Die Steuerkette ist ein zentrales Bauteil eines Verbrennungsmotors. Die Rollenkette war schon ab 1910 ein Standardbauteil im Motor. Seit Beginn der 70er Jahre ist allerdings der Zahnriemen weiter verbreitet. Dennoch haben beide dieselbe Aufgabe – nämlich das Bewegen der Ventile. Man kann sogar behaupten, die Steuerkette und somit auch der Zahnriemen sind die Taktgeber im Motor. Aber hier geht es nicht um Musik, sondern um die Kette, die Kurbelwelle und Nockenwelle miteinander verbindet.
Im Wesentlichen ähnelt der Aufbau der Steuerkette einer herkömmlichen Fahrradkette. Allerdings ist sie deutlich robuster, da sie im Motor schließlich ganz anderen Kräften gewachsen sein muss. Die Kette besteht aus mehreren Gliedern, die aus hochfestem Metall gefertigt sind. In gängigen Straßenautos hat sie entweder eine Gliederreihe (Simplexkette) oder zwei nebeneinander liegende Gliederreihen (Duplexkette). Im Motorsport finden auch manchmal Steuerketten mit drei Reihen Verwendung, hier spricht man dann von einer Triplexkette.
An Kurbel- und Nockenwelle sind Zahnräder angebracht, auf denen die Kette läuft. Diese Zahnräder greifen in die Glieder der Steuerkette und sorgen so dafür, dass die Drehbewegung der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird.
Der Kettenspanner sorgt dafür, dass die Steuerkette immer die richtige Spannung hat. Eine zu lose Kette könnte überspringen, während eine zu straffe Kette sich dehnen könnte und unnötige Belastung auf die Lagerungen ausübt. Gleitschienen leiten die Steuerkette und halten sie in Position. Sie verhindern außerdem, dass die Kette direkt mit den Metallteilen des Motors in Kontakt kommt und so unnötigen Verschleiß verursacht.
Die Steuerkette benötigt Öl, um geschmiert zu werden, da sie in einem stark beanspruchten, heißen Bereich des Motors arbeitet. Dieses Öl reduziert die Reibung zwischen den Kettenelementen und trägt dazu bei, die Lebensdauer der Steuerkette zu verlängern.
So funktioniert ein Motor mit Steuerkette
- Kurbelwelle und Nockenwelle: Die Kurbelwelle wird durch die Verbrennung von Kraftstoff in den Zylindern in Drehbewegung versetzt. Diese Drehbewegung muss auf die Nockenwelle übertragen werden, damit sie die Ventile korrekt steuert.
- Übertragung der Bewegung: Die Steuerkette verbindet die Kurbelwelle mit der Nockenwelle. Während die Kurbelwelle sich dreht, zieht die Steuerkette die Nockenwelle in einem bestimmten Timing mit.
- Synchronisation der Ventile: Die präzise Steuerung der Nockenwelle ermöglicht es den Ventilen, im richtigen Moment zu öffnen und zu schließen, um maximale Leistung und Effizienz des Motors zu gewährleisten. Wenn die Steuerkette ausfällt oder nicht richtig funktioniert, kann der Motor schwer oder gar nicht mehr laufen.
Vorteile der Steuerkette
Die Steuerkette ist vorrangig im Vergleich zum Zahnriemen besonders langlebig. Je nach Ausführung kann sie sogar über die gesamte Lebensdauer eines Motors genutzt werden, ohne sie einmal zu tauschen. Einfachere Simplex-Ketten sind dabei weniger langlebig und unterliegen oft wie ein Zahnriemen bestimmten Wechsel-Intervallen.
Außerdem sind Ketten aus Metall deutlich temperaturbeständiger und reagieren weniger empfindlich gegenüber Chemikalien, wie es etwa der Zahnriemen im Ölbad tut. Zusätzlich verschleißt die Steuerkette nicht so schnell und, wie oben bereits angedeutet, hält sie stärkeren Kräften stand.
Nachteile der Steuerkette
Doch wie so oft ist nicht alles Gold, was glänzt, und selbst bei der Steuerkette muss man gewisse Abstriche machen. Zum Beispiel, wenn es um die Lautstärke geht. Die Geräuschentwicklung kann nämlich höher sein als beim Zahnriemen. Außerdem benötigt die komplexe Konstruktion mehr Platz im Motorraum. Zudem muss die Kette zwar unter Umständen nicht regelmäßig getauscht werden, ihre Herstellung und die Reparatur bei Schäden sind dafür noch kostenintensiver als beim Zahnriemen.
Diese Probleme können auftreten
Wie viele andere Bauteile im Motor kann es auch bei der Steuerkette zum Verschleiß kommen, der einige Probleme mit sich bringt. Zum Beispiel kann sich die Kette dehnen. Das Material nutzt sich mit der Zeit ab und dadurch kann es zu Dehnungen kommen. Das kann dann zu einer ungenauen Ventilsteuerung führen. Hierbei verschiebt sich die Steuerzeit, das bedeutet, die Ventile öffnen und schließen nicht mehr im korrekten Moment. Der Motor gerät aus dem Takt. Zum anderen kann die Kette überspringen.
Wenn das passiert, droht ein sogenannter Ventilschlag. Normalerweise sind die Ventile geschlossen, wenn sich der Kolben im Bereich des oberen Totpunkts befindet. Durch die verschobene Steuerzeit öffnen sich Ventile zu früh oder schließen zu spät. Dann trifft der Kolben das offene Ventil. Dieses kann sich dadurch verbiegen oder brechen, was wiederum zu einem heftigen Motorschaden führen kann.
Außerdem verschleißen die Kettenspanner. Das wiederum kann zu Leistungsverlust und verstärkten Geräuschen führen. Auch die Gleitschienen können Beschädigungen aufweisen. Verschlissene oder gebrochene Gleitschienen können die Kette nicht mehr korrekt führen, was zu weiteren Schäden führt.
Bekannte Rückrufe bei Problemen mit der Steuerkette
Grundlegend scheint die Steuerkette also ein sehr robustes und langlebiges Bauteil zu sein. Und trotzdem treten Probleme manchmal so flächendeckend auf, dass die Hersteller einige Motoren wieder zurück in die Werkstatt ordern. Eine der wohl bekanntesten Rückrufaktionen betraf den VW-TSI-Motor EA111. Insbesondere bei den 1,2- und 1,4-Liter-Versionen kam es häufig zu Schwierigkeiten mit der Steuerkette. Durch Materialermüdung längte sie sich oder sprang gleich ganz über. Das äußerte sich durch ein deutlich hörbares Rasseln beim Kaltstart. Außerdem erbrachten die Motoren nicht mehr die volle Leistung.
VW reagierte damals mit einer Kulanzregelung, bei der – unter bestimmten Voraussetzungen – bis zu 100 Prozent der Reparaturkosten übernommen wurden, auch wenn das Fahrzeug schon eine gewisse Laufleistung hatte. Diese Kulanzregelung war zunächst großzügig, VW schränkte sie später ein, sodass viele Fahrzeuge mit höherem Kilometerstand oder Alter von der Kostenübernahme ausgeschlossen wurden. Dies führte dazu, dass viele betroffene Besitzer auf den Reparaturkosten sitzen blieben, obwohl das Problem bekannt und weitverbreitet war. Die Reparatur ist aufwendig und kostspielig, da der Motor für den Austausch der Steuerkette häufig teilweise zerlegt werden muss.
Bei BMW waren die Symptome ähnlich: ein rasselndes Geräusch beim Motorstart, Leistungsverlust und das Aufleuchten der Motorkontrollleuchte. Ebenfalls verursacht von einer zu langen oder abgesprungenen Kette. Hier waren der N20 (Benziner), N43 (Benziner) und N47 (Diesel) betroffen. BMW hat auf die Problematik mit Rückrufaktionen und Kulanzregelungen reagiert, die allerdings oft nur für Fahrzeuge mit vergleichsweise geringer Laufleistung oder innerhalb enger Fristen nach Erstzulassung gelten. Viele Kunden mit älteren oder stärker gefahrenen Fahrzeugen erhielten keine Kulanz, obwohl die Motoren bauartbedingt zum Schaden neigen. Auch der Z22SE-Motor, der in vielen gängigen Opel-Modellen eingebaut ist, neigt zu Schwierigkeiten mit der Steuerkette.
