Zylinderkopfdichtung

Da die ersten Verbrennungsmotoren der Geschichte, beispielsweise von Gottlieb Daimler, Sackzylinder nutzten, benötigten diese keine ZKD. Zu den ersten bekannten Motoren, die mit einer abnehmbaren ZKD ausgestattet waren, zählt der V4-Motor des 1898er Mors. Die erste Automobil-Großserie in der eine ZKD verbaut wurde, war das Ford Model T, welches im Jahre 1908 auf den Markt kam. Die Anforderung an eine Dichtung dieser Art kam durch die Trennung der Bauteile Zylinder und Zylinderkopf zustande.

Wo befindet sich die Zylinderkopfdichtung im Motorblock?

Die Zylinderkopfdichtung befindet sich zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf

Die Zylinderkopfdichtung befindet sich zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf

Die Zylinderkopfdichtung (ZKD) ist eine, in einem Motorblock eingebaute Dichtung. Sie gilt als das wichtigste Bauteil in fast jedem Verbrennungsmotor und befindet sich zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf. Somit verbindet die ZKD den oberen und unteren Teil des Motorblocks und ist das am stärksten strapazierte Bauteil eines Verbrennungsmotors. Die ZKD enthält außerdem die Ventile und die Zündkerzen des Motors und bildet sozusagen eine Zwischenschicht, die sich mitten im Verfahrweg des Zylinders befindet.

Was ist die Aufgabe einer ZKD?

Die Aufgabe der Zylinderkopfdichtung besteht darin, den Verbrennungsraum sowie die Kühlwasser- und Motorölkanäle im Motorblock abzudichten. Des Weiteren dient sie der Kraftübertragung zwischen den beiden Bauteilen und hat aus diesem Grund einen entscheidenden Einfluss auf die Kraftverteilung innerhalb des gesamten Systems und somit auf die Gesamtstabilität. Von diesem Bauteil wird die Qualität eines Motors maßgeblich bestimmt, da dessen Konstruktion über die Belastbarkeit des gesamten Motorblocks entscheidet. Durch diese Beanspruchungen ist es nicht verwunderlich, dass die meisten Motorschäden eine defekte ZKD betreffen. Ein Schaden kann zum Beispiel ein Bruch des Materials durch die immensen Belastungen sein, welchen die ZKD im Betrieb ausgesetzt wird.

Zylinderkopfdichtung – fachgerechte Montage

Bauform einer ZKD

Bis in die 1960er Jahre wurden die Dichtungen aus dünnen Korkplatten ausgeschnitten und verbaut. Dies wurde unmöglich, als die Wasserkühlung eingesetzt und damit die Dichtung nun nicht mehr ausschließlich für die Abdichtung gegen die Verbrennungsgase des Motors gebraucht wurde. Heute stellt die ZKD zumeist sehr hohe thermische und mechanische Ansprüche und ist daher sehr aufwendig in der Herstellung. Sie besteht aus einem Trägerblech oder einem Metallgitter, das in eine hitzebeständige Kunststoffmasse eingebettet wird.

Oberflächlich ist die ZKD häufig mit einer Anit-Haftschicht versehen. Die aktuell neueste Entwicklung stellt die sogenannte Metalllagen-ZKD dar. Sie wird seit 1992 in der Großserie eingesetzt. Die Dichtungen bestehen dabei aus Federstahl. Da die Metalloberfläche gegenüber dem Motorblock und dem Zylinderkopf keine ausreichende Dichtwirkung erreicht, sind die Oberflächen gegeneinander, mit Hilfe sehr dünner Elastomerschichten, zusätzlich abgedichtet. Diese Schichten müssen mechanisch und thermisch beständig sein.

Mögliche Folgen einer defekten ZKD

Eine defekte Zylinderkopfdichtung hat große Auswirkungen auf den Motorbetrieb. Beispielsweise gelangen die Verbrennungsgase in den Kühlwasser-Raum, was zur Folge hat, dass es zu Dampfaustritt am Überdruckventil des Ausgleichsbehälters kommt. Durch den resultierenden hohen Gasgehalt im Kühlwasser wird die Kühlleistung herabgesetzt und es droht eine Überhitzung des Motors. Ein weiteres Risiko, welches durch eine defekte ZKD hervorgerufen wird, ist, dass Motoröl in das Kühlwasser übertreten könnte. Dies hätte zur Folge, dass sich bräunliche Ablagerungen im Wasserkreislauf bilden und somit die kleinen Kühlwasserkanäle verstopfen können.

Sollte Kühlwasser in den Schmierölkreislauf eindringen, würde dies zu einer Verschlechterung der Schmierfähigkeit des Motoröls und damit beispielsweise zur Gefahr eines Lagerschadens führen. Wenn das Kühlwasser sogar bis in den Verbrennungsraum gelangt, kann dies zu weißem Dampf und erhöhter Korrosion im Brennraum und im Abgastrakt führen. Bei einer größeren Kühlwasseransammlung im Brennraum besteht die Gefahr eines Wasserschlags.

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