Motorschmierung und Ölkreislauf: Wie funktioniert das mit der guten Schmierung?

Das Öl ist das Lebenselixier des Motors. Es kühlt, schmiert, nimmt Schwebstoffe und Abrieb auf und dient nicht zuletzt auch als Hydraulikmittel, z. B. für Hydrostößel. Je nach Bauart des Motors muss es dazu die passende Qualität haben und an die richtige Stelle transportiert sowie ausreichend gekühlt und gefiltert werden. Ohne eine ausreichende Schmierung käme es sofort zu enormen Schäden, die zwangsläufig hohe Kosten nach sich ziehen. Der Ölkreislauf ist je nach Bauart aber komplex und liegt im Motorinneren versteckt. Unser Schraubertipp bringt Licht ins Dunkel.

Motorschmierung bei Zweitaktmotoren

Zweitakt-Motoren waren vor allem deshalb lange Zeit erfolgreich, weil sie einfach aufgebaut und daher günstig zu produzieren und zu reparieren waren. Bei ihnen erfolgt die Motorschmierung in der Regel durch eine permanente Zugabe des Öls, das beim Verbrennungsprozess mitverbrannt wird. In der einfachsten Version geschieht dies durch Beimengung des Öls ins Benzin. Eine Getrenntschmierung, wie sie zum Beispiel von Yamaha bei den RD-Modellen verwendet wurde, erfordert dagegen einen separaten Öltank und eine Pumpe, die meist abhängig von der Drehzahl für die konstante Ölzufuhr im Motor sorgt. Egal, welches System verwendet wird: Das Öl verursacht eine mehr oder weniger intensive Rauchwolke, die Zweitaktfahne. Kein Wunder also, dass ständig wachsende Umweltstandards zum Aus des großvolumigen Zweitakt-Motors führten. Ein weiterer Nachteil des Zweitakters ist die im Vergleich zum Viertakter deutlich eingeschränkte Lebensdauer dieser Motoren. Da es sich im Prinzip um eine sehr grenzwertige Mangelschmierung oder –technisch besser gesagt – Minimalschmierung handelt, erreichen Zweitaktmotoren wesentlich schneller ihre Verschleißgrenze.

Nasssumpfschmierung beim Viertaktmotor

Beim heute überwiegend im Motorradbau verwendeten Viertaktmotor gibt es zwei verschiedene Bauarten. Bei einer Nasssumpfschmierung befindet sich das Motoröl in einer Ölwanne, die unterhalb der Kurbelwelle liegt. Von dort wird es mithilfe einer Pumpe sowie per Spritzölschmierung an die wichtigen Stellen im Motor gebracht und tropft dann wieder zurück in die Ölwanne. Ein Vorteil der Nasssumpfschmierung ist ihr relativ simpler Aufbau und die Tatsache, dass man mit einer Ölpumpe zurechtkommt. Nachteilig sind die vergleichsweise geringe Ölmenge, die auch Auswirkungen auf die Kühlung des Motors hat, und die größere Bauhöhe, die der voluminöseren Ölwanne geschuldet ist.

Trockensumpfschmierung beim Viertaktmotor

Bei der seltener verwendeten Trockensumpfschmierung befindet sich das Öl in einem separaten, vom Motor getrennten Ölbehälter. Bei vielen Modellen (Yamaha SR 500, BMW F 650) ist er platzsparend in den Rahmenrohren, bei Buell sogar in der Schwinge, bei anderen Maschinen manchmal auch in einem externen Blechtank (Harley-Davidson) untergebracht. Eine Druckpumpe befördert das Öl über entsprechende Leitungen und Bohrungen zu den Schmierstellen im Motor. Eine weitere sogenannte Trockensumpf-Rückförderpumpe saugt das Öl aus dem Ölsumpf im Motor ab und pumpt es zurück in den Ölbehälter. Da es keine Ölwanne gibt, verringert sich die Einbauhöhe, was sich bei großen Motoren positiv auf die Bodenfreiheit und die Schwerpunktlage der Maschine auswirkt.

Dank der höheren Ölmenge und des externen Tanks ist zudem Ölkühlung besser. Der zusätzliche technische Aufwand führt allerdings zu einer größeren Störungsanfälligkeit, und auch die Ölstandskontrolle ist meist komplizierter und zeitaufwendiger. Bei beiden Bauarten verhindert ein ausgeklügeltes System von Dichtungen nicht nur den Austritt von Öl nach außen, sondern vor allem den Eintritt größerer Mengen überschüssigen Öls in den Brennraum, sodass die Verbrennung deutlich sauberer als beim Zweitakter ist.

Ölpumpe ist zentrales Element

Das zentrale Element für die Ölversorgung eines Viertakters ist die Ölpumpe. Sie gibt es entweder als Zahnrad- oder Eaton-Pumpe, und sie wird entweder direkt von der Kurbelwelle oder über eine Kette angetrieben. Schäden an der Ölpumpe sind glücklicherweise relativ selten und kündigen sich meist durch einen Abfall des Öldrucks an. Die meist durch einen Grobfilter vor Beschädigungen geschützte Pumpe drückt das Öl durch einen hochwertigen Ölfilter und transportiert es zu den wichtigsten Stellen wie Kurbelwellen- und Nockenwellenlagern. Dazu können sowohl Kanäle im Motor als auch außenliegende Ölsteigleitungen verwendet werden.

amit die Ölpumpe ihre Arbeit korrekt verrichten kann, darf der Ölstand im Motor keinesfalls zu niedrig sein. Besonders bei hohen Drehzahlen steigt der Ölbedarf nämlich stark an, weil das im Motor und Getrieberaum verteilte Öl nur langsam wieder zurück in die Ölwanne läuft. Im schlimmsten Fall ist der Ölstand dann so niedrig, dass die Pumpe Luft statt Öl ansaugt. Dadurch kollabiert das Schmiersystem, und es kommt zu teuren Schäden an Kurbelwellen- und Pleuellagern. Optisch wird dieses Problem durch ein Aufflackern der roten Öldrucklampe signalisiert. Ein sofortiges Abstellen des Motors kann mit viel Glück dann gerade noch einen dauerhaften Schaden verhindern.

Interessanterweise kann aber auch ein zu hoher Druck die Gleitlager beschädigen, denn in diesem Fall zerstört ein zu kräftiger Ölstrahl die empfindlichen Oberflächen der Lager. Aus diesem Grund verfügt das System auch über ein Überdruckventil, das bei korrekter Funktion rechtzeitig öffnet, um Schäden zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund erscheint ein Anzeigegerät für den Öldruck, wie es früher bei Sportmotoren Standard war, durchaus sinnvoll. Der durch die Pumpe erzeugte Öldruck wird aber gelegentlich noch anderweitig eingesetzt. Sowohl bei Motoren mit hydraulischen Kettenspannern als auch bei solchen mit Hydrostößeln wird mit Öldruck-Hilfe das optimale Spiel unabhängig von der Motortemperatur sichergestellt. Das ist nicht nur in Bezug auf die Wartungsfreundlichkeit ein Gewinn, sondern auch technisch besser, da die Veränderungen zwischen kaltem und warmem Motorzustand gut ausgeglichen werden können.

Kontrolle des Ölstands

Nach so viel Theorie ist es höchste Zeit, sich der Praxis zuzuwenden. Schon die einfache Kontrolle des Ölstands kann durchaus anspruchsvoll sein, denn die Vorgehensweisen können sehr unterschiedlich ausfallen. Bei Motorrädern mit Peilstab wird je nach Modell mit eingeschraubtem oder nur aufgelegtem Peilstab gemessen. Bei Motoren mit Ölschauglas erfolgt die Messung mal aufgebockt, mal auf dem Seitenständer stehend. Es empfiehlt sich daher, sich vorab genau zu informieren. Da das Öl sich natürlich bei Erwärmung ausdehnt, sollte bei ganz kaltem Motor niemals auf Maximum aufgefüllt werden.

Bei vielen Maschinen (vor allem denen mit Trockensumpfschmierung) ist außerdem angegeben, wie lange man nach dem Abstellen des Motors mit der Messung warten muss, um ein wirklich aussagekräftiges Ergebnis zu erreichen. Zu viel eingefülltes Öl wird meist über die Kurbelgehäuseentlüftung des Motors in den Luftfilter gedrückt. Diese Entlüftung hat eigentlich die Aufgabe, Öldämpfe, die bei heißem Motor entstehen, aus Umweltschutzgründen in einen Teil des Ansaugtrakts zu führen, damit Ölnebel oder Öldämpfe dann vom Motor mit angesaugt und verbrannt werden. Ein im Luftfilterkasten eingebauter Ölabscheider sorgt dafür, dass der Luftfilter eigentlich nicht verölen kann. Ist der Ölstand aber zu hoch, kann er diese Aufgabe nicht mehr erfüllen.

Ölwechsel am Motorrad

Ein Ölwechsel gehört meist zu den einfachsten Wartungsarbeiten, die am Motorrad durchgeführt werden können. In Bezug auf Qualität und Viskosität sollten Motoröle immer den Vorgaben des Motorherstellers entsprechen. Die passende API- bzw. JASO-Kennzeichnung (für Motorräder mit Ölbadkupplung), findet man in der Betriebsanleitung der Maschine. Auch in den modellspezifischen Internet-Foren gibt es dazu viele Tipps. Sinnvoll ist ein Ölwechsel eigentlich nur, wenn er bei warmem Motor (ca. 80 Grad Öltemperatur) durchgeführt wird, damit auch alle Ablagerungen und Schwebstoffe entfernt werden können. Besondere Vorsicht ist nur beim Ausdrehen (Verbrühungsgefahr durch heißes Öl!) sowie beim Festziehen der Ablassschraube geboten. Und bitte die Drehmomentvorgabe beachten, damit das empfindliche Gewinde im Motorblock nicht beschädigt wird.

Bei Motoren mit Trockensumpfschmierung gibt es oft zwei Ablassschrauben, und der Wechsel ist gelegentlich etwas komplizierter. Im Rahmen eines Ölwechsels lassen sich auch Rückschlüsse auf eventuelle Schäden im Motorbereich ziehen. Zu diesem Zweck ist es sinnvoll, das Öl nach dem Ablassen genau zu kontrollieren. Eventuelle Schäden im Motor kündigen sich meist durch deutlich sichtbare Partikel im Öl beziehungsweise im Ölfilter an und lassen häufig sogar Rückschlüsse auf die beschädigten Komponenten zu. Spuren von Messing weisen meist auf Schäden an Getriebelagern, feine graue Ablagerungen auf Gleitlagerprobleme und kleine, spitze Metallreste auf Defekte an Zahnrädern oder Schaltklauen hin. Einzelne kleinere Abriebpartikel sind dabei unproblematisch. Finden sich größere Mengen an Abrieb, ist eine genaue Ursachenforschung aber unumgänglich.

Ölfilter erneuern

Bei den Ölfiltern, die man bei jedem Wechsel erneuern sollte, werden heute überwiegend praktische Patronenfilter verwendet. Sie lassen sich meist ganz einfach mithilfe eines Ölfilterschlüssels abschrauben und erneuern. Ältere Maschinen verwenden dagegen häufig noch einen Ölfiltereinsatz, der in der Regel hinter einer Abdeckung sitzt. Die Zugänglichkeit zu den Befestigungsschrauben ist manchmal durch Auspuffkrümmer oder Sturzbügel etwas eingeschränkt. Nach dem Entfernen der Abdeckkappe kann man den Filter entnehmen. Je nach Konstruktion (bei älteren BMW-Boxern besteht er z. B. aus zwei miteinander verbundenen Einzelfiltern) ist es wichtig, sich die Reihenfolge und Position der verschiedenen Dichtungen etc. sowie die Einbaurichtung des Filters zu merken, damit der Zusammenbau korrekt erfolgen kann. Beim Kauf eines neuen Ölfilters sollte man auf eine gute Qualität achten, Marken-Ölfilter wie Champion oder K&N sind oft nur wenig teurer als billige No-Name-Produkte.

Ölkühler kontrollieren

Bei Viertaktmotoren spielt das Motoröl auch bei der Kühlung eine wichtige Rolle, indem es einen Teil der bei der Verbrennung entstehenden Wärme aufnimmt, und zu kühleren Bereichen wie z. B. der fahrtwindgekühlten Ölwanne transportiert. Die in den letzten Jahrzehnten ständig steigende Motorleistung führte bei luftgekühlten Motoren zunehmend zum Einsatz von Ölkühlern, bei denen die aufgenommene Wärme, ähnlich wie bei der Wasserkühlung, von einem Kühler an die Umgebungsluft abgegeben wird. Ein Ölkühler ist im Prinzip wartungsfrei, sollte aber trotzdem gelegentlich auf Undichtigkeiten sowie Verschmutzung und Beschädigung der Lamellen kontrolliert werden. Bei einigen Modellen muss der Kühler nach einem Ölwechsel gesondert entlüftet werden.

Keinesfalls darf das Öl während des Betriebs zu heiß werden. Ein Problem, das vor allem ältere luftgekühlte Sportmotorräder im Stadtverkehr/Stau haben können. In diesem Falle würden sich Blasen im Öl bilden und die Ölpumpe, wie bei zu niedrigem Ölstand, dann kurzzeitig Luft statt Öl ansaugen. Der dadurch abfallende Öldruck führt zu einem Flackern der Öldrucklampe. Nur ein sofortiges Abstellen des Motors kann dann Schlimmeres verhindern. Das perfekte Instrument zur Kontrolle der Öltemperatur ist ein Ölthermometer. In der elektrischen Version lässt es sich relativ einfach als Zusatzinstrument an den Lenker montieren, während der Geber in der Ölwanne sitzt. Bei Maschinen mit Ölpeilstab kann man diesen sehr leicht durch einen Peilstab mit integriertem Thermometer ersetzen.

Dichtungen und Dichtungsprobleme

Ein besonderes Kapitel sind die zahlreichen Dichtungen, die verhindern sollen, dass das Öl an Stellen gelangt, wo es Probleme bereiten kann. Leichte Undichtigkeiten im Motorbereich sind eher optisch unschön als technisch relevant. Manchmal lassen sie sich kurzzeitig durch Verkleben mit Dichtmasse (z. B. Dirko oder Curil) beheben. Sie treten vor allem bei älteren Maschinen auf. Sofern es sich um Probleme an den Motorseitendeckeln (Kupplung oder Lichtmaschine etc.) handelt, beseitigt der Einbau einer neuen Papierdichtung das Problem. Klassisch ist auch ein leichter Ölnebel/Ölaustritt im Bereich der Ventildeckeldichtungen. Hier verwendet man oft robuste Dauerdichtungen aus Gummi, die aber mit der Zeit aushärten und deshalb gewechselt werden müssen. Bei Wellendichtringen ("Simmerringen") sorgt das Öl interessanterweise sogar für eine Reduzierung der Reibung zwischen Welle und Dichtlippe. Sie machen relativ wenig Probleme. Bei Motoren mit Trockenkupplung (BMW, Moto Guzzi), kann ein undichter Simmerring allerdings hohe Kosten verursachen.

Nicht selten kommt es auch zu Dichtungsproblemen im Bereich der Ölsteigleitungen. Selbst bei relativ geringen Undichtigkeiten tritt wegen des hohen Drucks dann an dieser Stelle kontinuierlich Öl aus. Bei außenliegenden Leitungen lassen sich die üblicherweise verwendeten O-Ringe nach dem Abschrauben der Steigleitungen leicht ersetzen. Bei vielen japanischen Motorrädern der 1980er-Jahre befinden sie sich aber im Zylinderblock. An der Dichtstelle zum Motorgehäuse und vor allem zum Zylinderkopf sitzen O-Ringe, die als Ersatzteil nur ein paar Euro kosten, für deren Tausch aber eine Demontage von Zylinderkopf und Zylinderblock unvermeidbar ist.

Besonders aufwendig und teuer wird es auch, wenn es zu Undichtigkeiten im Bereich des Brennraums kommt. Handlungsbedarf besteht insbesondere bei bläulichem Qualm aus dem Auspuff, der signalisiert, dass Öl (ähnlich wie bei einem Zweitaktmotor) verbrannt wird. Das liegt entweder an den Ventilschaftdichtungen oder verschlissenen Kolben- bzw. Ölabstreifringen. In beiden Fällen ist eine aufwendige Motorreparatur unvermeidlich.

Ventilschaftdichtungen wechseln

Die Ventilschaftdichtungen sind ein konstruktiver Schwachpunkt des Zylinderkopfs. Diese kleinen Gummikäppchen mit einem Federring sitzen direkt auf der Ventilführung und verhindern den Eintritt von Öl in den Brennraum. Trotz einer enormen thermischen und mechanischen Belastung ist die Haltbarkeit dieser Gummidichtungen bemerkenswert. Im Laufe der Jahre und mit steigender Kilometerleistung können sie ihre Aufgabe wegen Aushärtung aber nicht mehr zufriedenstellend erfüllen und müssen gewechselt werden. Zwar kosten die Dichtungen meist nur zwei bis drei Euro pro Stück, aber der Arbeitsaufwand ist beträchtlich. Es muss in jedem Fall der Zylinderkopf demontiert werden.

Anschließend kann man die Ventile mithilfe einer Ventilfeder-Zange ausbauen und die Käppchen wechseln. Bei dieser Gelegenheit werden dann auch gleich Ventilführungen und Ventilsitze, falls nötig, überholt. Das ist aber nur etwas für versierte Schrauber, die neben ausreichender Erfahrung auch über die entsprechenden Spezialwerkzeuge verfügen. Alternativ kann man den Kopf demontieren und bei einer Motoreninstandsetzung überholen lassen. Ähnlich aufwendig ist auch das Wechseln von verschlissenen Kolben- und Ölabstreifringen. In diesem Fall muss der Motor in der Regel ausgebaut und der Zylinderblock demontiert werden.

Motor prüfen per Öl-Analyse

Relativ neu ist die Möglichkeit, einen Motor mithilfe einer Öl-Analyse auf seinen Zustand prüfen zu lassen. Eine ganze Reihe von Unternehmen bietet mittlerweile spezielle Testkits an. Damit lässt sich eine Probe des Motoröls entnehmen, die man zur Analyse ins Labor schickt. Nach der Untersuchung bekommt man einen ausführlichen Bericht, dem man präzise Angaben u. a. zum Motorverschleiß (Zylinder, Lager etc.) entnehmen kann, aber auch zu Rückständen im Öl, die auf weitere Defekte hindeuten. So lassen sich ggf. teure Folgeschäden vermeiden. Kostet um 60 Euro und kann besonders bei hochwertigen Young-/Oldtimern im Vorfeld eines Gebrauchtkaufs interessant sein.