Range-Rover-Fahrzeuge Schwächen in der Einspritzregelung bei niedrigen Drehzahlen auf? 

Sparsamer Kraftstoffverbrauch ist wichtig und gewöhnlich wird ein Kompromiss zwischen Kraftentwicklung und Emissionen angestrebt. Wir kommen zu dem Schluss, dass die Einspritzregelung, die maximale Sparsamkeit bei normaler Fahrgeschwindigkeit garantiert, Probleme bereiten kann, wenn bergauf gefahren wird oder eine Last gezogen wird – was bei Range Rovern öfter vorkommt. Das Problem scheint bei den P38-Modellen vorzuherrschen, die schwerer als die früheren Classic-Modelle sind. Das Problem tritt nicht auf bei anderen Rover V8-Einbauten wie Morgan, MG, TVR und Marcos. 

Der Text stammt von Gerhard und wurde von Ihm für meine homepage zur Verfügung gestellt. Danke!