Hallo zusammen,
das hier
Zitat: |
Wenn Du einen kalten Motor sofort stärker belastest, dann erwärmt sich der Zylinderkopf wesentlich schneller als der Motorblock. . . Die ZKD wird aber auf jeden Fall sehr stark auf Scherung beansprucht, da sich der ZK durch die schnellere Erwärmung und den größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten erheblich stärker ausdeht als der Motorblock. Dadurch kommt es im Dichtspalt zu einer starken Scherbelastung der Dichtung, die sich mit der regulären Belastung durch den Zylinderinnendruck überlagert. |
(aus
http://community.dieselschrauber.de/viewtopic.php?t=4896)
beschäftigt mich immer noch.
Hier mal meine laienhaften Gedanken zur Belastung der ZKD in der Warmlaufphase und bei Betriebstemperatur des Motors.
Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Graugussblock und Alu-ZK lassen letzteren bei Erwärmung schneller wachsen und umgekehrt -> siehe Zitat.
Demnach steht die ZKD umso mehr unter Scherbelastung, je wärmer (oder auch kälter) der gesamte Motor gegenüber den Temperaturen bei seiner Montage ist -
und zwar schon ohne Temperaturdifferenz zwischen ZK und Block.
Daß der ZK in der Warmlaufphase durch größere Wärmeaufnahme "doppelt schneller" wächst als der Block, glaube ich weniger, weil die Innentemperatur des ZK durch das strömende Kühlmittel praktisch auf dem Niveau des Blocks gehalten wird (Wärmeausgleich).
Besonders im ZK entstehen zwischen den heißen Oberflächen der Brennräume und Auslasskanäle einerseits und den Kühlwasser- und Einlaßkanälen andererseits
innere Wärmespannungen.
Diese hängen hauptsächlich von der Temperaturdifferenz zwischen Brennräumen und Kühlwasser ab. Sie werden also bei "kalter Volllast" am stärksten sein und bei abgestelltem Motor bzw. längerem Schubbetrieb weitgehend verschwinden.
Sie dürften den ZK im Ergebnis hauptsächlich dreidimensional "geleeartig verformen" (= verziehen). Unter anderem wird das Wärmewachstum der brennraumseitigen Materialschichten in Richtung ZKD ausweichen und diese rund um die Zylinderbohrungen zusätzlich zusammenpressen.
Auch bei durchgewärmtem Motor werden die ZK-Temperaturen im Bereich der Brennraumwände höher sein als rund um die Kühlwasserkanäle, solange der Motor unter Last läuft. Daher werden die lokal unterschiedlichen Druckbelastungen der ZKD gegenüber dem Kaltlauf nur nachlassen, aber nicht verschwinden.
Meine Folgerungen:
1. Unmittelbar nach dem Kaltstart wird die ZKD hauptsächlich durch lokal unterschiedliche, motorlastabhängige Pressdrücke belastet, die mit steigender Motortemperatur "etwas" nachlassen.
2. Sobald der Motor warm wird, beginnen Motorblock und ZK verschieden stark zu wachsen und belasten damit die ZKD
zusätzlich und zunehmend auf Scherung.
Da ich die realen Größenordnungen der besagten Druck- und Scherbelastungen nicht kenne, kann ich nur aus dem Bauch heraus schätzen, dass der Materialstreß der ZKD (als Summe der genannten Belastungen) mit der Gesamttemperatur des Motors steigt und bei heißem Motor und Pmax am stärksten ist.
-> Wer seine ZKD schnellstmöglich killen will, der sollte im Hochsommer Dauerbleifuß fahren, womöglich noch langsam, z.B. mit WoWa bergauf (Rainer's Erfahrung). . . ?
ZKD-Schäden als gewöhnliche Folge von Kühlmittelverlust bzw. Wassepumpendefekten scheinen das zu bestätigen.
Wer meine vorstehenden Gedanken widerlegen, ergänzen oder bestätigen kann, der möge nun in die Tasten hauen
Interessant wären z.B. Fakten über die mittlere Brennraumtemperatur (bei verschiedenen Lastzuständen), da man daraus IMO auf die Stärke der ZK-Verformungen in Abhängigkeit von der augenblicklichen Kühlmitteltemperatur schließen kann.
Bei längerem Schubbetrieb dürfte der Motor über die Brennräume und die durchgepumpte Luft sogar auskühlen, womit die ZKD rund um die Zylinderbohrungen "lockerer" würde . . . ?