Pleuelstange

Pleuelstangen und Pleuellager wandeln die lineare Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung der Kurbelwelle um. Sie arbeiten unter hohen wechselnden Zug- und Druckkräften sowie bei hohen Drehzahlen. Eine gute Schmierung ist für alle Motoren entscheidend. Dabei sind der Lagersitz und die Abmessungen ausschlaggebend. Der Lagersitz und die Abmessungen der Pleuellager bestimmen, wie fest die Lager im Pleuel sitzen und mit welchem Spiel sie sich um den Kurbelzapfen drehen, sodass ein korrekter Ölfilm und ein zuverlässiger Motorbetrieb gewährleistet sind. Ein Defekt an diesen Komponenten kann schnell zu Schäden an Kurbelzapfen, Kolben, Zylinderlaufbuchsen und dem gesamten Motorblock führen. Bei MAN und Mercedes Lkw, Bussen und Transportern müssen Pleuelstangen, Lagerdeckel und Lagerschalen daher stets anhand der Fahrgestellnummer und des exakten Motorkennbuchstabens bestimmt werden. Ein visueller Vergleich oder die Auswahl allein nach Modellbezeichnung reicht niemals aus.

Je nach Motorenfamilie, Leistung, Abgasnorm und Produktionsausführung unterscheiden sich Pleuelstangen hinsichtlich Achsabstand, Bohrung des kleinen Pleuelauges, Durchmesser des großen Pleuelauges, Material, Gewichtsklasse und Lagerdeckelkonstruktion. Dies ist unter anderem bei MAN D08-, D15-, D20-, D26-, D28-, D30- und D38-Motoren sowie bei Mercedes OM 364-, OM 366-, OM 402-, OM 421-, OM 422-, OM 441-, OM 442-, OM 457-, OM 460-, OM 501-, OM 502-, OM 503-, OM 904-, OM 906-, OM 934-, OM 936-, OM 470-, OM 471- und OM 473-Motoren relevant.

Nach ihrer Konstruktion gibt es einteilige und zweiteilige Pleuelstangen. Bei zweiteiligen Ausführungen wird der Lagerdeckel des großen Pleuelauges separat montiert; Deckel und Pleuel bilden eine zusammengehörige Einheit und dürfen niemals untereinander vertauscht werden. Die Befestigung erfolgt mit Pleuelschrauben. Bei einem bruchgetrennten Pleuel werden Pleuel und Deckel zunächst als eine Einheit gefertigt. Anschließend wird das Pleuel entlang einer vorbestimmten Bruchlinie kontrolliert gebrochen. Durch die unregelmäßige Bruchfläche passen die beiden Teile später nur noch exakt zusammen, was für eine sehr präzise Ausrichtung ohne Passbuchsen sorgt.

Das große Pleuelauge umschließt den Kurbelzapfen mit zwei Pleuellagerschalen; das kleine Pleuelauge nimmt den Kolbenbolzen auf, in der Regel über eine eingepresste oder gebuchste Gleitlagerbuchse. Pleuelquerschnitte können als I-Profil, H-Profil oder massiv ausgeführt sein. Darüber hinaus gibt es Standardpleuel, verstärkte Pleuel und geschmiedete Pleuel. Insbesondere bei schweren Einsätzen, hohen Zylinderdrücken und Motorüberholungen muss die richtige Gewichtsklasse eingehalten werden, um Unwucht und ungleichmäßige Lagerbelastung zu vermeiden.

Gewöhnliche Pleuellager bestehen meist aus Stahlrücken mit mehrlagigen Lagerbeschichtungen. Sputterlager verfügen über eine physikalisch aufgedampfte, sehr verschleißfeste Deckschicht und werden dort eingesetzt, wo höhere Flächenpressungen und Ermüdungsbelastungen auftreten. Lagerschäden entstehen unter anderem durch unzureichenden Öldruck, verunreinigtes Motoröl, verstopfte Ölkanäle in der Kurbelwelle, Überhitzung, falsches Lagerspiel oder ein verformtes Pleuel.

Typische Schadensbilder sind ein tiefes Klopfgeräusch, das unter Last zunimmt, Metallpartikel im Ölfilter, abfallender Öldruck bei warmem Motoröl sowie Blaufärbung oder Fressspuren am Kurbelzapfen. Bei Verdacht die Ölwanne demontieren, die Lagerschalen auf Kupferdurchbruch, Kratzer, Pitting und Verdrehung prüfen und die Kurbelzapfen mit einer Außenbügelmessschraube auf Ovalität und Konizität kontrollieren. Anschließend den Lagerdurchmesser und das Ölspiel mit einem Innenmessgerät oder Plastigage gemäß den Motordaten messen. Prüfen Sie außerdem das Axial- und Radialspiel des Pleuels, die Bohrung des kleinen Pleuelauges und die Geradheit auf einer Pleuelmessbank.

Folgender Ablaufplan kann verwendet werden :

1. Sichtprüfung : 

Pleuellager auf Kratzer, Riefen und Kupferdurchbruch prüfen. Pleuellager auf Verfärbung infolge von Überhitzung prüfen. Pleuellager bei Trimetall- oder Sputterlagern auf Verschleiß der Deckschicht prüfen. Pleuelstangen auf Risse und Brüche prüfen. Pleuelstangen auf Verformung prüfen. Pleuelstangen auf beschädigten Lagersitz oder  Stehbolzen prüfen.

2. Messen von Abmessungen und Passung :

Auf der Seite des großen Pleuelauges, d. h. auf der Kurbelwellenseite : Das Lagerspiel mithilfe einer Fühlerlehre oder Plastigage prüfen. Den Durchmesser des Kurbelzapfens prüfen.

Auf der Seite des kleinen Pleuelauges, d. h. auf der Kolbenseite : Die Passung der Pleuelstange zum Kolbenbolzen prüfen

Pleuelstange selbst : Die Ausrichtung mithilfe einer Messuhr prüfen.

3. Die alten Pleuelschrauben durch neue ersetzen. Pleuelschrauben sind Dehnschrauben (stretch bolts), die sich beim Anziehen plastisch dehnen. Dadurch wird eine exakte und konstante Klemmkraft erreicht. Eine Wiederverwendung garantiert nicht die korrekte Klemmkraft.

4. Vor dem Zusammenbau des Motors darauf achten, dass alles sauber und fettfrei ist. Die Pleuellager vor der Montage mit einer dünnen Ölschicht schmieren.

Liegen die Kurbelzapfen innerhalb der Toleranzen, sind keine Wärmeverfärbungen vorhanden und ist das Lagerbett der Pleuelstange unbeschädigt, kann ein gezielter Lagerwechsel sinnvoll sein. Bei Spuren von Fressen, ausgeschlagenem Sitz oder sichtbarer Verformung werden auch die Pleuelstangen ersetzt. Pleuelschrauben immer ersetzen. Mit der korrekten Anzugsmethode arbeiten, einschließlich Winkelanzug, sofern vorgeschrieben. So vermeiden Sie einen erneuten Ausfall kurz nach dem Zusammenbau.