Kompressionsdruck

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Kompressionsdruck ist ein Begriff aus der Hubkolbenmaschinentechnik und bezeichnet den Druck im Inneren eines Zylinders, beispielsweise bei Verbrennungsmotoren. Er ist eine Messgröße, die Undichtigkeiten und insofern Verschleißerscheinungen und Schäden zu erkennen und quantitativ zu bewerten gestattet.

[Bearbeiten] Bedeutung des Kompressionsdrucks

Bei Betrieb des Motors sind Druck, Temperatur und Verdichtungsverhältnis nach den Gesetzen der Thermodynamik miteinander verknüpft. In einem dreidimensionalen Diagramm, das diese drei Größen als Achsen hat, sind keine beliebigen Kombinationen dieser drei Größen möglich, sondern nur solche, die sich auf einer bestimmten mehr oder weniger kompliziert geformten Fläche befinden (P-V-T-Diagramm). Dass insofern der Druck innerhalb des Zylinders auch von der Temperatur abhängt ist einer der Gründe, warum nicht der Druck bei laufendem Motor als Messgröße verwendet wird. Stattdessen wird in der Werkstatt die Kurbelwelle mit einem entsprechenden Werkzeug gedreht und gemessen, welcher Druck am kalten Motor dabei innerhalb des jeweiligen Zylinders auftritt.

Die Abweichung vom theoretischen Wert, den ein absolut dichter Zylinder erbringen würde, und ein zeitlicher Abfall, wenn man die Kurbelwelle in einer bestimmten Winkelstellung hält, sind Anzeichen für Undichtigkeiten. Das Ergebnis der Untersuchung bedeutet zweierlei: Zum einen führen Schäden oder Verschleiß an Ventilen, Ventilsitzen und –tellern, Zylindern, Zylinderkopfdichtung, Kolben und –ringen im Verdichtungstakt zum Durchblasen von Kraftstoff-Luft-Gemisch und haben verringerte Füllung, Leistungsverlust sowie je nach Art des Schadens Ölverdünnung, negative Einflüsse auf die Abgaszusammensetzung und anderes mehr zu Folge. Zum anderen ist das Ausmaß von Undichtigkeiten ein Indiz für die restliche Lebensdauer des Motors.

[Bearbeiten] Kompressionsdruck messen

Der Kompressionsdruck lässt erkennen, inwieweit Schäden der genannten Art vorliegen. Da im allgemeinen solche Schäden nicht an allen Zylindern gleichzeitig und in gleicher Größe auftreten, ist es weniger die absolute Höhe des Kompressionsdruckes als vielmehr die Gleichheit bei allen Zylindern bzw. das Maß evtl. Abweichungen einzelner Zylinder voneinander, was den mechanischen Motorzustand kennzeichnet. Zur Ermittlung des Kompressionsdruckes gibt es verschiedene Möglichkeiten mit unterschiedlicher Aussagekraft. Zu den ältesten Prüfmethoden zählt die mechanische Kompressionsdruckmessung durch die Zündkerzen- bzw. Glühkerzenöffnung mit einem speziellen Kompressionsdruckmesser. Weitere Möglichkeiten sind der Druckverlusttest, der Kurzschluss- oder Zylindervergleichstest und die elektrische Kompressionsdruckprüfung bzw. Wirkungsprüfung des Gaspolsters. Auch möglich ist eine vergleichende Messung des Kompressoinsdrucks, bei der der Motor mit dem bordeigenen Anlasser geschleppt, aber nicht angelassen wird. Dabei wird die Ungleichförmigkeit der Kurbelwellendrehung von der Motorsteuerung mit dem bordeigenen Sensor erfasst und ausgewertet. Die Messergebnisse werden dann über einen Diagnosecomputer angezeigt.

[Bearbeiten] Schlussfolgerungen aus dem Messergebnis

Wichtiger als die Höhe des Kompressionsdruckes ist die Gleichmäßigkeit innerhalb bestimmter Toleranzen. Überschreiten Abweichungen zwischen den einzelnen Zylindern beim Ottomotor 1,5 – 2,2 bar bzw. beim Dieselmotor 2 – 3 bar, liegt eine Undichtheit vor, die in aller Regel auf eine mechanische Beschädigung oder Verschleiß im Brennraum des Zylinders mit dem niedrigeren Messwert zurückzuführen ist. Zur genaueren Lokalisierung der Schadstelle ist an dem betreffenden Zylinder eine zweite Messung vorzunehmen. Zuvor ist durch die Kerzenbohrung des Zylinder etwas Öl in den Brennraum zu spritzen, um eine gute Abdichtung zwischen Zylinderwand und Kolbenringen zu erreichen. Ergibt die zweite Messung den gleichen Wert wie zuvor, so liegt die Schadstelle mit großer Wahrscheinlichkeit im Bereich der Ventile oder der Zylinderkopfdichtung. Führt dagegen die zweite Messung zu einem höheren Wert, so liegt wahrscheinlich ein Undichtheit an der Zylinderwand, an den Kolbenringen oder am Kolben des betreffenden Zylinders vor. Dieses Messverfahren des Kompressionsdrucks ist mit Vorbehalt als zuverlässig zu bezeichnen. Verlässlicher ist dagegen ein anschließender Druckverlusttest.

Der Verdacht einer schadhaften Zylinderkopfdichtung erhärtet sich, wenn zusätzlich Spuren von Öl als gallertige Emulsion im Kühlwasser festgestellt werden.