Die moderne MLS-Zylinderkopfdichtungstechnologie ist um Lichtjahre besser als die alten Papier- und Verbundstoffdichtungen. Allerdings sind der richtige Einbau und die richtige Vorbereitung der Schlüssel, um sie bombensicher zu machen! Hier sind einige Tipps, Mythen und allgemeine beste Praktiken für Ihre nächste Kopfdichtung installieren.

Vergessen Sie Smartphones, hochauflösende Fernsehgeräte und sogar das Ding von Amazon, mit dem Sie eine Pizza bestellen können, indem Sie mit ihm sprechen. Das Beste an den neuesten Fortschritten in der Technologie ist, dass es jetzt einfacher denn je ist, große Leistung in Straßen- und Rennmotoren zu erzielen.

Heute haben PS-Freaks eine Vielzahl von Möglichkeiten, wenn es darum geht, Leistung zu erzeugen. Aber egal, ob wir über einen Kompressor, Turbolader, EFI oder sogar einen Old-School-Stroker-Kit sprechen – es läuft alles darauf hinaus, mehr Luft und Kraftstoff in die Verbrennungskammern zu pressen, um einen größeren Boom zu erzeugen.
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Natürlich wird der Motor umso mehr belastet, je mehr Leistung Sie erzeugen. Früher waren geplatzte Zylinderkopfdichtungen oft ein Problem, wenn man viel Leistung bringen wollte. Heutzutage muss das nicht mehr sein, aber man muss trotzdem die richtigen Vorsichtsmaßnahmen treffen. Es kommt darauf an, die richtigen Komponenten auszuwählen und sie richtig vorzubereiten. In diesem Artikel geben wir Ihnen einige Tipps, wie Sie die Gefahr einer geplatzten Zylinderkopfdichtung deutlich verringern können. Außerdem räumen wir mit einigen Mythen auf, die mehr schaden als nützen.

Verbundwerkstoff vs. MLS

MLS-Dichtungen sind nun schon seit einigen Jahren erhältlich und nicht mehr nur für teure, hochwertige Rennmotoren. MLS-Dichtungen (die Abkürzung steht für Multi-Layer Steel) sind dank ihrer Konstruktion eine Steigerung gegenüber den Standard-Verbundstoffdichtungen. Verbundwerkstoff-Dichtungen bestehen aus Stahlringen für jeden Zylinder, die von einem anderen Material umgeben sind. Hebt sich der Zylinderkopf auch nur ein wenig, können Verbrennungsgase am Stahlfeuerring vorbei entweichen und die Dichtung in dem kurzen Moment verbrennen, bevor der Kopf wieder an seinen Platz gezogen wird.
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MLS-Dichtungen sind aus drei oder mehr Stahllagen aufgebaut. Die äußeren Lagen sind um die Verbrennungsräume sowie um den Wassermantel und die Ölkanäle, die zwischen dem Block und den Zylinderköpfen verlaufen, eingeprägt. Wenn sich der Zylinderkopf anhebt, wirken die Prägungen wie Federn, um die ordnungsgemäße Abdichtung aufrechtzuerhalten und die Verbrennungsgase dort zu halten, wo sie hingehören.

MLS-Dichtungen eignen sich auch hervorragend zur Abdichtung zwischen unterschiedlichen Materialien. Heutzutage werden Aftermarket-Zylinderköpfe aus Aluminium immer beliebter, da die Preise für Qualitätsköpfe immer weiter sinken. Wenn Sie jedoch einen Motor mit einem Gusseisenblock und Aluminiumköpfen zum ersten Mal in Betrieb nehmen, nehmen die Köpfe die Wärme schneller auf als der Gusseisenblock und dehnen sich dadurch schneller aus. Eine MLS-Dichtung kann mit diesen unterschiedlichen Ausdehnungsraten besser umgehen als eine typische Verbunddichtung. Für den Fall, dass es zu einer Vorzündung oder Detonation kommt, ist die robustere MLS-Dichtung auch besser in der Lage, dem enormen Druckanstieg standzuhalten, den diese Ereignisse verursachen.

Glatt sein

Eine geplatzte Kopfdichtung wird fast immer – Sie haben es erraten – der Kopfdichtung angelastet. Aber wenn Sie nicht die richtige Grundlage geschaffen haben, indem Sie die Böden sowohl des Blocks als auch der Zylinderköpfe richtig bearbeitet haben, wird jede Kopfdichtung versagen. Sowohl die Böden des Motorblocks als auch die Zylinderköpfe sollten so bearbeitet werden, dass sie flach und parallel zur Mittellinie der Kurbelwelle liegen, und zwar mit einer Genauigkeit von einigen Tausendstel eines Zolls. Die Decks müssen außerdem eine extrem glatte Oberfläche haben. Die meisten modernen Werkstätten können dies mit Leichtigkeit bewerkstelligen, aber es ist wichtig, die MLS-Dichtung nicht auf einem entsteinten, abgenutzten oder grob bearbeiteten Deck zu installieren.

Das kann man mit Handwerkzeugen nicht erreichen, egal wie vorsichtig man ist. Es spielt keine Rolle, wie gut Sie als Motorenbauer sind, es sei denn, Sie versuchen, eine Schrottkiste vom Schrottplatz zu holen oder das Demolition-Derby-Auto durch eine weitere Nacht des Gemetzels zu bringen, dann ist es immer eine gute Idee, eine Maschinenwerkstatt zu beauftragen, die Decks sowohl für neue Motoren als auch für Umbauten zu reinigen. Auf lange Sicht wird es sich immer lohnen.

Don’t Coat

Väter, die sich die Zeit nehmen, ihren Söhnen und Töchtern beizubringen, wie man an Autos arbeitet, ist eine tolle Sache. Was nicht so toll ist, ist, wenn sie versehentlich schlechte oder veraltete Informationen weitergeben.

Ein perfektes Beispiel ist Kupferkopfdichtungsspray. Früher versuchten Rennfahrer und Motorenbauer, überalterte Zylinderkopfdichtungen mit einem Spray auf Kupferbasis zu beschichten, damit sie mehr Leistung bringen. Dadurch wurden Unebenheiten in der Oberfläche des Motorblocks oder der Zylinderköpfe ausgeglichen und die Wärme an heißen Stellen abgeleitet (oft zwischen den seitlichen Auspufföffnungen bei Small Block Chevys).

Dieser alte Trick ist heute eine schlechte Information, die der Vergangenheit angehören sollte. Das Aufsprühen einer Aftermarket-Beschichtung auf eine MLS-Qualitätsdichtung kann deren Leistung tatsächlich beeinträchtigen. Die Pro Seal MLS-Dichtungen von JE beispielsweise sind alle aus Edelstahl gefertigt und mit einer mehrschichtigen Oberflächenbeschichtung versehen, die eine „Grundierung“ enthält, um die Haftung auf der Edelstahldichtung zu verbessern, eine hochfeste Vitonschicht, die sich an kleinere Oberflächenfehler auf dem Kopf oder Block anpasst, und schließlich eine Silikonbeschichtung auf der obersten Schicht, die besonders gut zur Abdichtung der Kühlmittel- und Ölkanäle vom Block zu den Köpfen geeignet ist. Moderne Oberflächenbeschichtungen auf MLS-Qualitätsdichtungen leisten bessere Arbeit als eine von Hand aufgesprühte Kupfer-„Farbe“ es je könnte, also sparen Sie Ihr Geld und lassen Sie das Zeug im Regal des Ersatzteilgeschäfts. Alles, was getan werden muss, ist eine ordnungsgemäße Reinigung aller Metalloberflächen, bevor die Dichtung aufgelegt wird.

Klemmkräfte

So gut die Kopfdichtung auch sein mag, sie ist dennoch extrem abhängig von der richtigen Klemmkraft der Kopfbefestigungselemente, damit sie richtig funktioniert. Das Erreichen einer guten, gleichmäßigen Klemmkraft über die Dichtung hängt von drei Faktoren ab: Befestigungsmaterial, gleichmäßiges Drehmoment an den Befestigungselementen und das Muster, das zum Anziehen der Befestigungselemente verwendet wird.

Typischerweise verwenden die Erstausrüster drehmomentabhängige Kopfschrauben, um die Zylinderköpfe an den Block zu klemmen. Drehmomentschrauben sind nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt. Wenn Sie sie also einmal abziehen, werfen Sie sie weg. Normalerweise kann man diese Schrauben erkennen, weil sie eine flache graue Oberflächenbeschichtung haben, aber wenn man sich nicht sicher ist, sollte man immer auf Nummer sicher gehen und neue Kopfschrauben kaufen.

Sie können relativ günstig Ersatzschrauben kaufen, aber wir raten davon ab. Investieren Sie stattdessen in einen Satz Qualitätsbefestigungselemente von Aftermarket-Herstellern wie ARP. Diese Schrauben sind nicht nur weniger störanfällig, sondern erlauben auch höhere Spannkräfte und sind bei mehreren Motorumbauten wiederverwendbar.

Beim Kauf neuer Schrauben können Sie zwischen Kopfschrauben und Kopfbolzen wählen. Die meisten Konstrukteure von Hochleistungsmotoren verwenden, wann immer es möglich ist, Kopfbolzen, weil sie eine gleichmäßigere Klemmkraft bieten. Das liegt daran, dass der Kopfbolzen ohne Widerstand in den Block geschraubt wird. Dann wird der Kopf montiert und mit Muttern auf den Kopfbolzen festgeklemmt. Auf diese Weise werden die Stehbolzen fast nur auf Zug und nicht auf Torsion beansprucht.

Kopfbolzen hingegen müssen beim Anziehen in den Block gedreht werden. Das bedeutet, dass die Schrauben verdreht werden können, wenn das letzte bisschen Drehmoment aufgebracht wird, wodurch der Gesamtklemmdruck manchmal weniger gleichmäßig ist, als er sein könnte. Zylinderkopfschrauben sind jedoch manchmal notwendig, weil sie das Abziehen eines Satzes Zylinderköpfe im Auto wesentlich erleichtern, denn sobald die Schrauben entfernt sind, können die Zylinderköpfe direkt abgehoben werden. Bei Kopfschrauben ist dies oft nicht möglich, da die Köpfe heraus- und nach oben geschoben werden müssen, bis sie die Schrauben freigeben, und dabei können die Kotflügel oder andere Teile des Autos im Weg sein. Bevor Sie also neue Befestigungselemente kaufen, sollten Sie vorausschauend planen und festlegen, ob Sie die Köpfe herausziehen können, während der Motor noch im Auto ist.

Beim Einbau der Kopfbefestigungselemente ist es wichtig, dass sie niemals trocken eingebaut werden. Dadurch kann die Reibung zwischen den Gewinden des Befestigungselements und dem Block zu viel Widerstand erzeugen, was zu stark schwankenden Spannkräften führen kann. Stattdessen sollte immer eine Art Schmiermittel verwendet werden. ARP hat ein Gewindeschmiermittel namens Ultra-Torque entwickelt, das unserer Erfahrung nach sehr gut funktioniert. Andere Motorenbauer schwören auf das altbewährte „High Pressure Lube“, das es von verschiedenen Herstellern gibt. Was nicht als Schmiermittel verwendet werden sollte, ist Motoröl, das zu dünn ist, um eine gute Konsistenz zu gewährleisten.

Die verschiedenen Schmiermittel bieten unterschiedliche „Schmierfähigkeiten“, was eine schicke Umschreibung dafür ist, wie geschmeidig sie sind. Es ist wichtig, genau zu wissen, welches Schmiermittel Sie verwenden, da es sich auf die Kraft auswirkt, die Sie mit Ihrem Drehmomentschlüssel aufbringen. Ein Drehmomentschlüssel misst den Widerstand gegen eine Verdrehungskraft. Für eine ordnungsgemäße Belastung der Verbindungselemente ist es erforderlich, dass sie in einer geraden Linie über die Länge der Schraube oder des Bolzens eine bestimmte Spannung aufweisen. Im Wesentlichen werden sie bis zu dem Punkt angezogen, an dem sich die Schraube oder der Bolzen um einige Tausendstel Zoll dehnt, wodurch sie unter Spannung stehen. Die Schraube reagiert auf die Spannung, indem sie versucht, auf ihre ursprüngliche Länge zurückzuziehen, wodurch der Zylinderkopf fester an den Block gezogen wird.

Hersteller wie ARP geben richtige Drehmomentangaben für Schrauben mit verschiedenen Schmiermitteln an. Es ist wichtig, dass Sie sich genau an die Angaben für das von Ihnen verwendete Schmiermittel halten, da sie die Schmierfähigkeit bzw. Gleitfähigkeit des Schmiermittels berücksichtigen. Wenn Sie zum Beispiel die Kopfdichtung richtig belasten wollen, während Sie die Gewinde der Kopfschrauben mit Ultra-Torque schmieren, müssen Sie Ihren Drehmomentschlüssel auf 70 ft/lbs einstellen. Stellen Sie sicher, dass Sie immer die richtige Drehmomenteinstellung für das verwendete Befestigungselement und das Schmiermittel verwenden.

Schließlich ist die Reihenfolge, in der Sie die Kopfschrauben anziehen, ebenfalls wichtig. Es gibt viele Diagramme und Tabellen im Internet, die die richtige Reihenfolge beim Anziehen der Kopfschrauben für praktisch jeden Zylinderkopf zeigen, aber wenn Sie das Konzept einmal verstanden haben, werden Sie sie nicht mehr brauchen. Beginnen Sie immer mit der mittleren Schraube oder dem Kopfbolzen und arbeiten Sie sich dann spiralförmig nach außen vor. Das hilft, die Belastung gleichmäßig auf die Kopfdichtung zu verteilen und ihr die größtmögliche Festigkeit zu verleihen.

Proper Prep

Zuletzt, aber sicherlich nicht zuletzt, nehmen Sie sich immer ein paar Minuten Zeit, um sowohl den Block als auch die Köpfe vorzubereiten, bevor Sie mit der Montage beginnen. Selbst bei einem neuen Motor sollten Sie einen Gewindeschneider verwenden, um sicherzustellen, dass alle Gewinde in den Schraubenlöchern sauber, gerade und gratfrei sind. Wenn Sie keinen Gewindestrehler haben, können Sie auch einen Gewindeschneider verwenden, wenn Sie sehr vorsichtig sind. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass die Schraubenköpfe richtig belastet werden, ohne dass die Drehmomentwerte verfälscht werden.

Und wenn Sie schon dabei sind, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um alle scharfen Kanten abzuschrägen, die durch die maschinelle Bearbeitung bei der Herstellung des Bauteils entstanden sind. Scharfe Kanten bilden nicht nur Schwachstellen, sondern können auch dazu führen, dass der Zylinderkopf nicht perfekt plan sitzt. Sie können Schleifpapier oder ein Entgratungswerkzeug verwenden, um alle Grate und scharfen Kanten zu entfernen. Es dauert nur ein paar Minuten, aber es kann den Unterschied zwischen einem großartigen Motor und einem, der endlose Frustration verursacht, ausmachen.