Zahnriemen

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Nockenwellen-Bruch

Einleitung[Bearbeiten]

Der Zahnriemen für die Nockenwelle stellt bei vielen T4-Motoren (alle Diesel und alle 4- und 5-Zylinder-Benziner) durch 'Verbindung' der Nocken- mit der Kurbelwelle die berührungsfreie, synchronisierte Bewegung der Kolben und Ventile sicher. Ist diese Synchronisierung nicht mehr gegeben, können Ventile und Kolben kollidieren. Folge ist dann meist ein kapitaler Motorschaden, für dessen Reparatur beim T4-TDI schnell mal 2.000 bis 5.000 Euro fällig werden können.

Alle 5-Zylinder-Dieselmotoren im T4 besitzen zusätzlich einen Zahnriemen, der die Einspritzpumpe über die Nockenwelle antreibt. Bei den 4-Zylinder-Dieselmotoren wird die Einspritzpumpe über den o.a. Zahnriemen für die Nockenwellensteuerung angetrieben.

Warum Zahnriemen?[Bearbeiten]

Durch die Nutzung eines Zahnriemens ergibt sich eine schlupffreie, formschlüssige Verbindung, die im Vergleich zu anderen Methoden der Drehmomentübertragung (z.B. Königswelle, Steuerkette) folgende Vorteile hat:

  • geringeres Gewicht und geringerer Platzbedarf
  • Geräuscharmut
  • keine Schmierung erforderlich
  • niedrigere Vorspannung
  • niedrigere Herstellungskosten

Diese Vorteile erkauft man sich jedoch mit einer erhöhten 'Empfindlichkeit' des Systems bei mechanischen Störungen und gegenüber den üblichen Flüssigkeiten im Motorbereich sowie einer üblicherweise geringeren Lebensdauer, die ein regelmäßigen Wechsel des Riemens erforderlich macht; beim T4 in der Regel bei 120.000 km, wobei für den 111 kW-TDI (AHY) zumindest zeitweise ein Intervall von 90.000 km vorgegeben war.


Zahnriementrieb im T4[Bearbeiten]

Normalerweise besteht der Zahnriementrieb neben den antreibenden/angetriebenen Rädern und dem Zahnriemen aus einer oder mehreren Umlenkrollen und einer Spannrolle. Umlenk- und Spannrollen sind dabei grundsätzlich auf der zahnlosen Außenseite des Riemen angebracht. Sie sorgen für eine ausreichend große Umschließung der Räder, damit genügend Zähne in die Räder greifen, und für die richtige Zahnriemenspannung.

Bei allen T4-TDI- und den sonstigen 5-Zylinder-Dieselmotoren ab 1996 kommt nur eine halbautomatische Spannrolle zum Einsatz. Darüber hinaus wird die Wasserpumpe - wie bei vielen anderen Motoren auch - über den Zahnriemen angetrieben.

Der 5-Zylinder-Schiffsdiesel (AAB) bis 01/1995 besitzt keine Spannrolle. Die Zahnriemenspannung wird über eine Verstellung der Wasserpumpe eingestellt.

Bei den 4-Zylinder-Dieselmotoren (z.B. ABL) wird die Wasserpumpe vom Keilriemen und nicht vom Zahnriemen angetrieben.


Belastungen[Bearbeiten]

Zahnriemen und Spannrolle sind gerade im T4-TDI sehr großen Belastungen ausgesetzt.

Diese ergeben sich im Wesentlichen aus den hohen Drehzahlen und Drehmomenten, den extremen Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen und Riemenschwingungen, die sich aus den Momentänderungen an der Nockenwelle und der zündungsbedingten Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle ergeben.
Und gerade diese Kurbelwellen-Drehungleichförmigkeit kann insbesondere bei niedrigen Drehzahlen zu erheblichen Schwingungen (Größenordnung: 5 mm) führen und ist häufig der Grund dafür, dass der Zahnriemen gerade bei niedrigen Drehzahlen reisst.

Dazu gesellen sich schleichende Effekte wie alterungs- oder temperaturbedingte Zahnriemenlängung, Setzen des Zahnriemens und allgemeiner Verschleiss.

Einen Eindruck über die dynamische Belastung verschafft das nachfolgende Diagramm einer beim 111 kW-TDI (AHY) durchgeführten realen Messung der Zahnriemenkräfte in Abhängigkeit von der Drehzahl.

Belastungsdiagramm AHY

Dabei entspricht die obere rote Linie der maximalen, die untere rote Linie der minimalen Kraft. So schwankt die Zugkraft bei 1250 U/min zwischen ca. 100 und ca. 1300 N!


Weitere Informationen und Anleitungen[Bearbeiten]

Weitere Informationen zum Zahnriemen inkl. diverser Anleitungen zur Prüfung und zum Wechsel sind über die Kategorie Zahnriemen abrufbar.