Öldruck
Beigesteuert von gerd_
15.11.2008
Dazu erst ein kleiner Exkurs um den Ölkreislauf
der 4V zu erläutern:
Die Schmierölpumpe fördert, abhängig von der Motordrehzahl, Öl aus der Ölwanne zu den Schmierstellen und drückt es durch diese hindurch. Anschliessend fliesst das Öl drucklos über Rücklaufkanäle zurück und sammelt sich in der Ölwanne.
Eine zweite, die Kühlölpumpe, fördert, ebenfalls abhängig von der Motordrehzahl, Öl aus der Ölwanne und drückt es durch die Kühlkanäle der Zylinderköpfe. Dabei nimmt das Öl Wärme auf und gelangt zum Thermostaten. Dieser entscheidet ob das Öl schon so warm ist um über den Ölkühler zurück in die Ölwanne zu müssen oder ob es direkt dort hinlaufen darf .
Diese beiden Pumpen fördern bei 6000 U/min jeweils etwa 30 l/min.
Lassen wir das Kühlöl mal unbeachtet.
Zuerst die Pumpe
Verwendet wird bei den 4V-Boxern eine Exzenterdoppelpumpe. Das Ding heisst bei BMW „Duocentric“. Es besteht aus zwei ineinander laufenden, scheibenförmigen Zahnrädern mit versetzten Drehpunkten (exzentrisch). Angetrieben wird das kleine „Zahnrad“. Das Grössere mit der Innenverzahnung ist an seinem Aussenumfang gelagert und wird vom kleinen angetrieben. Bei der Drehung öffnet sich ein grösser werdender Raum und es wird Öl angesaugt. Auf der anderen Seite verkleinert sich der Raum wieder und das Öl wird in Richtung Lagerstellen gedrückt.
Zwei von den Dingern sind als eine Einheit aufgebaut. Deshalb „Doppel“ bzw. „Duo“ .
Wie sieht eine Lagerung aus?
Da gibt es Unterschiedliche.
Die Berührungsstelle Ventil(stössel) / Nockenwelle kann man sich durchaus als Fläche vorstellen auf die etwas Öl geträufelt werden muss damit die Nocke mit weniger Reibung über den Stössel rutscht.
Ein Nockenwellenhauptlager ist ein Gleitlager mit einer umlaufenden, ringförmigen Nut. In diese Nut wird von "hinten" Öl gepresst. Durch den Öldruck und die rotierende Bewegung baut sich in dem ringsum über die Nut versorgten, schmalen Lagerspalt ein Ölfilm (hydrodynamisch) auf. Bild
Die Nockenwelle gleitet dann auf diesem Ölfilm ohne dass sich Lager und Welle berühren. Zumindest oft :-) . Im Ruhezustand liegt die Welle natürlich im Lager auf weil weder Druck vorhanden ist noch die Hydrodynamik wirkt.
Die Kurbelwellen- und Pleuellager entsprechen denen der Nockenwelle.
Manche Lager dienen zusätzlich als Drehverbindung für eine Ölleitung zu einer weiteren Lagerstelle wie z.B. die Kurbelwellenhauptlager. Diese sind nicht nur Lager sondern auch Drehverbindungen mit denen das Öl durch Bohrungen in den Schenkeln der Kurbelwelle zu den Pleuelfuss- und von dort durch das Pleuel zu den Pleuelkopflagern geleitet wird.
Die Betriebszustände durchgedacht:
Motor und Öl sind anfangs kalt, das Öl ist dickflüssig und zäh, in den Gleitlagern ist nur sehr wenig Öl. Sobald der Anlasser zu leiern beginnt steigt der Öldruck geringfügig. Der Motor zündet, Der Verbrennungsdruck knallt den Kolben voll gegen Pleuellager und das Pleuel mit "Schmackes" gegen die Kurbelwellenlager. Öl ist nicht gerade überreichlich vorhanden, die Ölpumpe nimmt ja auch erst gerade den Betrieb gegen das zähe Zeug auf.
Jetzt ist dünnes Öl gefragt damit alle Schmierstellen möglichst schnell zu Öl kommen.
Nach einigen (!) Umdrehungen ist das weitgehend egal. Durch den hohen Druck auf die Lager wird auch dickes Öl dünn. Die Pumpe muss wenigstens so viel fördern, dass das durch die Schmierspalte abfließende Öl ersetzt wird. Das schafft eine gesunde Pumpe bis zu einer Ölviskosität der derjenigen von Margarine entspricht! Ob Anlasser und Batterie noch in der Lage sind den Motor in einem solchen Zustand zu drehen ist allerdings fraglich.
Weder Wasser noch Öl sind merklich komprimierbar. Wenn aber Öl durch schmale Spalte =Lagerstellen gepresst werden soll geht das mit dünnem Öl wesentlich besser als mit dickem. Deshalb schmiert dünnes (ansonsten natürlich gleichwertiges) Öl beim Kaltstart besser. Doch der Kaltstart dauert nur Sekunden!
Fördert die Ölpumpe eine konstante Menge pro Zeiteinheit so baut sich ein Öldruck auf weil sich das Öl vor den Spalten staut (wird er zu hoch lässt ein Überdruckventil ab). Wird das Öl mit zunehmender Temperatur dünner, dann läuft es immer leichter durch diese Spalten bis es so leicht läuft, dass die Pumpe nicht mehr mit dem Fördern nachkommt. Es staut sich nix mehr, der Öldruck geht zu Boden und es läuft sozusagen schneller raus als es hineingepumpt wird. Zuerst wird dieser Spalt nicht mehr komplett gefüllt, dann bekommen einzelne Flächen des jeweiligen Lagers überhaupt kein Öl mehr, und letztlich läuft das Lager trocken.
Gut zu hören ist das bei den Spannern der Steuerketten. Beschleunigt man bei heissem Motor „aus dem Drehzahlkeller“ so scheppert die Steuerkette weil in der Spannhydraulik bei niederen Drehzahlen und dünnflüssigem Öl nicht genügend Druck aufgebaut werden kann um die Kette zu straffen.
Ähnlich ist es bei den Zylindern. Deren Laufflächen werden mit Öl bespritzt wenn der Kolben in Richtung Zylinderkopf unterwegs ist. Am Rückweg „kratzen“ der Ölabstreif- und die Kolbenringe das Öl wieder ab. Ist das Öl zu dünnflüssig so läuft es zu schnell ab und die „Kolben“ laufen trocken (Riss des Ölfilms) UND das Öl wird nicht mehr ausreichend „abgekratzt“, gelangt an den diversen Ringen vorbei in den Brennraum und wird dort mit abgefackelt. Es qualmt.
10-er Öl ist ja ganz nett beim Start und deutlichen Minusgraden, 40-er reicht bei Autos mit Wasserkühlung auch im Sommer. Bei den thermisch höher belasteten Boxern (zumindest teilweise luftgekühlt) bietet 50-er einfach mehr Reserven. Die meisten Motoren werden bereits bei niederen positiven Temperaturen nicht mehr gefahren.
Dem Öl ist seine Temperatur in der Ölwanne oder sonst wo ziemlich egal solange es nicht so heiß ist, dass es gekrackt wird (die langen Molekularketten werden "abgeschnitten"). Entscheidend ist die Lagerstelle und dort wird es in der Saison ziemlich schnell warm.
Wenn der Öldruck zu niedrig ist gibt es einige Ursachen:
Das Öl ist zu dünnflüssig. Entweder ist es einfach das falsche oder es ist zu heiss.
Die Ölpumpe fördert nicht genug Öl. Nachdem sie das „früher“ offensichtlich getan hat kann es kaum an der Dimensionierung liegen. Sie könnte aber ganz einfach verschlissen sein und zu viel Öl könnte an den „Zahnrädern“ vorbeifliessen.
Die Lager sind verschlissen. Die Lager haben sich im Lauf der Zeit abgenutzt, die Spalte sind zu gross und es fliesst so viel Öl ab, dass die Pumpe nicht genügend Druck aufbauen kann.
Die Kombination „Pumpe und Lager abgenutzt ist dann naheliegend.
Andere Ursachen gibt es natürlich auch
Beim 2V könnte die Dichtung des Ölfilters beim Wechseln hängengeblieben sein. Dann existiert zusammen mit der neuen Dichtung ein interner „Kurzschluss“ und die Pumpe kann keinen Druck aufbauen.
Das Überdruckventil im Filter könnte generell offen sein >> schlechter Druckaufbau
Symptome:
Treten die Symptome plötzlich und heftig auf wie etwa „kein Druck nach Öl(filter)wechsel, dann deutet das auf einen Fehler beim „Schrauben“.
Tritt es zuerst bei heissem Motor auf, dann würde ich das Öl im Verdacht haben. Ist dieses „über Zweifel erhaben“ geraten, zumindest bei heftigem Km-Stand, die Lager in Verdacht
Fakten:
Gefördert werden bei den 4V ca. 30 l bei 6000U/min. Das Überdruckventil öffnet bei 5,5bar, die Öldrucklampe leuchtet bei <0,5bar, alles unter 70…80 Grad zählt als „kalt“, alles jenseits 120..130 als „heiss“.
Zum Vergleich:
Ein BMW Boxer kommt bei Hub/Drehzahl 70,5/6750 auf eine Kolbengeschwindigkeit von 15,9 m/s, eine Susi GSX-R1000 erreicht bei 59/12000 >> 23,8 m/s
Da werden ganz andere Anforderungen an ein Öl gestellt. Für den Boxer ist ein thermisch stabiles 50er Öl wichtiger als ein Super-Spezial-Rennöl für Motorräder mit Nasskupplung, also Anforderungen/Bedingungen die bei ihm gar nicht auftreten.
99% von dem was zu Motorradmotorölen zu lesen ist kann man vergessen. Die Q hat vom Prinzip her einen Automotor ohne mit Kupplung und Getriebe verbundenem Ölkreislauf.
Links:
Ölviskosität
4V Öltyp
4V Ölverbrauch und Ölkontrolle
Die Schmierölpumpe fördert, abhängig von der Motordrehzahl, Öl aus der Ölwanne zu den Schmierstellen und drückt es durch diese hindurch. Anschliessend fliesst das Öl drucklos über Rücklaufkanäle zurück und sammelt sich in der Ölwanne.
Eine zweite, die Kühlölpumpe, fördert, ebenfalls abhängig von der Motordrehzahl, Öl aus der Ölwanne und drückt es durch die Kühlkanäle der Zylinderköpfe. Dabei nimmt das Öl Wärme auf und gelangt zum Thermostaten. Dieser entscheidet ob das Öl schon so warm ist um über den Ölkühler zurück in die Ölwanne zu müssen oder ob es direkt dort hinlaufen darf .
Diese beiden Pumpen fördern bei 6000 U/min jeweils etwa 30 l/min.
Lassen wir das Kühlöl mal unbeachtet.
Zuerst die Pumpe
Verwendet wird bei den 4V-Boxern eine Exzenterdoppelpumpe. Das Ding heisst bei BMW „Duocentric“. Es besteht aus zwei ineinander laufenden, scheibenförmigen Zahnrädern mit versetzten Drehpunkten (exzentrisch). Angetrieben wird das kleine „Zahnrad“. Das Grössere mit der Innenverzahnung ist an seinem Aussenumfang gelagert und wird vom kleinen angetrieben. Bei der Drehung öffnet sich ein grösser werdender Raum und es wird Öl angesaugt. Auf der anderen Seite verkleinert sich der Raum wieder und das Öl wird in Richtung Lagerstellen gedrückt.
Zwei von den Dingern sind als eine Einheit aufgebaut. Deshalb „Doppel“ bzw. „Duo“ .
Wie sieht eine Lagerung aus?
Da gibt es Unterschiedliche.
Die Berührungsstelle Ventil(stössel) / Nockenwelle kann man sich durchaus als Fläche vorstellen auf die etwas Öl geträufelt werden muss damit die Nocke mit weniger Reibung über den Stössel rutscht.
Ein Nockenwellenhauptlager ist ein Gleitlager mit einer umlaufenden, ringförmigen Nut. In diese Nut wird von "hinten" Öl gepresst. Durch den Öldruck und die rotierende Bewegung baut sich in dem ringsum über die Nut versorgten, schmalen Lagerspalt ein Ölfilm (hydrodynamisch) auf. Bild
Die Nockenwelle gleitet dann auf diesem Ölfilm ohne dass sich Lager und Welle berühren. Zumindest oft :-) . Im Ruhezustand liegt die Welle natürlich im Lager auf weil weder Druck vorhanden ist noch die Hydrodynamik wirkt.
Die Kurbelwellen- und Pleuellager entsprechen denen der Nockenwelle.
Manche Lager dienen zusätzlich als Drehverbindung für eine Ölleitung zu einer weiteren Lagerstelle wie z.B. die Kurbelwellenhauptlager. Diese sind nicht nur Lager sondern auch Drehverbindungen mit denen das Öl durch Bohrungen in den Schenkeln der Kurbelwelle zu den Pleuelfuss- und von dort durch das Pleuel zu den Pleuelkopflagern geleitet wird.
Die Betriebszustände durchgedacht:
Motor und Öl sind anfangs kalt, das Öl ist dickflüssig und zäh, in den Gleitlagern ist nur sehr wenig Öl. Sobald der Anlasser zu leiern beginnt steigt der Öldruck geringfügig. Der Motor zündet, Der Verbrennungsdruck knallt den Kolben voll gegen Pleuellager und das Pleuel mit "Schmackes" gegen die Kurbelwellenlager. Öl ist nicht gerade überreichlich vorhanden, die Ölpumpe nimmt ja auch erst gerade den Betrieb gegen das zähe Zeug auf.
Jetzt ist dünnes Öl gefragt damit alle Schmierstellen möglichst schnell zu Öl kommen.
Nach einigen (!) Umdrehungen ist das weitgehend egal. Durch den hohen Druck auf die Lager wird auch dickes Öl dünn. Die Pumpe muss wenigstens so viel fördern, dass das durch die Schmierspalte abfließende Öl ersetzt wird. Das schafft eine gesunde Pumpe bis zu einer Ölviskosität der derjenigen von Margarine entspricht! Ob Anlasser und Batterie noch in der Lage sind den Motor in einem solchen Zustand zu drehen ist allerdings fraglich.
Weder Wasser noch Öl sind merklich komprimierbar. Wenn aber Öl durch schmale Spalte =Lagerstellen gepresst werden soll geht das mit dünnem Öl wesentlich besser als mit dickem. Deshalb schmiert dünnes (ansonsten natürlich gleichwertiges) Öl beim Kaltstart besser. Doch der Kaltstart dauert nur Sekunden!
Fördert die Ölpumpe eine konstante Menge pro Zeiteinheit so baut sich ein Öldruck auf weil sich das Öl vor den Spalten staut (wird er zu hoch lässt ein Überdruckventil ab). Wird das Öl mit zunehmender Temperatur dünner, dann läuft es immer leichter durch diese Spalten bis es so leicht läuft, dass die Pumpe nicht mehr mit dem Fördern nachkommt. Es staut sich nix mehr, der Öldruck geht zu Boden und es läuft sozusagen schneller raus als es hineingepumpt wird. Zuerst wird dieser Spalt nicht mehr komplett gefüllt, dann bekommen einzelne Flächen des jeweiligen Lagers überhaupt kein Öl mehr, und letztlich läuft das Lager trocken.
Gut zu hören ist das bei den Spannern der Steuerketten. Beschleunigt man bei heissem Motor „aus dem Drehzahlkeller“ so scheppert die Steuerkette weil in der Spannhydraulik bei niederen Drehzahlen und dünnflüssigem Öl nicht genügend Druck aufgebaut werden kann um die Kette zu straffen.
Ähnlich ist es bei den Zylindern. Deren Laufflächen werden mit Öl bespritzt wenn der Kolben in Richtung Zylinderkopf unterwegs ist. Am Rückweg „kratzen“ der Ölabstreif- und die Kolbenringe das Öl wieder ab. Ist das Öl zu dünnflüssig so läuft es zu schnell ab und die „Kolben“ laufen trocken (Riss des Ölfilms) UND das Öl wird nicht mehr ausreichend „abgekratzt“, gelangt an den diversen Ringen vorbei in den Brennraum und wird dort mit abgefackelt. Es qualmt.
10-er Öl ist ja ganz nett beim Start und deutlichen Minusgraden, 40-er reicht bei Autos mit Wasserkühlung auch im Sommer. Bei den thermisch höher belasteten Boxern (zumindest teilweise luftgekühlt) bietet 50-er einfach mehr Reserven. Die meisten Motoren werden bereits bei niederen positiven Temperaturen nicht mehr gefahren.
Dem Öl ist seine Temperatur in der Ölwanne oder sonst wo ziemlich egal solange es nicht so heiß ist, dass es gekrackt wird (die langen Molekularketten werden "abgeschnitten"). Entscheidend ist die Lagerstelle und dort wird es in der Saison ziemlich schnell warm.
Wenn der Öldruck zu niedrig ist gibt es einige Ursachen:
Das Öl ist zu dünnflüssig. Entweder ist es einfach das falsche oder es ist zu heiss.
Die Ölpumpe fördert nicht genug Öl. Nachdem sie das „früher“ offensichtlich getan hat kann es kaum an der Dimensionierung liegen. Sie könnte aber ganz einfach verschlissen sein und zu viel Öl könnte an den „Zahnrädern“ vorbeifliessen.
Die Lager sind verschlissen. Die Lager haben sich im Lauf der Zeit abgenutzt, die Spalte sind zu gross und es fliesst so viel Öl ab, dass die Pumpe nicht genügend Druck aufbauen kann.
Die Kombination „Pumpe und Lager abgenutzt ist dann naheliegend.
Andere Ursachen gibt es natürlich auch
Beim 2V könnte die Dichtung des Ölfilters beim Wechseln hängengeblieben sein. Dann existiert zusammen mit der neuen Dichtung ein interner „Kurzschluss“ und die Pumpe kann keinen Druck aufbauen.
Das Überdruckventil im Filter könnte generell offen sein >> schlechter Druckaufbau
Symptome:
Treten die Symptome plötzlich und heftig auf wie etwa „kein Druck nach Öl(filter)wechsel, dann deutet das auf einen Fehler beim „Schrauben“.
Tritt es zuerst bei heissem Motor auf, dann würde ich das Öl im Verdacht haben. Ist dieses „über Zweifel erhaben“ geraten, zumindest bei heftigem Km-Stand, die Lager in Verdacht
Fakten:
Gefördert werden bei den 4V ca. 30 l bei 6000U/min. Das Überdruckventil öffnet bei 5,5bar, die Öldrucklampe leuchtet bei <0,5bar, alles unter 70…80 Grad zählt als „kalt“, alles jenseits 120..130 als „heiss“.
Zum Vergleich:
Ein BMW Boxer kommt bei Hub/Drehzahl 70,5/6750 auf eine Kolbengeschwindigkeit von 15,9 m/s, eine Susi GSX-R1000 erreicht bei 59/12000 >> 23,8 m/s
Da werden ganz andere Anforderungen an ein Öl gestellt. Für den Boxer ist ein thermisch stabiles 50er Öl wichtiger als ein Super-Spezial-Rennöl für Motorräder mit Nasskupplung, also Anforderungen/Bedingungen die bei ihm gar nicht auftreten.
99% von dem was zu Motorradmotorölen zu lesen ist kann man vergessen. Die Q hat vom Prinzip her einen Automotor ohne mit Kupplung und Getriebe verbundenem Ölkreislauf.
Links:
Ölviskosität
4V Öltyp
4V Ölverbrauch und Ölkontrolle
Letzte Aktualisierung ( 10.07.2010 )
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