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Kolbenring

Grafik Kolbenring Kolbenringe nehmen mehrere Funktionen im Fahrzeug ein. (Einfach klicken zum Vergrößern)

Bezug zum Kraftfahrzeug

Abdichtung, Ölhaushalt, Wärmehaushalt
Maschine, Motor
Kolben, Kurbeltrieb

 

Allgemeine Beschreibung

Der Kolbenring ist generell ein Dichtelement auf dem Kolben und hat mehrere Aufgaben. Man findet ihn nicht nur in Kraftfahrzeugen, sondern z.B. auch in Schiffen, Lokomotiven, Baumaschinen und Stationärmotoren. In diesem Ratgeber wird es aber nur um den Kolbenring bei Kraftfahrzeugen gehen. Hier wird zwischen zwei verschiedenen Arten von Kolbenringen unterschieden. Auf der einen Seite gibt es sogenannte Kompressionsringe und auf der anderen Seite die Ölabstreifringe. In der Regel sind sie von oben, also vom Kolbenboden aus gesehen, nach unten in folgender Reihenfolge angeordnet: Zwei Kompressionsringe und ein Ölabstreifring.

Die verschiedenen Arten des Kolbenrings

Kompressionsring

Bild Kolbenring Der Kolbenring dient unter anderem zur Abdichtung des Arbeitsraumes.

Die Kompressionsringe sind die Dichtung des Verbrennungsraums seitens des Kolbens. Der Kolben braucht ein gewisses Spiel zur Zylinderwand, um Fehlfunktionen zu verhindern. Um dennoch den Verbrennungsraum gegen unerwünschte Druckverluste zu sichern, sind diese beiden Kolbenringe in entsprechenden Nuten des Kolben eingebracht. Eine zweite Aufgabe der Kompressionsringe ist die Ableitung von Wärme aus dem Verbrennungsraum, die sich auf den Kolben überträgt, an die von Kühlmittel gekühlte Zylinderwand.

Gäbe es keinen Kolbenring, der die Wärme ableitet, so würde man Gefahr laufen, dass der Kolben im schlimmsten Fall schmilzt. Daher sollte man unbedingt darauf achten, dass die Kolbenringe jederzeit genügend Kontakt zur Zylinderwand haben. Sind die Kolbenringe hingegen blockiert oder unruhig, dauert es nicht lange, bis es zu einer Überhitzung des Kolbens kommt.

Ölabstreifring

Der unterste Ring, der Ölabstreifring, sorgt dafür, dass Öl, das bei der Kolbenbewegung mit zum Kolbenboden gerissen worden oder aus entsprechenden Ölbohrungen am kleinen Pleuelauge oder dem Kolbenbolzen ausgetreten ist, bei der gegenläufigen Bewegung an der Zylinderwand abgestreift wird. Zusätzlich wird dieses dann wieder in die Ölwanne befördert und so ein Eindringen bzw. Verbleiben des Öls im Verbrennungsraum und eine folgende Verbrennung vermieden. Ölabstreifringe besitzen in der Regel zwei Abstreifstege zur Verbesserung der Dicht- und Abstreiffunktion. Da der Kolben innerhalb der Zylinderbohrung kippt, wird umso besser abgedichtet, je näher die zwei Stege beieinander liegen.

Die Aufgaben des Kolbenrings

Bild Kolbenring im Motor Der Ölabstreifring sorgt dafür, dass das Schmieröl an der Zylinderwand abgestreift wird.
  • Abdichtung des Arbeitsraumes von Wärme und Gas
  • Ableitung der Verbrennungswärme
  • Dosierung des Schmieröls
  • Sicherstellen der Schmierfilmdicke
  • Stabilisierung der Kolbenbewegung
Kolbenringe sind so ausgeführt, dass sie eine relativ große Vorspannung haben, d.h. ihr neutraler Außendurchmesser ist merklich größer als der des Zylinders. So wird erreicht, dass die Ringe bereits beim Motorstart ein hohes Maß an Dichtheit vorweisen. Auch kann so bei hohen Drehzahlen ein Flattern der Ringe vermieden werden. Im normalen Betrieb des Motors werden die Ringe durch den im Zylinder herrschenden Gasdruck an die Zylinderwand gedrückt und dichten den Verbrennungsraum ab. Kolbenringe sind nur bedingt elastisch und sollten daher nur mit einem speziellen Werkzeug ein- und ausgebaut werden.

Wechsel des Kolbenrings

Dichtsystem

Bild Kolbenring und Zylinder Der Zylinder, das Motorenöl und der Kolben gehören auch zum Dichtsystem.

Da die Kolbenringe zusammen mit dem Zylinder, dem Motorenöl und dem Kolben ein Dichtsystem bilden, sollte jedes dieser Elemente einwandfrei funktionieren, um den Gesamtwirkungsgrad des Dichtsystems zu gewährleisten. Haben Sie also den Verdacht, dass einer der Kolbenringe abgenutzt ist, so sollten Sie auch die anderen Komponenten des Dichtsystems auf Verschleiß untersuchen, denn: die Kette ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Es bringt als nichts, nur den Kolbenring auszutauschen, um den Motor wieder instand zu setzen, wenn auch der Kolben oder der Zylinder nicht mehr voll funktionstüchtig sind.

Ringnuten messen

Um beurteilen zu können, ob Sie die neu erworbenen Kolbenringe noch auf den bereits genutzten Kolben aufziehen können, können Sie die Ringhöhe in der Ringnut mithilfe einer Fühlerlehre messen. Diese Höhe sollte maximal 0,10 Millimeter aufweisen, bei allem was darüber ist, ist Vorsicht geboten. Eine Fühlerlehre mit einer Dicke von 0,12 Millimeter sollte keinesfalls zwischen Kolbenring und Ringnut eingeschoben werden können – in diesem Fall wäre die Ringnut bereits verschlissen. Um den Kolbenring in dem bereits genutzten Kolben zu messen, sollten Sie die Kolbenringe allerdings nicht auf den Kolben aufziehen, da bei dem Auf- und Abziehen der Kolbenringe die Form dieser verändert werden könnte. Daher eignet sich die letztgenannte Methode nicht zur Messung.

Aufziehen des Kolbenrings

Vorsichtig sein

Bild Kolbenring auf Kolben Beim Aufziehen auf den Kolben sollte der Kolbenring nicht zu weit geöffnet werden.

Ist der Kolbenring beispielsweise verschlissen und muss aus diesem Grund durch einen neuen ersetzt werden, so ist bei dem Aufziehen äußerste Vorsicht geboten. Hier finden die meisten Fehler statt. Durch das unsachgemäße Aufziehen des Kolbenrings auf den Kolben können die Kontur und die Radialdruckverteilung, auf welche bei der Produktion besonders geachtet wurde, maßgeblich beeinträchtigt werden. Der Kolbenring kann dadurch verformt und die gewünschte Abdichtungsfunktion nicht mehr gewährleistet werden.

Nicht zu weit öffnen

Aus diesem Grund sollte der Kolbenring immer nur so weit geöffnet werden, dass der innere Durchmesser über den äußeren Durchmesser des Kolbens gestreift werden kann. Wird der Kolbenring hingegen darüber hinaus aufgespreizt, wird er verbogen – insbesondere der Ringrücken - und es gibt Probleme bei der Abdichtung. Seien Sie also äußert Vorsichtig beim Aufziehen der Kolbenringe, um die Abdichtungsfunktion sicherzustellen.

Montieren des Kolbenrings

Reinigung

Auch beim Montieren und Demontieren der Kolbenringe gibt es einige Dinge zu beachten. Bevor Sie den Kolbenring auf den Kolben aufziehen, sollte der Kolben komplett gereinigt werden und auch die Ringnuten sollten frei von Schmutz und Ölkohle sein. Bei der Beseitigung des Schmutzes sollte allerdings vorsichtig vorgegangen werden – achten Sie darauf die Nutflanken nicht zu beschädigen, um die Abdichtungsfunktion dieser zu gewährleisten. Anderenfalls kann es beispielsweise zu einem erhöhten Ölverbrauch kommen.

Werkzeug

Bild Kolbenring einbauen Den Kolbenring sollte man nicht mit einem Schraubenzieher einbauen.

Auf auch ein geeignetes Werkzeug sollte geachtet werden. Für die Montage oder Demontage eignen sich sogenannte Kolbenringzangen am besten. Auf Schraubenzieher oder Drahtschlaufen sollte hingegen verzichtet werden, da diese den Kolbenring beschädigen könnten. Die Folge wäre in diesem Fall erneut, dass die Abdichtungsfunktion nicht mehr einwandfrei funktionieren würde. Ebenso sollten Sie den Kolbenring nicht mit der Hand aufziehen, da hier der Kolbenring ebenfalls beschädigt werden könnte. Die Folge wäre wiederum eine fehlerhafte Abdichtung.

Fazit

Der Kolbenring hat also wichtige Funktionen bei Kraftfahrzeugen. Er sorgt unter anderem dafür, dass der Arbeitsraum von Gas und Wärme abgedichtet wird und das Öl richtig dosiert und an der Zylinderwand abgesteift wird. Um die Abdichtungsfunktion zu gewährleisten sollte man sicherstellen, dass sowohl die Kolbenringe, als auch das Motorenöl, der Kolben und der Zylinder einwandfrei funktionieren. Denn diese Komponenten bilden ein Dichtsystem und bei jedem System gilt: die Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Achten Sie auch beim Aufziehen oder Montage des Kolbenrings darauf, dass dieser nicht beschädigt wird.

Wir hoffen, dass Sie durch diesen Ratgeber nun gut über die Funktionen des Kolbenrings informiert sind und wünschen Ihnen viel Spaß mit Ihrem einwandfreien Kraftfahrzeug.

 

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