Was sind die häufigsten Ursachen für vorzeitigen Verschleiß oder Bruch von Zahnriemen?

Der Kfz-Zahnriemen ist eine kritische Komponente des Ventiltriebs des Motors. Sein unerwarteter Ausfall führt oft zu katastrophalen Motorschäden. Vorzeitiger Verschleiß oder Bruch des Zahnriemens ist kein Zufall, sondern das Ergebnis einer Kombination aus spezifischen technischen Problemen, Installationsfehlern oder Umweltfaktoren.

Technische Fehler bei Installation und Spannung

Installationsfehler sind die Hauptursache für vorzeitigen Ausfall neuer oder relativ neuer Riemen.

1. Falsche Spannung:

Der life of a timing belt is extremely sensitive to its tension.

Überspannung: Der Zugstrang im Riemen wird dauerhaft und übermäßig belastet. Dies beschleunigt die Ermüdung des Kords und kann zu einer Verringerung der Riemenbreite und erhöhtem Kantenverschleiß führen. Gleichzeitig kann eine Überspannung übermäßige radiale Belastungen auf die Lager der Spann- und Umlenkrolle ausüben, was zu einem vorzeitigen Lagerausfall führen kann.

Unterspannung: Dies kann dazu führen, dass der Riemen während des Betriebs durchhängt, insbesondere bei plötzlichen Änderungen der Motordrehzahl, was dazu führen kann, dass der Riemen peitscht oder vibriert. Ein lockerer Riemen kann leicht dazu führen, dass Zähne ausspringen, und in schweren Fällen können sich die Zähne des Riemens von der Riemenscheibe lösen, was zu einem Verlust der Synchronisation führt.

2. Unsachgemäße Handhabung:

Eine unsachgemäße Handhabung des Riemens während der Installation kann zu inneren Schäden führen.

Crimpen/Knicken: Gewaltsames Biegen oder Verdrehen des Riemens, insbesondere während der Handhabung oder Installation auf einer Riemenscheibe, kann zu einer dauerhaften Verformung des Spannstrangs führen und Spannungskonzentrationspunkte erzeugen. Diese versteckten Mängel können sich im Motorbetrieb schnell zu Rissen und Brüchen entwickeln.

Beschädigung durch Hebelwirkung: Wenn Sie den Riemen mit einem Schraubenzieher oder einem Brecheisen in die Riemenscheibe drücken, können die Zähne oder Kanten des Riemens direkt beschädigt werden, was möglicherweise zum Abscheren der Zähne führen kann.

Kontamination und chemischer Angriff

Zahnriemen bestehen typischerweise aus synthetischem Gummi oder Hochleistungspolymeren, die nur begrenzt beständig gegen Chemikalien, insbesondere Öl, sind.

1. Öl- und Flüssigkeitsverunreinigung:

Motorölleckage: Dies wird häufig durch Alterung und Versagen der Kurbelwellen- oder Nockenwellenöldichtung verursacht. Motoröl kann in die Gummimischung des Riemens eindringen und zu Schwellung, Erweichung und Festigkeitsverlust führen. Erweichte Riemenzähne sind anfällig für Verformung und Abblättern, was den Verschleiß beschleunigt.

Kühlmittelleck: Kühlmittel, insbesondere Frostschutzmittel mit Ethylenglykol, korrodiert das Riemenmaterial und beschleunigt die Riemenalterung und Rissbildung. Häufige Leckquellen sind Dichtungsfehler in der vom Zahnriemen angetriebenen Wasserpumpe.

2. Externer Schmutz:

Straßenschmutz, Sand oder andere Fremdkörper von außen können durch eine beschädigte oder unsachgemäß installierte Steuergehäuseabdeckung eindringen und sich zwischen den Riemenzähnen und den Riemenscheibenrillen festsetzen, was zu Abrieb und konzentrierter Beanspruchung führt und letztendlich zum Abscheren der Riemenzähne führt.

Kettenreaktion zugehöriger Komponentenausfälle

Der reliability of the timing belt system depends on the coordinated operation of all components. Failure of any auxiliary component can immediately compromise the belt.

1. Ausfall der Spann- oder Umlenkrolle:

Festfressen des Lagers: Ein Mangel an Fett oder eine Beschädigung der Dichtung im Lager kann zum Festfressen des Lagers führen. Dies führt dazu, dass der Riemen auf der Oberfläche der Riemenscheibe gleitet statt zu rollen, wodurch erhebliche Reibungswärme entsteht, die den Riemen schnell verbrennen, verschleißen oder sogar zum Bruch führen kann.

Dämpfungsverlust: Ein Ausfall des hydraulischen oder mechanischen Dämpfungsmechanismus im automatischen Spanner verhindert, dass der Spanner vorübergehende Motorvibrationen und Laständerungen effektiv absorbiert, was zu starken Riemenspannungsschwankungen und beschleunigter Ermüdung führt.

2. Fehlausrichtung der Riemenscheibe:

Wenn die axiale Ausrichtung einer Kurbelwelle, einer Nockenwelle oder einer Spannrolle falsch ausgerichtet ist, reibt der Riemen während des Betriebs ständig an der Riemenscheibenkante oder dem Steuerdeckel, was zu Kantenverschleiß und ausgefransten Riemenkanten führt und letztendlich die Riemenbreite und -festigkeit verringert.

3. Ausfall der Wasserpumpe:

Bei Wasserpumpen, die von einem Zahnriemen angetrieben werden, kann ein Ausfall des Wellenlagers oder ein Festfressen des Laufrads einen erheblichen Widerstand erzeugen, der dazu führt, dass der Riemen sofort Drehmomentbelastungen ausgesetzt wird, die weit über seine Auslegungskapazität hinausgehen, was zu einem Bruch der Riemenspannung führt.

Materialabbau und Hitzealterung

Selbst ohne offensichtliche mechanische Ausfälle oder Verunreinigungen hat das Bandmaterial selbst eine begrenzte Lebensdauer.

Ozonrisse: Während des Betriebs reagiert das Gummimaterial mit Ozon in der Luft, insbesondere in Bereichen, in denen der Riemen Spannungen und Biegungen ausgesetzt ist, wodurch feine Risse (Haarrisse) auf der Oberfläche entstehen. Diese Risse werden mit der Zeit tiefer und größer.

Derrmal Degradation: The constant high temperatures in the engine compartment, even at normal operating temperatures, can accelerate the chemical aging of the belt polymer, causing the belt to become hard and brittle, and degrading the elastomer properties. This hardening can make the belt more susceptible to breaking when subjected to shock loads.