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| 1653 Beiträge - Z-Forenlegende
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Schon öfters habe ich versprochen, mal etwas über Kolben zu schreiben.
Endlich bin ich mal dazugekommen.
Ich hoffe es ist einigermaßen nachvollziehbar. Falls nicht, bitte nachfragen.
Schmiedekolben
Schiedekolben werden im Herstellungsprozess geschmiedet sprich die Legierung mit ein oder mehreren starken Pressungen zusammengedrückt. Das optimiert die Gitterstruktur der Legierung und führt zu einer besseren Festigkeit, die dann ca. 10% höher ist.
Also ein Schmiedekolben hält ca. 10% mehr aus als ein Nicht-Schmiedekolben. Schmiedekolben werden auch in der Großserie, vor allem bei Turbodieseln eingesetzt.
Durch die bessere Gitterstruktur haben Schmiedekolben ein klein weniger Wärmeausdehnung.
Das Kolbenspiel zwischen Motorblock und Kolben könnte noch etwas (ganz wenig) kleiner ausfallen.
Die Bezeichnung Schmiedekolben sagt nichts über das Material sprich der Legierung aus!
Schmiedekolben bedeutet:
- 10% mehr Festigkeit durch optimierte Gitterstruktur (weniger defekte im Metallgitter)
- etwas weniger Kolbenspiel (Unterschied ist aber vernachlässigbar)
Material
Alle Motorkolben von Großserien PKWs bestehen aus der derselben Aluminiumlegierung!
Egal ob VW Golf, BMW Diesel , AMG oder Porsche Turbo!
Diese Legierung nennt sich international 4032 und ist sogar genormt.
Es gibt dann noch eine zweite Legierung für Kolben: 2618
Diese Legierung hat eine ca. 10% höhere Festigkeit gegenüber einer Serienlegierung.
Ein großer Vorteil von 2618 ist eine etwas höhere Unempfindlichkeit gegenüber Motorklopfen.
Leichtes (!) Motorklopfen steckt 2618 besser weg als 4032.
Ein weiterer Vorteil ist die bessere Wärmefestigkeit von 2618.
Der große Nachteil ist allerdings die deutlich größere Wärmeausdehnung. Deshalb müssen diese Kolben mit deutlich mehr Kolbenspiel eingebaut werden. Im kalten Zustand ist die Entfernung zwischen Motorblock und Kolben so groß, dass
- ein eimaliges Hochdrehen den Kolben zerstören kann! (Warmfahren ist daher ein absolutes muss!!)
- der Kolben gerne klappert.
Für ein Großserienfahrzeug ist daher diese Legierung überhaupt nicht geeignet.
Fazit: 99,999999% aller PKW-Kolben bestehen nur aus zwei Legierungen: 4032 und 2618
Natürlich ist das für die Kolbenhersteller und Tuner langweilig, gerne wird dem Kunden doch suggeriert, dass man eine „Speziallegierung“ verwende.
Tipp: Einfach mal nach „Piston 4032“ oder nach „Piston 2618“ googeln.
Die Aussage „Schmiedekolben brauchen mehr Einbauspiel“ ist fachlich blödsinn. Ein Schmiedekolben braucht im Zweifelsfall sogar etwas weniger Einbauspiel. Wenn ich solche Aussagen höre, weiß ich immer ganz schnell was ich von meinem Gegenüber zu halten habe.
Fazit:
Ein geschmiedeter Kolben aus 2618 würde ca. 20% mehr aushalten (10% wegen schmieden, 10% wegen der Legierung), ist aber im Alltag sehr empfindlich.
Unsere Serienkolben haben eingegossene Kühlringe, die die Temperatur des Kolbens niedrig halten.
Das hat zwei große Vorteile:
(1) Der Verbrennungsraum bleibt kühler. Der Motor zeigt dadurch weniger Klingelneigung und ist vollgasfester.
(2) Die Haltbarkeit des Kolbens steigt enorm.
Weiterhin hat unser Serienkolben eingegossene Stahlringe. Auch diese haben einen Vorteil:
Die Wärmeausdehnung zur Zylinderwand wird kleiner, man kann mit weniger Kolbenspiel arbeiten.
Haltbarkeit eines Kolbens
Ein Kolben ist leider grundsätzlich ein Verschleißteil und unterliegt sehr stark der Materialermüdung.
Materialermüdung heißt, dass die Haltbarkeit im Laufe der Zeit immer mehr abnimmt. Damit ein alter Kolben nicht zerbricht, wird er mit viel Reserven gebaut. Da bedeutet aber auch, dass ein neuer Kolben wesentlich mehr aushält als die Serienleistung.
Die Materialermüdung bei einem Kolben ist leider sehr groß. Im Alter (=ermüdet) hat ein Kolben nur noch ein Drittel (!) seiner ursprünglichen Festigkeit. Ein neuer Kolben hat immer die 3 bis 6 fache Festigkeit der Nennleistung, damit er für später noch genügend Reserven hat.
Konkret halten unsere Serienkolben 900 bis 1800 PS aus! Aber nur wenn sie neu sind.
Serienkolben sind für eine Haltbarkeit von 250.000km und 5.000 Betriebsstunden ausgelegt.
Kolben altern durch:
- Anzahl der Verbrennungsvorgänge
- Kaltstarts (starker verschleiß, aber keine Materialermüdung)
- hohe Temperaturen
- mittelleichtes Klingeln
- mittleres Klingeln lassen die Kolben rasch altern, ganz starkes Klingeln zerstören die Kolben innerhalb von Sekunden
PS: Ob unser Serienkolben geschmiedet ist, weiß ich leider nicht.
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| Beitrag vom 07.05.2014 - 19:24 |
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| 3718 Beiträge - Z-Forengott
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aha ....
GruZZ
steve
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| Jeder sollte einen D-Z-F-D haben |
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| Beitrag vom 08.05.2014 - 09:49 |
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| 201 Beiträge - Fingerwundschreiber
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Super Beschreibung, Christian
Klasse beschrieben und sehr verständlich.
Vielen Dank 
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Beste Grüße
Nils |
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| Beitrag vom 10.05.2014 - 09:07 |
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| 218 Beiträge - Fingerwundschreiber
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Sehr schön erklärt.
Aber muss man sich Gedanken machen wenn man über die 250000Km kommt? Oder kann man da bei unserem Motor einfach ohne Bedenken weiter fahren? Gibt ja auch viele Motoren (andere Hersteller und so) die Laufleistungen von 300000+ Km haben.
Und ich meine hier im Forum gelesen zu haben das schon welche mit ~250000km unterwegs sind?
Gruß
Marc
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Wer brauch schon Kurvenlicht...
Wir haben den Drift :D |
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| Beitrag vom 10.05.2014 - 20:10 |
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| 970 Beiträge - Scriptkiller
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Mein erster Z32 hatte 2004 270tkm auf dem Tacho. Mehr ging leider nicht mehr wegen ungeplanter Kaltverformung.
Im gleichen Jahr war einer mit über 300tkm am CH Treffen. Am Fahzeug war alles original wie bei Auslieferung.
Bye
Sascha
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| Nissan 300ZX Twinturbo, Infiniti FX45, Nissan Micra K12 C+C, Kawasaki ZX-9R |
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| Beitrag vom 10.05.2014 - 23:55 |
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| 1653 Beiträge - Z-Forenlegende
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Der Motor ist für 250.000 km ausgelegt und sollte dies auch erreichen.
Wieviel mehr er schafft hängt davon ab, wie mit ihm umgegangen wurde.
Motoren von Taxis, die fast keine Kaltstarts und wenig Vollastfahrten kennen, kommen manchmal sogar über 1.000.000 km.
Einen Z mit 250.000 km würd ich allerdings nicht mehr leistungssteigern.
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| Beitrag vom 12.05.2014 - 17:45 |
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Moderator
1301 Beiträge - Alleswisser
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Super Beschreibung - Danke !
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| Wo gelb ist, ist vorn! |
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| Beitrag vom 13.05.2014 - 09:56 |
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| 1197 Beiträge - Alleswisser
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Unser Christian wieder ;-) Super beschrieben und danke dafür.
CU Rainer
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Man muss lernen, Unrat auch mal vorbeischwimmen zu lassen...
Skype = yellowzx1 |
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| Beitrag vom 14.05.2014 - 11:26 |
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Zitat
Original geschrieben von Christian
Die Aussage „Schmiedekolben brauchen mehr Einbauspiel“ ist fachlich blödsinn. Ein Schmiedekolben braucht im Zweifelsfall sogar etwas weniger Einbauspiel. Wenn ich solche Aussagen höre, weiß ich immer ganz schnell was ich von meinem Gegenüber zu halten habe.
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Mahle schreibt in seiner Einbauanleitung für 4032 Kolben (höherer Silicium-Anteil) das bei stärkerer Belastung (Drag Race, NOS, hoher Ladedruck etc.) das Einbauspiel um 0,025 - 0,075mm erhöht werden sollte... mit dem Hinweis: Es ist immer besser etwas mehr Kolbenspiel zu haben wie zu wenig.
Gruß
Detonator
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| Mitsubishi 3000GT |
Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zuletzt von Detonator am 11.06.2014 - 16:38.
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| Beitrag vom 11.06.2014 - 16:37 |
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| 128 Beiträge - Hardcoreposter
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Tach zusammen
@ Detonator
Wie viele Motoren hast du schon gebaut und zerstört das du solche aussagen mit gutem Gewissen machen kannst??
Ich denke mal viele werden bei deinem „(Drag Racing, NOS, hoher Ladedruck etc) geschmunzelt haben.
Drag Racing: sagt noch nichts über die Belastung des Motors aus
NOS: gehe ich mal davon aus das du nicht mal weist warum und unter welchen Voraussetzungen es wie viel Leistung bringen „kann“
Hoher Ladedruck: ist relativ, ich kann mit niedrigerem Ladedruck mehr Leistung generieren wie du mit hohem Ladedruck
Leute wie den Christian Sollte man nicht in frage Stellen die wissen schon das ein oder andere
@ Christian
Werde das gleich nutzen um die Nocken Geschichte an zu sprechen.
Ausgehen würde es sich mit original Nocken. (Andere habe ich nicht probiert) Ganz brutal mit Farbe auf Ventile und Papier auf den Zielinder.
Aber und jetzt meine Bedenken bzw Frage: Auslass gehört etwas korrigiert is klar aber ich muss ja das die Geschichte einen Nutzen bringt Einlass Richtung spät und Auslass Richtung Früh verstellen.
Das heißt aber dann das bei höherer Drehzahl die Auslass Nocke und VTC Rad mit Öl gefüllt sind, hält dass das VTC Rad überhaupt aus? Ist das dann nicht zu viel Masse die so schnell gedreht wird. Nissan hat das System ja so konzipiert das es bei Drehzahl druck los ist.
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| Beitrag vom 24.06.2014 - 11:18 |
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| 1653 Beiträge - Z-Forenlegende
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@Markus
Ich glaube Du hast den Beitrag von Detonator etwas falsch interpretiert.
Er wollte nur zusätzlich anmerken, dass auch Kolben mit Serienlegierung bei extremen Belastungen mit deutlich mehr Kolbenspiel als Serie gefahren werden sollen.
Das ist natürlich richtig und für jeden Alukolben zu beachten.
@Detonator
Danke für die Ergänzung.
Bei der Gelegenheit fällt mir auch noch eine Ergänzung ein:
Es gibt Motoren (wie z.B. den 2.0 TFSI von VW) die serienmäßig sowohl mit normalen als auch mit Schiedekolben ausgeliefert wurden. Am Einbauspiel ändert sich dabei nichts, also das Einbauspiel ist für Schmiedekolben auch hier nicht größer.
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| Beitrag vom 24.06.2014 - 11:47 |
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| 128 Beiträge - Hardcoreposter
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Tach
Also dann habe ich da wohl falsch verstanden. Dan tut es mir leid wen ich jemandem auf die Füße gestiegen bin, mein Fehler.
Ich werde Buße tun 
Oder sollte ich mal die zeit finden bei einem Treffen ein Bier ausgeben
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| Beitrag vom 29.06.2014 - 02:09 |
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@Gerstner Performance
bisher habe ich einen Motor zerstört und wieder sorgfältig aufgebaut  , dabei habe ich mich an die MAHLE Kolben Information gehalten und das Kolbenspiel und auch das Stoßspiel der Kolbenringe leicht vergrößert.
Hier die Anleitung:
Seite1
Seite2
@Christian
ja, sollte nur ein Hinweis sein 
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| Mitsubishi 3000GT |
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| Beitrag vom 15.07.2014 - 12:11 |
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