Kein Wasser im Öl, kein Öl im Wasser. Das ist die gute Nachricht für den Fahrer dieses BMWs. Als wir das Fahrzeug in unserer Partnerwerkstatt in Augenschein nehmen, stellt sich jedoch heraus, dass der gesamte vordere Motorraum verölt ist.
Nachdem die Motorabdeckung und die Luftschläuche zur Ansaugbrücke entfernt wurden, steht der Übeltäter fest: Der Öl-Wasser-Wärmetauscher ist undicht. Für den Fahrer ist das eine gute Nachricht, denn die Reparatur ist mit einem günstigen Dichtsatz und wenig Arbeitszeit verbunden. Für die Werkstatt bedeutet das: sauber arbeiten und Schmutzeintrag vermeiden.
Funktion des Öl-Wasser-Wärmetauschers
Foto: Pierburg
Kombinierte Wärmetauscher gibt es bereits seit Anfang der 1980er Jahre. Ihre Massenverbreitung begann mit dem Aufkommen des Turbodiesels in Pkws.
Ihre Aufgabe, überschüssige Wärme an das jeweils andere Medium abzugeben, erledigen sie durch ihren cleveren Aufbau: Eine Seite wird vom Kühlwasser, die andere vom Motoröl durchströmt. Beim kalten Motor direkt nach dem Start gibt das Kühlwasser, das sich schneller erwärmt als der Schmierstoff, seine überschüssige Wärme an das Motoröl ab. Dadurch wird das Motoröl schneller auf Betriebstemperatur gebracht.
Bei einer Volllastfahrt auf der Autobahn oder mit einem schweren Anhänger kehrt sich die Wärmeübertragung um. Während das Kühlwasser in seinem großen Kühlkreislauf bei rund 90 °C gehalten wird, kann das Motoröl in Phasen hoher und höchster Belastung auch Temperaturen von deutlich über 100 °C erreichen. Ist das Öl wärmer als das Wasser, kann der Schmierstoff nun seinerseits die überschüssige Energie an den großen Kühlkreislauf abgeben.
Undichtigkeit ein „modernes“ Problem
Während in den 80er und 90er Jahren überwiegend Öl-Wasser-Wärmetauscher, oftmals auch als Ölkühler abgekürzt, verbaut wurden, die einfach anstelle des Ölfilters direkt am Motorblock befestigt wurden, hat der Trend weg von der Ölfilterpatrone hin zu Kartuschenölfiltern ein neues Phänomen in die Werkstätten gebracht: den undichten Wärmetauscher.
Bei modernen Bauformen, bei denen das Ölfiltergehäuse direkt an die Bodenplatte des Kühlwasserelements angeflanscht ist, werden Dichtungen benötigt, um die beiden Gehäuse gegeneinander abzudichten. Beim Patronenfilter saß der O-Ring direkt am Ölfilter selbst und wurde daher in regelmäßigen Abständen ausgetauscht. Beim Kartuscheneinsatz findet dieser Austausch nicht mehr statt – die Dichtung bleibt so lange in Verwendung, bis sie undicht wird.
Warum die Dichtung nachgibt
Foto: Elring
Die komplexen Formdichtungen, die mittlerweile bei Wärmetauschern, Wasserpumpen und wassergekühlten Ansaugbrücken zum Einsatz kommen, bestehen in der Regel aus HNBR (hydrierter Acryl-Nitril-Butadien-Kautschuk und werden im Spritzgussverfahren hergestellt. So können diese preisgünstig und in nahezu beliebigen Formen produziert werden.
Zwar gilt HBNR als widerstandsfähig gegen Hitze, Chemikalien und Öl, jedoch sorgen hohe Temperaturen, starke Temperaturschwankungen zwischen kaltem und heißem Zustand sowie die Wärmeausdehnung der angrenzenden Bauteile dafür, dass die Dichtung langsam nachgibt. Auf chemischer Ebene bedeutet dies: Hitzeeinwirkung und Alterungsprozesse führen zu einem Nachvernetzen oder Kettenabbau im Gefüge des Kautschuks, wodurch das Material seine ursprüngliche Form dauerhaft verliert. Während die Dichtung im Neuzustand beinahe spitz und schlank ist, finden sich nach zehn oder mehr Jahren nur noch plattgedrückte Reste im Dichtungskanal, die dessen Raum vollständig ausfüllen.
Sauberes Umfeld erforderlich
Auch wenn der Austausch einer alten Dichtung gegen eine neue an sich eine recht simple Aufgabe ist, muss die Werkstatt sauber arbeiten und ein geeignetes Umfeld dafür herstellen. Im Idealfall wird der umliegende Bereich mit einem Hochdruckreiniger, chemischen Reinigern und Druckluft von Staub und Schmutz befreit, da bei der Öffnung die Gefahr besteht, dass Verschmutzungen in den Hauptölkanal fallen könnten. In diesem Fall drohen handfeste Motorschäden (siehe Ölkühler OM642).
In der Regel ist der Kühlwassermantel der unkritischere Teil und kann bei vielen Modellen sogar geschlossen bleiben. Wenn die beiden Hälften des Wärmetauschers getrennt sind, können die Reste der alten Dichtung mechanisch entfernt werden. Ein Dichtungsentferner aus der Dose sorgt für die restlose Entfernung der letzten Überreste.
Sind beide Seiten gereinigt, kann die neue Dichtung trocken wieder eingesetzt und verbaut werden. Um eine Vorschädigung der Formdichtung durch zu hohen Anpressdruck zu vermeiden, sind die Drehmomentvorgaben des Herstellers streng einzuhalten. Ersatzweise können die zu den Gewinden und dem Material passenden Vorgaben verwendet werden.
Entlüften notwendig
Nach getaner Arbeit muss bei vielen Fahrzeugen der Kühlwasserkreislauf entlüftet werden. Dazu werden mittels Stellglieddiagnose alle Ventile und Thermostate im Kreislauf geöffnet oder überbrückt, damit etwaige Luftblasen schnell entweichen können. Wenn der Wasser- und Ölstand wieder richtig eingestellt ist und das Wärmetauschergehäuse auch nach einer kurzen Probefahrt noch dicht ist, kann das Fahrzeug an den Kunden zurückgegeben werden.