Pleuellagerschaden – Ursachen, Schadensbild und technische Bewertung - Motorensachverständiger, Motorengutachter, Motorschaden Sachverständiger, Motorschaden Gutachter

Ingenieurbüro für Verbrennungsmotoren GmbH

öffentlich bestellter und vereidigter Motorensachverständiger-Dipl. - Ing. (FH) Jörg Schulz

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Pleuellagerschaden – Ursachen, Schadensbild und technische Bewertung

Fachbeitrag von Dipl.-Ing. (FH)Jörg Schulz – Sachverständiger für Motorenschäden

Wenn das Pleuellager versagt: Was verrät das Schadensbild über die Ursache?

Ein Pleuellagerschaden gehört zu den häufigsten und zugleich technisch anspruchsvoll zu bewertenden schweren Motorschäden.

Oft wird ein zerstörtes Pleuellager vorschnell mit Ölmangel oder unzureichender Schmierung erklärt. Tatsächlich können jedoch unterschiedliche Ursachen zu einem vergleichbaren Schadensbild führen.

Neben Problemen mit der Schmierung kommen beispielsweise infrage:

zu niedriger Motorölstand
Öldruckmangel
ungeeignetes Motoröl
verstopfte Ölversorgung
falsche Lagerluft
Montagefehler
falsche Anzugsmomente
beschädigte Kurbelwelle
Überlastung
thermische Überbeanspruchung
Material- oder Fertigungsfehler
ereits vorhandener Verschleiß

Für die sachverständige Beurteilung ist deshalb die entscheidende Frage nicht nur:

„Ist das Pleuellager beschädigt?“

Sondern:

„Warum ist das Pleuellager beschädigt worden?“

1. Welche Aufgabe hat das Pleuellager?

Das Pleuellager stellt die bewegliche Verbindung zwischen Pleuel und Kurbelwelle her.Das Pleuel überträgt die im Zylinder entstehenden Kräfte auf die Kurbelwelle. Dabei wirken erhebliche mechanische Belastungen. Das Pleuellager muss unter diesen Bedingungen eine zuverlässige Relativbewegung zwischen Pleuel und Kurbelwellenzapfen ermöglichen.

Zwischen Lager und Kurbelwellenzapfen bildet sich bei geeigneten Betriebsbedingungen ein tragfähiger Schmierfilm.

Dieser verhindert weitgehend den direkten metallischen Kontakt zwischen den Oberflächen.

Das Lager ist deshalb nicht einfach ein „Verschleißteil“, das trocken auf der Kurbelwelle gleitet.

Seine Funktion beruht wesentlich auf den tribologischen Eigenschaften des gesamten Systems aus

Lagerwerkstoff + Kurbelwelle + Motoröl + Ölversorgung + Lagergeometrie + Betriebsbedingungen.

2. Wie funktioniert die Schmierung des Pleuellagers?

Bei einem intakten Schmiersystem wird Motoröl unter Druck in die entsprechenden Ölkanäle gefördert.

Über die Kurbelwelle gelangt das Öl zu den Lagerstellen.

Während des Motorbetriebs entsteht unter geeigneten Bedingungen ein tragfähiger Schmierfilm.

Vereinfacht dargestellt:

Ölpumpe

↓

Ölfilter

↓

Hauptölkanal

↓

Kurbelwelle

↓

Pleuellager

↓

Schmierfilm

↓

Ölrücklauf

Wird die Ölversorgung gestört oder verändern sich die geometrischen Verhältnisse des Lagers, kann die Tragfähigkeit des Schmierfilms beeinträchtigt werden.

3. Was passiert bei einem Schmierungsproblem?

Wird der Schmierfilm zwischen Lager und Kurbelwelle zu schwach, kann der direkte Kontakt zwischen den Oberflächen zunehmen. Es entsteht verstärkte Reibung.

Dabei können gleichzeitig

Temperaturen steigen,
Lagerwerkstoff abgetragen werden,
Material auf die Kurbelwelle übertragen werden,
sich das Lagerspiel verändern.

Ein möglicher Schadensablauf lautet:

Beeinträchtigung der Ölversorgung

↓

Abnahme der Schmierfilmtragfähigkeit

↓

zunehmender metallischer Kontakt

↓

Erwärmung und Materialübertragung

↓

Lagerschädigung

↓

Veränderung des Lagerspiels

↓

weiterer Druckverlust bzw. Verschlechterung der Schmierung

↓

fortschreitender Pleuellagerschaden

↓

mögliche Folgeschäden an Kurbelwelle und Pleuel

4. Ölmangel als mögliche Ursache

Eine häufige Ursache für Schäden an Gleitlagern kann eine unzureichende Ölversorgung sein.

Dabei ist zwischen zu niedrigem Ölstand und unzureichender Ölversorgung zu unterscheiden.

Ein zu niedriger Ölstand kann beispielsweise durch

Ölverlust
erhöhten Ölverbrauch
Wartungsfehler
falsche Befüllmenge
nicht erkannte Undichtigkeiten

entstehen.

Sinkt der Ölstand ausreichend stark ab, kann die Ölversorgung der Pumpe insbesondere unter bestimmten Fahrzuständen beeinträchtigt werden.

Besonders relevant können sein:

hohe Drehzahlen
starke Beschleunigung
starke Bremsvorgänge
Kurvenfahrt
hohe thermische Belastung

Die Ölversorgung muss deshalb immer unter Berücksichtigung der konkreten Motorkonstruktion beurteilt werden.

5. Öldruckmangel als Ursache

Ein Pleuellagerschaden kann auch durch einen unzureichenden Öldruck begünstigt oder verursacht werden.

Mögliche Ursachen eines Öldruckmangels sind beispielsweise:

defekte Ölpumpe
verschlissenes Pumpensystem
verstopftes Ölsieb
verstopfte Ölkanäle
defektes Druckregelventil
falsche Ölviskosität
übermäßige innere Leckage
zu große Lagerluft

Dabei ist eine wichtige technische Unterscheidung erforderlich:

Ein niedriger Öldruck kann Ursache eines Lagerschadens sein – er kann aber auch bereits Folge eines vorhandenen Lagerschadens sein. Diese Unterscheidung ist für die Kausalitätsbewertung von großer Bedeutung.

6. Zu großes Lagerspiel

Das Pleuellager muss mit einer konstruktiv vorgegebenen Lagerluft arbeiten.

Ist das Lagerspiel zu groß, kann die Ölversorgung und die Druckhaltung an der Lagerstelle beeinträchtigt werden.

Eine mögliche Wirkungskette lautet:

zu großes Lagerspiel

↓

erhöhter Ölaustritt an der Lagerstelle

↓

Beeinträchtigung des Öldrucks

↓

reduzierte Schmierfilmtragfähigkeit

↓

verstärkter Verschleiß

↓

weiter zunehmendes Lagerspiel

Damit kann sich ein selbstverstärkender Schadensprozess entwickeln.

7. Montagefehler als mögliche Ursache

Nicht jeder Pleuellagerschaden ist ein klassischer Verschleiß- oder Ölmangelschaden.

Auch Fehler bei einer vorausgegangenen Reparatur können eine Rolle spielen.

Mögliche Ursachen sind beispielsweise:

falsche Lagerschalen
falsche Einbaulage
vertauschte Lagerschalen
nicht eingehaltene Lagerluft
falsches Anzugsverfahren
falsches Anzugsdrehmoment
beschädigte Lagerflächen
verschmutzte Lagerstellen
Montageverunreinigungen
nicht korrekt bearbeitete Kurbelwelle

Bei einer sachverständigen Untersuchung muss deshalb die Reparaturhistorie berücksichtigt werden.

8. Falsch montierte Lagerschalen

Lagerschalen besitzen konstruktiv definierte Positionen.

Werden sie falsch montiert oder wird ihre vorgesehene Lage verändert, können sich die Schmierbedingungen erheblich verändern.

Auch die Ölbohrungen und Ölzuführungen müssen korrekt zueinander positioniert sein.

Ist beispielsweise eine vorgesehene Ölversorgung eingeschränkt, kann die Schmierung der Lagerstelle beeinträchtigt werden.

Das Schadensbild muss dann mit dem konkreten Montagezustand abgeglichen werden.

9. Falsches Anzugsdrehmoment

Bei modernen Motoren werden viele Schraubverbindungen nach genau definierten Verfahren angezogen.

Je nach Konstruktion kann beispielsweise eine Kombination aus

Drehmoment + Drehwinkel

vorgegeben sein.

Wird das vorgeschriebene Verfahren nicht eingehalten, kann sich die Klemmkraft der Verbindung verändern.

Dies kann Auswirkungen auf die Geometrie und Funktion der Lagerstelle haben.

Bei einem Verdacht auf einen Montagefehler müssen deshalb unter anderem

Schrauben
Pleuel
Pleueldeckel
Lagergassen
Lagerschalen

untersucht werden.

10. Kurbelwellenschaden als Ursache

Auch die Kurbelwelle selbst kann Ausgangspunkt eines Pleuellagerschadens sein.

Mögliche Auffälligkeiten sind beispielsweise:

Riefen
Fressspuren
Unrundheit
Maßabweichungen
Beschädigungen der Lagerzapfen
unzulässige Oberflächenrauheit
thermische Schäden

Wurde die Kurbelwelle bei einer vorherigen Reparatur bearbeitet, kann zusätzlich relevant sein:

wurde sie korrekt vermessen?
wurde sie fachgerecht geschliffen?
wurden die richtigen Lagerschalen verwendet?
wurden die vorgeschriebenen Maße eingehalten?

11. Das Schadensbild des Pleuellagers

Die Lagerschalen können unterschiedliche Schadensbilder zeigen.

Dazu gehören beispielsweise:

Glanz- und Laufspuren

Sie können auf die normale Bewegung und Belastung des Lagers hinweisen, müssen aber immer im Gesamtzusammenhang bewertet werden.

Riefen

Riefen können beispielsweise durch Fremdpartikel oder andere mechanische Einwirkungen entstehen.

Materialübertragung

Bei starkem metallischem Kontakt kann Material zwischen Lager und Kurbelwelle übertragen werden.

Fressspuren

Starke Reibung und Erwärmung können zu ausgeprägten Fresserscheinungen führen.

Aufschmierungen

Material kann auf der Oberfläche der Lagerschale verschmiert oder verlagert werden.

Überhitzungsspuren

Thermische Belastungen können charakteristische Veränderungen hinterlassen.

Keines dieser Merkmale darf jedoch isoliert als eindeutiger Beweis für eine bestimmte Ursache interpretiert werden.

12. Warum die Verteilung der Schäden wichtig ist

Für die Ursachenanalyse ist nicht nur interessant, wie stark ein Lager beschädigt ist.

Ebenso wichtig ist:

Welche Lager sind beschädigt und welche nicht?

Beispielsweise kann es einen erheblichen Unterschied machen, ob

nur ein Pleuellager,
mehrere Pleuellager,
alle Pleuellager oder
zusätzlich Hauptlager

Schadensmerkmale aufweisen.

Das Schadensmuster kann wichtige Hinweise auf den Schadensmechanismus geben.

13. Ein einzelnes beschädigtes Pleuellager

Ist beispielsweise nur ein einzelnes Pleuellager stark beschädigt, müssen andere Ursachen betrachtet werden als bei einer gleichartigen Schädigung sämtlicher Lagerstellen.

Mögliche Fragestellungen sind:

Gab es ein lokales Problem?
War eine Ölbohrung beeinträchtigt?
Gab es einen Montagefehler?
·Bestand eine lokale Überlastung?
·War der entsprechende Kurbelwellenzapfen beschädigt?
·Gab es eine Vorschädigung?

Das Schadensbild muss daher immer im Gesamtsystem des Motors bewertet werden.

14. Mehrere beschädigte Pleuellager

Sind mehrere Lagerstellen betroffen, kann dies eher auf ein übergeordnetes Problem des Schmiersystems oder eine gemeinsame Belastungsursache hinweisen.

Beispielsweise kommen infrage:

allgemeiner Öldruckmangel
erheblicher Ölmangel
·Probleme der Ölversorgung
falsches bzw. ungeeignetes Öl
starke thermische Belastung
systematische Montagefehler

Auch hier gilt:

Ein Schadensmuster liefert Hinweise, aber keinen automatischen Ursachennachweis.

15. Fremdkörper im Motoröl

Fremdpartikel können erhebliche Schäden an Gleitlagern verursachen.

Mögliche Quellen können sein:

Materialabrieb
Dichtungsmaterial
Bearbeitungsrückstände
Verschmutzungen
Metallpartikel

Gelangen solche Partikel in den Schmierkreislauf, können sie zwischen Lager und Kurbelwelle gelangen und dort Schäden verursachen.

Interessant ist dann insbesondere:

Woher stammen die Partikel?

Sind sie die Ursache des Schadens oder erst durch einen bereits eingetretenen Schaden entstanden?

16. Warum Metallabrieb nicht automatisch die Ursache ist

Bei einem schweren Pleuellagerschaden findet sich häufig Metallabrieb im Motor.

Dieser Befund darf nicht automatisch als Ursache des Schadens interpretiert werden.

Denn:

Lagerschaden → Metallabrieb

ist genauso möglich wie

Metallpartikel → Lagerschaden.

Die zeitliche und technische Einordnung der Befunde ist deshalb entscheidend.

17. Überlastung und hohe Motordrehzahlen

Pleuellager werden bei hohen Motordrehzahlen und hohen Zylinderdrücken erheblich belastet.

Unter bestimmten Betriebsbedingungen können die Belastungen deutlich ansteigen.

Für die Ursachenanalyse können deshalb relevant sein:

Drehzahl
Lastzustand
Motortemperatur
Betriebsbedingungen
Fahrzustand
gegebenenfalls Leistungssteigerungen

Bei einem Fahrzeug mit Leistungssteigerung muss beispielsweise geprüft werden, ob die ursprüngliche Auslegung des Motors verändert wurde und ob daraus eine relevante zusätzliche Belastung resultieren kann.

18. Chiptuning und Leistungssteigerung

Eine Leistungssteigerung kann insbesondere bei aufgeladenen Motoren zu veränderten

Zylinderdrücken
Temperaturen
Drehzahlen
thermischen Belastungen

führen.

Ob eine Leistungssteigerung tatsächlich Ursache eines konkreten Pleuellagerschadens ist, muss jedoch anhand der technischen Befunde beurteilt werden. Die bloße Tatsache, dass ein Motor leistungsgesteigert wurde, reicht für einen Ursachennachweis nicht aus.

19. Ölanalyse bei einem Pleuellagerschaden

Eine Untersuchung des Motoröls kann zusätzliche Hinweise liefern.

Je nach Fragestellung können beispielsweise untersucht werden:

Viskosität
Verschleißmetalle
Kraftstoffanteil
Kühlmittelbestandteile
Oxidationszustand
·Verunreinigungen
·Additivbestandteile

Eine erhöhte Konzentration bestimmter Metallbestandteile kann beispielsweise auf einen erhöhten Verschleiß hinweisen.

Sie beantwortet jedoch allein noch nicht die Frage:

Warum ist der Verschleiß entstanden?

Dafür müssen Öluntersuchung und mechanische Befunde zusammengeführt werden.

20. Was kann eine Motorzerlegung zeigen?

Bei einem schweren Pleuellagerschaden ist eine vollständige oder teilweise Zerlegung häufig erforderlich. Dabei sollten möglichst alle relevanten Bauteile dokumentiert werden.

Von Bedeutung sind insbesondere:

Lagerschalen
Pleuel
Pleueldeckel
Kurbelwellenzapfen
Hauptlager
Ölkanäle
Ölpumpe
Ölsieb
Ölfilter
Kolben
Zylinderlaufbahnen

Die Position und Zuordnung der einzelnen Lagerschalen sollte möglichst erhalten bleiben.

Denn auch die Frage

„An welcher Stelle des Motors ist welcher Schaden aufgetreten?“

kann für die Ursachenbewertung relevant sein.

21. Beweissicherung vor der Zerlegung

Bei einem strittigen Motorschaden sollte die Zerlegung möglichst nicht ohne vorherige Dokumentation erfolgen.

Sinnvoll können beispielsweise sein:

Fotografische Dokumentation
Dokumentation des Ölstands
Sicherung einer Ölprobe
Dokumentation des Kühlmittelstands
Auslesen des Fehlerspeichers
Dokumentation äußerer Schäden
Kennzeichnung der Bauteile
·Dokumentation der Einbaulage

Dadurch bleibt der ursprüngliche Zustand möglichst nachvollziehbar.

22. Ein typischer Fall: Pleuellagerschaden nach einem Ölwechsel

Ein Fahrzeug erhält einen Ölwechsel. Nach kurzer Fahrstrecke tritt ein schwerer Motorschaden auf. Bei der Zerlegung wird ein stark beschädigtes Pleuellager festgestellt.

Nun wäre die Aussage

„Nach dem Ölwechsel trat der Motorschaden auf, also war das Öl falsch.“

technisch nicht ausreichend.

Zu untersuchen wären unter anderem:

Welches Öl wurde eingefüllt?
Welche Spezifikation verlangt der Motor?
Wurde die richtige Ölmenge eingefüllt?
Wurde der Ölfilter korrekt montiert?
Ist ein Ölverlust feststellbar?
Wie sehen die anderen Lager aus?
Gibt es Vorschäden?
Gibt es Hinweise auf einen bereits länger bestehenden Verschleiß?
Ist die Kurbelwelle beschädigt?

Gibt es Hinweise auf einen Öldruckmangel?

Erst danach kann die Kausalität bewertet werden.

23. Ein typischer Fall: Pleuellagerschaden nach einer Motorüberholung

Nach einer Motorüberholung tritt bereits nach kurzer Laufleistung ein Pleuellagerschaden auf.

Hier sind insbesondere die bei der Überholung vorgenommenen Arbeiten von Bedeutung.

Zu untersuchen sind beispielsweise:

verwendete Lagerschalen
Lagermaße
Kurbelwellenmaße
Lagerluft
Pleuel
Pleueldeckel
Schrauben
Anzugsverfahren
Ölkanäle
Ölpumpe
Montagezustand

Wenn beispielsweise die vorgeschriebene Lagerluft nicht eingehalten wurde, kann daraus ein technischer Zusammenhang mit dem späteren Lagerschaden entstehen.

24. Vorschaden oder neu entstandener Schaden?

Ein besonders schwieriger Fall liegt vor, wenn bereits vor einem Ereignis ein Verschleiß oder eine Vorschädigung vorhanden war.

Die zentrale Frage lautet dann:

War das Lager bereits vor dem beanstandeten Ereignis geschädig

Hinweise können beispielsweise sein:

fortgeschrittene Verschleißspuren
polierte bzw. veränderte Lageroberflächen
Materialermüdung
länger andauernde Reibspuren
ältere Ablagerungen
unterschiedliche Schadensstadien an mehreren Lager

Die Bewertung solcher Merkmale erfordert Erfahrung in der Schadensanalyse.

25. Ursache, Primärschaden und Folgeschaden

Bei einem vollständigen Motorausfall können zahlreiche Bauteile beschädigt sein.

Ein möglicher Ablauf ist:

Öldruckmangel

↓

Pleuellagerschaden

↓

Kurbelwellenschaden

↓

Pleuelabriss

↓

Beschädigung des Motorblocks

↓

Austritt von Motoröl

Der Motorblock ist am Ende möglicherweise am stärksten sichtbar beschädigt.

Er ist deshalb aber nicht zwangsläufig die ursprüngliche Schadensursache.

Für die sachverständige Beurteilung ist die Rekonstruktion der Reihenfolge entscheidend.

26. Was sollte ein Sachverständigengutachten beantworten?

Bei einem Pleuellagerschaden sollten – abhängig von der konkreten Fragestellung – unter anderem folgende Punkte untersucht werden

Welcher Schaden liegt vor?
Welche Lager sind betroffen?
Wie sieht das Schadensbild aus?
Welche Bauteile weisen Folgeschäden auf?
Welcher Schaden ist als Primärschaden anzusehen?
Welche Schadensmechanismen kommen infrage?
War die Schmierung ausreichend?
Gab es Ölmangel oder Öldruckmangel?
War das verwendete Öl geeignet?
War die Ölpumpe funktionsfähig?
War die Ölversorgung frei?
War die Lagergeometrie korrekt?
Gab es Montagefehler?
War die Kurbelwelle technisch einwandfrei?
Gibt es Hinweise auf eine Überlastung?
Bestand bereits ein Vorschaden?
Welche Alternativursachen kommen infrage?
Lässt sich die Schadensursache technisch nachvollziehbar bestimmen?

27. Das Schadensbild als „technischer Fingerabdruck“

Ein Pleuellagerschaden hinterlässt häufig charakteristische Spuren.

Diese Spuren können Hinweise darauf geben,

wie der Schaden entstanden ist,
wo er begonnen hat,
wie schnell er sich entwickelt hat,
welche Bauteile zuerst betroffen waren und
welche Folgeschäden anschließend entstanden sind.

Das Schadensbild ist deshalb ein wesentlicher Bestandteil der technischen Ursachenanalyse.

Es darf jedoch niemals isoliert betrachtet werden.

Erst die Kombination aus

Schadensbild + Bauteilzustand + Ölversorgung + Vorgeschichte + Betriebsbedingungen + Reparaturhistorie

ermöglicht eine belastbare Bewertung.

28. Warum eine pauschale Diagnose problematisch ist

Aussagen wie

„Pleuellagerschaden = Ölmangel“

oder

„Pleuellagerschaden = falsches Öl“

sind technisch zu pauschal.

Ein ähnliches Schadensbild kann durch unterschiedliche Ursachen entstehen.

Umgekehrt kann dieselbe Ursache bei unterschiedlichen Motoren zu unterschiedlichen Schadensbildern führen.

Die sachverständige Arbeit besteht deshalb darin, die möglichen Ursachen systematisch zu prüfen und anhand der Befunde einzugrenzen.

Fazit

Ein Pleuellagerschaden ist nicht lediglich ein „kaputtes Lager“.

Er ist das Ergebnis eines technischen Schadensprozesses, dessen Ursache häufig erst durch eine detaillierte Untersuchung festgestellt werden kann. Mögliche Ursachen reichen von Ölmangel und Öldruckmangel über Probleme der Ölversorgung, falsches Motoröl, Verschleiß und Überlastung bis hin zu Montagefehlern, falschen Lagermaßen oder Vorschäden.

Für die sachverständige Bewertung ist deshalb insbesondere die Unterscheidung zwischen

Ursache → Primärschaden → Folgeschaden

entscheidend.

Die zentrale Frage lautet nicht nur:

„Was ist am Motor kaputt?“

sondern:

„Welches Bauteil hat zuerst versagt, welcher Schadensmechanismus hat dazu geführt und wodurch wurde dieser ausgelöst?“

Erst die Beantwortung dieser Fragen ermöglicht eine nachvollziehbare technische Bewertung eines Pleuellagerschadens.

Sachverständige Untersuchung von Pleuellagerschäden

Bei einem schweren Motorschaden sollte die technische Untersuchung möglichst frühzeitig erfolgen – insbesondere dann, wenn die Ursache zwischen Fahrzeughalter, Werkstatt, Händler, Hersteller oder Versicherung streitig ist.

Eine möglichst vollständige Dokumentation des Motors vor der Zerlegung kann entscheidend dazu beitragen, die spätere Ursachenbewertung nachvollziehbar und beweissicher durchzuführen.