Der Zylinderkopf am Auto ist eines der wichtigsten und komplexesten Bauteile am Motor, und für die Funktion des Antriebs unerlässlich. Die meisten Autofahrer haben schon einmal vom Zylinderkopf gehört, doch Aufbau, Notwendigkeit und mögliche Defekte am Zylinderkopf sind oft unbekannt. SchnelleAutohilfe.de verrät dir, was du über den Zylinderkopf am Auto wissen solltest.
Aufbau: So sieht der Zylinderkopf am Auto aus
Der Zylinderkopf am Auto ist ein komplexes Bauteil, das sowohl bei Benzin- als auch Dieselmotoren zu finden ist. In der Regel besteht der Zylinderkopf, der meist im Niederdruck-Kokillen-Gießverfahren hergestellt wird, aus Leichtmetall bzw. Aluminiumlegierungen. Dennoch ist das Bauteil den hohen Temperaturen und enormen Kräften, die beim Betrieb des Verbrennungsmotor auftreten, gewachsen. Die exakte Gestaltung und der Aufbau der Zylinderköpfe kann je nach Motor und Kraftstoffart variieren.
Ein klassischer Zylinderkopf weist Vorrichtungen bzw. die Integration folgender Komponenten auf:
- Zündkerzen bzw. Glühkerzen: Beim Ottomotor (Benzin) sorgen die Zündkerzen für die Entzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum, beim Selbstzünder (Diesel) dienen die Glühkerzen als Kaltstarthilfe.
- Ein- und Auslassventile: Die Ventile garantieren die Abdichtung des Brennraums und sorgen für den optimalen Gaswechsel.
- Ein- und Auslasskanäle: Über diese Kanäle gelangt das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den Zylinderkopf in den Brennraum.
- Nockenwelle: Die Nockenwelle ist dafür verantwortlich, die Ein- und Auslassventile im richtigen Zeitpunkt zu öffnen und zu schließen. Der Antrieb erfolgt über Zahnriemen oder Steuerkette, die jeweils mit der Kurbelwelle verbunden sind.
- Einspritzventile bzw. Einspritzdüsen: Über die Einspritzventile (Benzin) bzw. Einspitzdüsen (Diesel) gelangt der Kraftstoff je nach Motorisierung in eine Vorkammer oder direkt in den Brennraum.
- Kühlwasserkanäle: Durch den Zylinderkopf fließt das Kühlwasser des Motors, um Temperaturen abzuleiten und eine Überhitzung des Bauteils zu verhindern.
- Ölkanäle: Auch die Schmierung des Motors ist von größter Bedeutung. Über die integrierten Kanäle wird das Motoröl an die wichtigen Stellen geleitet.
Diese Aufgaben hat der Zylinderkopf am Auto
Der Zylinderkopf ist für die Funktion des Verbrennungsmotors unerlässlich. Er dichtet (in Zusammenspiel mit der Zylinderkopfdichtung) die Brennräume luftdicht ab, sodass die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches möglichst effektiv ablaufen kann.
Gleichzeitig sorgt der Zylinderkopf mit seinen integrierten Kanälen dafür, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch überhaupt in den Brennraum eingeleitet wird und die entstandenen Abgase nach der Verbrennung entweichen können. Auch für die optimale Kühlung und Schmierung des Motors ist der Zylinderkopf maßgeblich verantwortlich.
Zylinderkopf defekt: Das solltest du wissen
Bei der Entwicklung eines Zylinderkopfes wird großen Wert auf die Stabilität und Langlebigkeit gelegt. Die Verwendung von hochbelastbaren Materialien sorgt dafür, dass ein Zylinderkopf am Auto nur selten Defekte aufweist und das Fahrzeug überlebt. Dennoch kann es durch Unfälle, äußere Einflüsse oder Materialermüdung passieren, dass der Zylinderkopf kaputtgeht.
Wie kann ein Zylinderkopf kaputtgehen?
Ein Defekt am Zylinderkopf kann mehrere Ursachen haben. In seltenen Fällen ist eine klassische Materialermüdung schuld. Oftmals entstehen die Schäden durch eine hohe (oft thermische) Belastung des Zylinderkopfes. Dafür können unter anderem folgende Mängel bzw. Fehler verantwortlich sein:
- zu wenig Kühlflüssigkeit im System
- falsche Betankung des Fahrzeugs
- zu schnelle, aggressive Fahrweise
- kein Warmfahren bzw. Abkühlen des Motors
- defekter Lüftermotor
- eventuelle Vorschäden (z.B. defekte Zylinderkopfdichtung)
Welche Schäden am Zylinderkopf gibt es?
Es gibt unterschiedliche Schäden, die am Zylinderkopf auftreten können. Zu den häufigsten Problemen gehören Risse am Zylinderkopf, wodurch die Funktion beeinträchtigt ist. In diesem Fall sind die Kanäle nicht mehr voneinander getrennt, sodass beispielsweise Kühlflüssigkeit in den Ölkreislauf oder Abgase in den Kühlkreislauf gelangen können.
Möglich ist auch, dass die Risse rund um die Ventile bzw. Kerzenbohrungen entstehen. Wenn der Ventilsitz nicht stimmt, wird der Brennraum nicht mehr abgedichtet, worunter vor allem die Verbrennung leidet. Besonders gefährlich wird es, wenn Kühlflüssigkeit in den Brennraum gelangt. Dann kommt es zum sogenannten „Wasserschlag“, der meist einen kapitalen Motorschaden zur Folge hat.
Was passiert, wenn der Zylinderkopf defekt ist?
Wenn der Zylinderkopf defekt ist, sollten Autofahrer schnellstmöglich eine Fachwerkstatt aufsuchen. Im schlimmsten Fall droht ein kapitaler Motorschaden, der besonders teuer werden kann. Die Kühlung des Motors funktioniert nicht mehr ordnungsgemäß, sodass es zur Überhitzung und Folgeschäden kommt. Die Schmierung der beweglichen Bauteile (beispielsweise der Zylinder) ist nicht mehr sichergestellt, was unter Umständen zu weiteren Defekten, wie dem bekannten „Kolbenfresser“, führt.
Wenn Flüssigkeiten aus dem Zylinderkopf austreten, besteht eine erhöhte Brandgefahr! Auch die Umwelt ist durch die Kühlflüssigkeit und das Motoröl gefährdet. Daher solltest du schon bei kleinsten Anzeichen direkt handeln und das Auto mit einem defekten Zylinderkopf im Idealfall stehenlassen.
Lassen sich Schäden am Zylinderkopf vermeiden?
Ein Schaden am Zylinderkopf lässt sich nicht immer vermeiden. Du kannst das Risiko jedoch verringern, indem du eine regelmäßige Wartung des Fahrzeugs vornimmst, den Stand der Kühlflüssigkeit im Auge behältst und auf die kleinen Anzeichen achtest. Wichtig ist vor allem, dass du thermische Belastungen vermeidest: Dazu gehört nicht nur das Abkühlen des Autos nach einer längeren Autobahnfahrt, sondern auch ein vorsichtiges Warmfahren des Motors.
Woran lässt sich ein defekter Zylinderkopf erkennen?
Wenn der Zylinderkopf defekt ist, deuten verschiedene Anzeichen und Symptome auf den Schaden hin. Schon bei kleinsten Hinweisen solltest du den Zylinderkopf durch eine Fachwerkstatt prüfen lassen, um Folgeschäden auszuschließen. Daran lässt sich ein Schaden am Zylinderkopf erkennen:
- Öl im Kühlwasser: auf Verschmutzungen achten!
- Kühlwasser im Öl: Ölverdünnung bzw. „Schlamm“ auf der Innenseite des Öldeckels
- hoher Kühlwasserverlust (trotz Nachfüllen unter Minimum)
- starke Überhitzung des Motors: Warnlampen und Rauchbildung
- Flüssigkeitsverlust unter dem Fahrzeug
- ungewöhnliche Farbe bzw. Stärke der Abgase
Wie kann man den Zylinderkopf prüfen?
Leider ist es nur bedingt möglich, den Zylinderkopf zu prüfen und auf mögliche Schäden zu untersuchen. Die zuvor genannten Anzeichen sind die beste Möglichkeit, um einen Schaden am Zylinderkopf festzustellen. Vorhandene Risse sind oftmals so winzig oder befinden sich meist im Inneren des Bauteils, weshalb sie mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind.
Eventuelle Undichtigkeiten des Zylinderkopfes bzw. der Zylinderkopfdichtung lassen sich möglicherweise mit einem CO₂-Test oder einem Messgerät, mit dem der Kompressionsdruck der Zylinder gemessen wird, erkennen.
Wann muss der Zylinderkopf gewechselt werden?
Ein Wechsel des Zylinderkopfes ist notwendig, wenn die genannten Anzeichen und Symptome auf einen Schaden hindeuten. Ein neuer Zylinderkopf ist auch erforderlich, wenn der Zahnriemen gerissen ist. Dann ist das Bauteil so stark beschädigt, dass es besser und sicherer ist, ein Neuteil zu verbauen.
Mit einem rechtzeitigen Austausch lassen sich mögliche Folgeschäden, insbesondere ein kompletter Motorschaden, der hohe Folgekosten verursacht, verhindern. In den meisten Fällen, vornehmlich bei Rissen am Zylinderkopf, ist eine Reparatur nicht möglich. Dann musst du für den Wechsel auf ein neues Bauteil zurückgreifen.
Wie oft ist der Zylinderkopf zu wechseln?
Es gibt kein Intervall, nach dem ein Zylinderkopf zu wechseln ist. Ein Austausch des Zylinderkopfes ist nur bei Schäden notwendig. In der Regel hält das Bauteil das gesamte Autoleben, sodass sich Autofahrer keine Sorge über den Wechsel des Zylinderkopfes machen müssen.
Kann man den Zylinderkopf am Auto selbst wechseln?
Der Wechsel des Zylinderkopfes ist sehr anspruchsvoll und erfordert Fachkenntnisse sowie eventuelles Spezialwerkzeug. Der selbständige Austausch des Zylinderkopfes wird daher nur empfohlen, wenn du gelernter Kfz-Mechatroniker bzw. Kfz-Mechatronikerin bist. Schon kleinste Fehler, beispielsweise das falsche Anziehen einer Schraube, können Schäden am Zylinderkopf bzw. der Zylinderkopfdichtung verursachen. Daher raten wir dir, einen Wechsel nur in der erfahrenen Kfz-Werkstatt vornehmen zu lassen.
Was kostet eine Zylinderkopf-Reparatur?
Es ist kompliziert, den Zylinderkopf zu reparieren bzw. auszutauschen. Zunächst müssen alle Flüssigkeiten (Kühlwasser und Öl) abgelassen werden, bevor der Zahnriemen bzw. die Steuerkette entfernt werden können. Auch eventuelle Aggregate (Generator, Klimakompressor, etc.) sind möglicherweise auszubauen.
Das Lösen und Festziehen der Zylinderkopfschrauben muss nach Vorgabe des Herstellers erfolgen, um mögliche Spannungen im Zylinderkopf zu vermeiden. Kurzum: Der Arbeitsaufwand ist enorm, was sich auch in den Kosten für den Zylinderkopfwechsel niederschlägt: Je nach Fahrzeug und Hersteller kostet ein Austausch im niedrigen bis mittleren vierstelligen Bereich. In jedem Fall ist es empfehlenswert, sich vorab einen Kostenvorschlag erstellen zu lassen.
Was kostet ein neuer Zylinderkopf am Auto?
Ein neuer Zylinderkopf ist der größte Kostenpunkt, der bei einem Austausch anfällt. Je nach Fahrzeug liegen die Kosten im Bereich zwischen 300 und 2.000 Euro. Hinzu kommen notwendige Zusatzteile, wie Dichtungen, Zylinderkopfschrauben, Motoröl mit Ölfilter sowie Kühlflüssigkeit. Im Zuge des Zylinderkopfwechsels werden in der Regel auch Zahnriemen oder Steuerkette inklusive Wasserpumpe gewechselt. Die Gesamtkosten können sich daher schnell auf bis zu 3.500 Euro belaufen.
Was bringt es, den Zylinderkopf zu planen?
Infolge einer thermischen Überbelastung kann sich der Zylinderkopf verziehen und somit für Undichtigkeiten sorgen. Die Zylinderkopfdichtung ist dann nicht mehr in der Lage, den Verzug auszugleichen. Es kommt zur Vermischung der Flüssigkeiten, sodass eine schnelle Reparatur notwendig ist.
Sofern keine Risse im Bauteil vorhanden sind, ist es möglich, den Zylinderkopf zu planen. Dabei wird die Oberfläche, die auf dem Motorblock aufliegt, mithilfe von Fräsmaschinen bzw. Planschleifmaschinen bearbeitet. Das Ziel ist es, kleinste Unebenheiten zu beseitigen und wieder einen optimalen Sitz des Zylinderkopfes zu garantieren.
Im Tuning wird das Planen des Zylinderkopfes gerne durchgeführt, um die Verdichtung zu erhöhen und damit eine höhere Leistung zu erreichen. Das sollte allerdings nur von erfahrenen Fachleuten durchgeführt werden, um Folgeschäden zu verhindern. Oft ist es notwendig, hinterher einen Kraftstoff mit höherer Octanzahl (Super plus) zu nutzen, um ein „Klopfen“ des Motors zu vermeiden.
Wann muss ein Zylinderkopf am Auto geplant werden?
Schon ein winziger Verzug von unter 0,05 Millimetern, der mit dem Auge gar nicht sichtbar ist, kann für Undichtigkeiten am Zylinderkopf sorgen. Dann ist es empfehlenswert, den Zylinderkopf zu planen, um nach dem Einbau wieder die bestmögliche Dichtfläche zu erreichen.
