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Unabhängiges Technikmagazin für das Kraftfahrzeug-Handwerk

Werkstattpraxis

Glühend heißes Thema Praxistipps für das De-/Montieren und Diagnostizieren von Stabglühkerzen

ck SondeTHrAdNrDu21/ 2010 aus KRAF

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Werkstattpraxis Vorglühsystem

Glühend heißes Thema Praxistipps für das De-/Montieren und Diagnostizieren von Stabglühkerzen Seit Jahren kommen an modernen Motoren fast ausnahmslos Stabglühkerzen mit geringen Durchmessern zum Einsatz. Die Werkstätten sehen sich deshalb jetzt immer mehr mit der Notwendigkeit konfrontiert, solche Glühkerzen im Schadenfall auszuwechseln. Warum hier ein Umdenken beim Ein- aber auch Ausschrauben nottut und worauf bei Keramikglühkerzen besonders zu achten ist, hat KRAFTHAND bei Beru ebenso recherchiert wie Tipps zur Prüfung der verschiedenen Glühkerzentypen.

Gefühl ist gut, Kontrolle besser: Das Ausbauen von Stabglühkerzen ist aufgrund ihrer schlanken Bauart häufig keine reine Routinearbeit mehr und stellt den Kfz-Profi immer wieder vor Probleme. Bild: Blenk

Sonderdruck Krafthand 21/2010

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it dem Fortschritt im Motorenbau und durch weiter verschärfte Abgasrichtlinien stehen die Entwickler von Vorglühsystemen und Glühkerzen vor immer neuen Herausforderungen. Dabei beschreibt die Silbe ‚Vorglüh‘ die Aufgaben des Systems schon lang nicht mehr ausreichend. Denn spätestens mit Beginn der Ära direkteinspritzender Dieselmotoren vor rund 20 Jahren und der Einführung immer neuer Euro-Normen zur Minimierung des


Schadstoffausstoßes heizen Glühkerzen nicht mehr nur vor, sondern auch während und je nach Fahrzeug sowie Betriebszustand sogar bis zu 480 s nach dem Start den Brennraum auf. Im Gegensatz zum Vorglühen, das bei Dieseldirekteinspritzern herkömmlich bei Temperaturen zwischen etwa 2 bis 5 °C und darunter für etwa 2 bis 7 s notwendig ist, erfolgt das Nachglühen bei vielen Fahrzeugen bis zu einer Motortemperatur von circa 70 °C. Das optimiert die Verbrennung des Dieselkraftstoffs und wirkt auch dem dieseltypischen Nageln direkt nach dem Start und somit einer übermäßigen Geräuschentwicklung entgegen. Neben der Aufgabe, einen sicheren Motorstart zu gewährleisten und die Abgase in der Warmlaufphase zu minimieren, spielt ein leistungsfähiges Vorglühsystem auch für den Startkomfort eine tragende Rolle. Nicht zuletzt deshalb hat Beru vor rund zehn Jahren das ‚Instant Start System’ (ISS) zur Serienreife entwickelt. Dieses bei zahlreichen renommierten Fahrzeugherstellern zum Einsatz kommende, elektronisch geregelte System ermöglicht nämlich auch bei Selbstzündern deutlich unterhalb des Gefrierpunktes einen ‚ottomotorischen’ Schlüsselstart. Denn das schon in der KRAFTHAND 18-19/2008 vorgestellte ISS heizt seine leistungsoptimierten Glühkerzen selbst bei hohen Minusgraden in maximal 2 s auf 1.000 °C. Für den Fahrer entfällt damit ein wahr-

Montagewerte für Glühkerzen

22 Nm

45 Nm

15 Nm

35 Nm

12 Nm

22 Nm

10 Nm

20 Nm

M 12

M 10

M9

M8 Ärger ersparen: Beim Ein- und Ausbau von Glühkerzen sollten die Anzugsdrehbeziehungsweise Bruchmomente beachtet werden. Quelle: Beru

nehmbares und Zeit in Anspruch nehmendes Vorglühen.

Fachgerechte Montage Mit all diesen Anforderungen hat sich die Baugröße von Glühkerzen geändert. Die Gründe: Wie beim Ottomotor geht auch bei den Dieseltriebwerken der Trend zur Vierventiltechnik und

ganz allgemein zum Downsizing. Das lässt immer weniger Raum für die Glühkerzenbohrungen. Logischerweise verringern sich damit auch die Durchmesser der Glühkerzen und deren Bruchmoment – was in der Werkstattpraxis zum Teil erhebliche Probleme beim Ausbau der Glühstifte mit sich bringt. Die Ursache für festsitzende Glühkerzen sind meist korrodierte Gewindebohrungen, hervorgerufen durch eindringende Feuchtigkeit, und/oder ein starkes Verkoken der Bohrung vom Brennraum her. Neben diesen in vielen Fällen durch die Zylinderkopfgestaltung konstruktiv hervorgerufenen Ursachen können vor allem bei den schlanken Stabglühkerzen mit M8-, M9- und M10-Gewinde auch Montagefehler zu Problemen beim Ausschrauben führen. Deshalb zunächst einiges zur fachgerechten Montage: Für den Einbau Aussagekräftig: Mit dem neuen Glühkerzentester lassen sich Stahl- und Keramikglühkerzen im eingebauten Zustand eindeutig prüfen. Egal, mit welcher Versorgungsspannung zwischen 3,3 bis 15 V diese arbeiten. Bild: Schmidt

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Vorglühsystem

Spaltmaß: Ein motorbedingtes Verkoken des Ringspalts (Pfeil) führt zum frühzeitigen Ausfall der Glühkerze. Dieselbe Folge kann ein zu festes Eindrehen und daraus resultierendes Zuziehen des Ringspalts nach sich ziehen. Bild: Beru

von Glühkerzen mit geringen Durchmessern empfiehlt sich nicht nur das Benutzen eines Drehmomentschlüssels, es sollte vielmehr ein Muss für jeden Monteur sein. Falscher Stolz und ein gefühlsmäßiges Anziehen bringt nämlich angesichts der geringen Anzugs- und Abreißdrehmomente (siehe Tabelle S. 11) nicht selten ein zu hohes Drehmoment und somit Überdehnen der Glühkerze mit sich. In diesem Fall dürfte jedem KfzProfi klar sein, dass spätestens bei einer anstehenden Demontage die Glühkerze mit einiger Sicherheit abgerissen wird. Der Einsatz eines Drehmomentschlüssels allein – was im Übrigen auch beim Einschrauben der stärkeren M12Glühkerzen kein Fehler ist – schützt allerdings noch nicht vor Montagefehlern. Mindestens genauso wichtig für das Einhalten der korrekten Anzugsdrehmomente ist eine saubere Gewindebohrung, um ein leichtgängiges Einschrauben zu gewährleisten. Dabei sollte ein Spezialfett, wie es etwa Beru anbietet, eingesetzt werden. Es schützt nicht nur vor einem Festbacken der Glühkerze und dem Eindringen von Feuchtigkeit, es ist auch so abgestimmt, dass beim Anziehen das Drehmoment nicht verfälscht wird. Das Einhalten des Drehmoments spielt neben den genannten Aspekten auch in anderer Hinsicht eine wichtige Rolle. Mit dem Überschreiten kann es passieren, dass sich der sogenannte Ringspalt der Glühkerze (Bild oben) verengt beziehungsweise zuzieht. Die Folge: Wie bei einem Verkoken des Ringspalts auch, was motorbedingt möglich ist, überhitzt die Glühkerze und es kommt zum frühzeitigen Ausfall. Bei der Montage von Keramikglühkerzen muss der Monteur außerdem

beachten, dass diese wegen des empfindlichen Glühkörpers während des Einbaus nicht verkantet und somit beschädigt werden. Wie pfleglich mit dieser Art Kerze umzugehen ist, stellt die Montageanleitung eines Fahrzeugherstellers unter Beweis. Laut dieser dürfen nämlich Keramikglühkerzen, die aus mehr als 20 mm Höhe auf eine harte Fläche gefallen sind, nicht mehr eingebaut werden, auch wenn keine Beschädigungen sichtbar sind – sonst drohen Motorschäden.

Fachgerecht demontieren Vor allem bei bestimmten Motoren gibt es Probleme mit der Demontage von

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Glühkerzen. Um sich hierbei Ärger zu ersparen, sollte der Kfz-Fachmann auch dabei nicht auf den Einsatz des Drehmomentschlüssels verzichten. Zumindest wenn Probleme beim Lösen der Glühkerzen zu erwarten sind. Achtet er nämlich darauf, das Bruchmoment nicht zu überschreiten, kann er unter Umständen das Abdrehen einer schwergängigen Glühkerze und die damit verbundenen Folgearbeiten vermeiden. Steht das Abreißmoment beim Ausschrauben an, raten die Experten von Beru folgende Vorgehensweise: 1. Glühkerze anheizen: Dazu den Motor warm fahren oder wenn der Ausbau einer noch intakten Glühkerze notwendig ist – aus welchen Gründen auch immer –, diese 4 bis 5 min mit einem separaten Kabel bei 11 bis 12 V bestromen (nur bei 10-12 V Glühkerzen möglich). Damit heizt sich die Kerze auf und brennt sich eventuell frei. 2. Anlösen: Reichlich Synthetik-Motorenöl an den Gewindeansatz auftragen und möglichst über Nacht einwirken lassen. 3. Ausdrehen: Nach diesen Schritten die Glühkerze unter Beachten des

Keine Bordspannung: Im Gegensatz zu konventionellen arbeiten die leistungsgesteigerten, sich in maximal 2 s auf 1.000 °C aufheizenden Glühkerzen des Instant Start Systems ISS nicht mit 12, sondern je nach Fahrzeughersteller mit 4,4; 4,7 oder 5 V. Bild: Beru

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Werkstattpraxis Vorglühsystem

Sorgfaltspflicht: Keramikglühkerzen (links) sind im Vergleich zu Stahlglühkerzen (rechts) am Führungsrohr (Pfeil) erkennbar. Schon ein Herabfallen aus mehr als 20 mm Höhe oder ein Verkanten beim Einbau kann zu (unsichtbaren) Haarrissen im Glühkörper und damit zu Fehlfunktionen führen. In Folge entsteht meist ein Motorschaden. Bild: Beru

Bruchmoments ausschrauben. Falls notwendig die Glühkerze nochmals aufheizen. Ist der Fachmann mit diesem Prozedere erfolgreich, steht vor dem Einbau der neuen Glühkerze das sorgfältige Reinigen der Glühkerzenbohrung und des Gewindes mit entsprechenden Reibahlen und Gewindeschneidern.

Fachgerecht prüfen Vor dem Ausbau einer (vermeintlich) defekten Glühkerze sollte selbstverständlich immer eine Funktionsprüfung stehen. Schließlich können auch Übergangswiderstände in den Versorgungsleitungen zu Problemen und Einträgen im Fehlerspeicher führen, welche zunächst auf einen Ausfall der Glühkerze deuten. Im eingebauten Zustand lässt sich eine Glühkerze mit einer Widerstandsmessung gegen Masse beurteilen. Auch wenn hier nur ein geringer Widerstand und somit Durchgang vorhanden ist, stellt dies nicht mit letzter Gewissheit sicher, dass auch genügend Strom für ein ausreichend schnelles und starkes Aufheizen der Glühkerze fließen kann. Sonderdruck Krafthand 21/2010

Deshalb ist ein Messen der Stromaufnahme – welche bei kalten Kerzen je nach Typ die ersten 2 bis 8 s zwischen cirka 10 und 20 A beträgt – aussagekräftiger. Danach fällt die Stromstärke bei selbstregelnden Glühkerzen bekanntlich stark ab. Das erschwert eindeutige Rückschlüsse auf eine einwandfrei arbeitende Glühkerze, zumindest wenn keine Sollwerte vorliegen. Zudem hat das Messen der Stromaufnahme den Nachteil, dass es nur bei aktivem Vorglühsystem (z. B. durch Stellgliedtest) oder mit einer separaten Bestromung möglich ist. Schneller und einfacher, zudem mit einem eindeutigen Prüfergebnis zur Funktionstüchtigkeit der Glühkerze, geht das Prüfen mit dem neuen BeruGlühkerzentester. Dieser ist sowohl für Stahl- als auch Keramikglühkerzen geeignet und muss vom Anwender lediglich an die Starterbatterie und die jeweilige Glühkerze angeschlossen werden. Außerdem hat das Gerät den Vorteil, nicht nur 12-V-, sondern auch 3,3 bis 15-V-Glühkerzen testen zu können. Diese kommen beispielsweise beim ISS zum Einsatz und sind mit einem herkömmlichen Glühtest – wie er in den Werkstätten durch das direkte Anklemmen der Glühkerze an eine 12V-Batterie häufig noch vorgenommen wird – nicht prüfbar. Beziehungsweise zerstört die dabei angelegte ‚Überspannung’ solche Glühkerzen umgehend. Die Drucksensorglühkerze PSG (Pressure Sensor Glow) von Beru, wie sie beispielsweise Opel im Insignia verbaut, lässt sich mit dem Tester ebenfalls auf ihre Vorglühfunktion testen. Zum Abschluss soll der Hinweis nicht fehlen, defekte Glühkerzen auch dann zu erneuern, wenn der Kunde keine Probleme am Vorglühsystem reklamiert. Denn ihren Dienst verweigernde Glühkerzen können aufgrund von Vernetzung durchaus auch Fehler in anderen Systemen zur Folge haben. Beispielsweise führt(e) der Defekt einer Glühkerze bei bestimmten Modellen mit Automatikgetriebe eines französischen Autobauers zum Ausfall der automatischen Schaltfunktion. Torsten Schmidt

BERU – Innovationsführer in der Dieselkaltstarttechnik

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