So funktioniert die Steuerkette
Nie wieder den Zahnriemen wechseln: Steuerketten machen ein teures Wartungsintervall überflüssig. Wie das funktioniert und warum es nicht immer klappt.
Die Bewegungen in einem Verbrennungsmotor müssen koordiniert ablaufen. Er kann nur dann arbeiten, wenn jede Drehung und jedes Zucken einem festgelegten Timing folgen. Das gilt besonders für den Verbrennungsvorgang selbst: Für den Motorlauf ist es elementar wichtig, wann Ventile öffnen oder schließen und wo sich der Kolben zu diesem Zeitpunkt befindet.
Die Steuerkette stimmt alle Abläufe aufeinander ab. Sie verbindet die Kurbelwelle, die den Kolbenhub steuert, mit den Nockenwellen, die fürs Öffnen und Schließen der Ventile zuständig sind. So sorgt sie dafür, dass sie sich im richtigen Verhältnis zueinander drehen, und stellt sicher, dass sie sich bei ihrer Arbeit nicht in die Quere kommen. Geht dabei etwas schief, kann ein kapitaler und teurer Motorschaden die Folge sein.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Kurbel- und Nockenwellen miteinander zu verbinden. In modernen Fahrzeugen werden vor allem Steuerketten und Zahnriemen eingesetzt. Vorteil der Steuerkette: Anders als ein Zahnriemen ist sie weitestgehend wartungsfrei und hält in der Regel ein Autoleben lang. Sie ist allerdings Teil eines empfindlichen Systems. Kleine Defekte können sie wortwörtlich aus der Bahn werfen. Und ganz ohne Verschleiß und Wartung geht es eben doch nicht.
Wie funktioniert eine Steuerkette?
Die Steuerkette arbeitet ähnlich wie eine Fahrradkette: Sie überträgt Kraft von einer Welle zur nächsten. Der Drehimpuls der Kurbelwelle wird über die Kettenglieder auf die Nockenwellen übertragen. Die Kette läuft dabei auf Zahnrädern innerhalb des geschlossenen Motors. Sie lässt sich nicht von außen überprüfen.
Je nach Hersteller und Motor werden einfache Steuerketten („Simplexketten“) oder doppelt ausgelegte Ketten („Duplexketten“) verwendet. In seltenen Fällen kommen Ketten mit drei parallel angeordneten Gliedern zum Einsatz („Triplexketten“), zum Beispiel in alten Ferrari-Modellen. Faustregel: je mehr Glieder, desto haltbarer die Kette – und desto schwerer das System.
Einige Hersteller verbinden das Prinzip von Steuerkette und Zahnriemen. Oft treibt der Zahnriemen in diesem Szenario nur jeweils eine Nockenwelle an. Die wiederum ist über eine vergleichsweise kurze Kette mit der zweiten Nockenwelle verbunden.
Weil ein Verbrennungsmotor mit hohen Drehzahlen arbeitet, muss die Kette geführt und gespannt werden. Sogenannte Gleitschienen halten die Kette in der Bahn. Spannschienen üben Druck auf die Kette aus und sorgen dafür, dass sie straff auf den Zahnrädern sitzt. Die Kontaktpunkte werden über das Motoröl geschmiert. Das Paket aus Führungselementen sorgt dafür, dass sich die Steuerkette in den vorgesehenen Bereichen bewegt und nicht anfängt zu flattern.
Welche Vorteile und Nachteile haben Steuerketten?
Steuerketten werden schon seit gut 100 Jahren im Motorenbau eingesetzt. Sie können hohe Kräfte übertragen und sind deshalb besonders bei starken Motoren beliebt. Zudem lassen sich mit ihnen verhältnismäßig große Distanzen überbrücken. Arbeiten alle beteiligten Bauteile fehlerfrei, halten Steuerketten viele 100.000 Kilometer lang. Feste Wartungsintervalle entfallen – ein klarer Vorteil gegenüber Zahnriemen, deren regelmäßiger Wechsel Profis einige Stunden beschäftigt. Bei einer Steuerkette sind die Wartungskosten also niedriger.
Dieser Vorteil besteht allerdings nur so lange, wie alles funktioniert. Steuerketten sind stabil, aber nicht unzerstörbar. Im Alter längen sich die Kettenglieder, was die Abläufe im Motor durcheinanderbringt. Die Ventile öffnen und schließen minimal zu spät, der Motor läuft schlecht und verbraucht mehr. Bis zu einem gewissen Maß lässt sich dieser Verschleiß ausgleichen. Wird die Kette zu lang, muss sie getauscht werden. Anderenfalls kann sie überspringen. Das kann zu einem Motorschaden führen.
Hersteller verhindern eine Längung im Betrieb, indem sie die Steuerketten schon vor dem Einbau längen, um langfristig das Spiel zu minimieren. Schwachstellen gibt es trotzdem: Gleit- und Spannschienen können ebenfalls verschleißen. Das kann an falschem, altem oder zu geringen Mengen Motoröl liegen, am Alter oder an Fehlern im Material.
Die Kette verliert in allen Fällen an Spannung. Das macht sich mit einem Rasseln, Klackern, Schaben oder Schleifen leicht oberhalb der Leerlaufdrehzahl bemerkbar. Im Stand lässt es sich bei ungefähr 1.500 Umdrehungen gut wahrnehmen. Vorsicht: Nicht jeder Defekt an der Steuerkette macht sich bemerkbar. Viele erkennen Werkstätten aber mit dem Diagnosegerät.
Was kostet der Wechsel einer Steuerkette?
Für die meisten Autos gilt: Die Steuerkette muss nicht gewechselt werden. Steht dennoch ein Tausch an, wird es teuer. Bei vielen Motoren ist ein Wechsel nicht vorgesehen. Die Kette verläuft nicht bei allen Antrieben wartungsfreundlich an der Seite des ersten Zylinders. Oft müssen Mechaniker erst das Getriebe ausbauen, um überhaupt an die Kette zu kommen. Das kostet Zeit, letztlich also Geld.
Eine Steuerkette selbst ist nicht teuer. Sogar der komplette Satz mit Spannern und Schienen kostet für viele Modelle nur wenige 100 Euro. Der Einbau geht hingegen ins Geld. VW repariert die Steuerkette eines 1.4-TSI-Motors der Baureihe „EA 111“ zum Beispiel für ungefähr 1.500 Euro. BMW setzt beim „N47“-Motor ungefähr 2.500 Euro an. Freie Werkstätten erledigen die Arbeiten in der Regel günstiger.
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Hat mein Motor eine Steuerkette?
Ob ein Motor mit einer Steuerkette ausgerüstet ist, erkennen nur Profis auf den ersten Blick. Sie wissen zum Beispiel: Bei BMW und Mercedes gehören Steuerketten zur Tradition. VW und Audi nutzen derzeit in kleinen Motoren Zahnriemen, ältere Antriebe arbeiten aber ebenfalls mit Steuerketten. Sicherheit verschafft ein Blick in das Serviceheft: Ist kein Zahnriemenwechsel vorgesehen, ist das Auto mit einer Steuerkette ausgerüstet.
Für alle Motoren gilt: Der pünktliche Ölwechsel und hochwertiges Öl sind Voraussetzung für ein langes Motorleben. Falls Probleme mit der Steuerkette auftreten, gewähren Hersteller nur dann Kulanz, wenn die Serviceintervalle penibel eingehalten wurden. Bekannte Steuerkettenprobleme lassen sich zum Teil abmildern, indem man den Ölwechsel vorzieht. Diese Maßnahme erhöht zwar die Wartungskosten, kann aber langfristig viel Geld sparen.
