So gelingt die Einstellung des Ventilspiels am Bootsmotor

Das Einstellen der Ventile am Bootsmotor gehört zur Wartungsroutine

Der Yachtmotor springt immer schlechter an, stößt beim Anlassen weißen Rauch aus und zündet nicht gleich auf allen Zylindern? In solchen Fällen werden gerne neue Einspritzdüsen und – soweit vorhanden – auch neue Glühkerzen eingebaut. Mitunter ist der Grund des unbefriedigenden Laufverhaltens aber ein anderer: fehlendes Ventilspiel.

Die Ventile des Bootsmotors, insbesondere die Auslassventile, gehören zu den Bauteilen, die im Yachtbetrieb unter Maschine die stärkste Erwärmung erfahren. Das hat zur Folge, dass sich diese auch stärker ausdehnen als die umgebenden Bauteile, also in diesem Falle der Zylinderkopf und die übrigen Teile des Ventiltriebs. Daher werden die Ventile eines Motors so eingestellt, dass sie im kalten Zustand ein gewisses Spiel aufweisen; typische Werte für dieses Spiel sind wenige Zehntelmillimeter. Wie groß dieses Spiel zu sein hat, geht aus der Betriebsanleitung oder gegebenenfalls dem Werkstatthandbuch des Bootmotors hervor.

Das Ventilspiel von Bootsmotoren verändert sich über die Zeit

Das Ventilspiel eines Bootsmotors kann sich im Laufe des Motorbetriebs verändern. An allen Teilen des Ventiltriebs tritt ein (meist sehr kleiner) mechanischer Verschleiß auf, und je nachdem, an welcher Stelle des Ventiltriebs der Verschleiß größer ist, ergibt sich im Laufe der Zeit ein anwachsendes oder abnehmendes Ventilspiel.

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Die Folgen von zu viel Ventilspiel am Bootsmotor

Ein über die Zeit anwachsendes Ventilspiel bewirkt, dass die Ventile ein wenig später öffnen und ein wenig früher schließen, als dies vom Konstrukteur vorgesehen ist. In der Theorie sollte das zu einer abnehmenden Motorleistung führen, aber auf unseren Bootsmotoren ist davon meist wenig zu merken.

Ein zu großes Ventilspiel macht sich übrigens auch durch ein charakteristisches Geräusch bemerkbar, welches bei den recht lauten Dieselmotoren auf Yachten aber häufig vom Verbrennungsgeräusch überlagert wird. Solange sich die Zunahme des Ventilspiels in Maßen hält, ist mit keinen weiteren nachteiligen Folgen zu rechnen.

Die Folgen von zu wenig Ventilspiel am Bootsmotor

Anders sieht das bei abnehmendem und dann bald zu kleinem Ventilspiel aus. Der Sollwert ist vom Hersteller so berechnet, dass das betriebswarme Ventil immer noch sicher schließt. Das ist deswegen wichtig, weil insbesondere das Auslassventil im geöffneten Zustand vom heißen Abgas umströmt wird und die Ruhepause im geschlossenen Zustand braucht, um seine Wärme an den Ventilsitz „loszuwerden“.

Ist das Ventilspiel deutlich zu klein, schließt das Ventil nicht mehr richtig und wird in Folge zu warm. Das kann in extremen Fällen dazu führen, dass Teile des Auslassventils sich lösen und im Brennraum für Schaden sorgen. In weniger extremen Fällen verbrennt die Dichtfläche des Ventils. Damit sind dann die Abdichtung und in der Folge auch der Kompressionsdruck dahin.

Die Erosion der Dichtfläche führt dazu, dass das Ventil tiefer in seinen Sitz wandert und damit das vorher noch vorhandene Ventilspiel „aufbraucht“. Ist es so weit gekommen, so hat der Motor auch im kalten Zustand kein Ventilspiel mehr und es muss damit gerechnet werden, dass die Ventile und eventuell auch deren Sitze beschädigt sind und erneuert werden müssen.

Spezialwerkzeug zum Einstellen des Ventilspiels am Bootsmotor

All dies führt zu der Erkenntnis, dass auch das Ventilspiel gemäß der Anleitung regelmäßig zu kontrollieren und korrigieren ist. Das hierfür erforderliche Spezialwerkzeug ist eine sogenannte Fühlerlehre, die schon ab etwa zehn Euro zu bekommen ist.

Die linke Fühlerlehre im vorherigen Bild hat eine konisch zulaufende Form, die für die Einstellung des Ventilspiels an unseren kleinen Bootsmotoren besser geeignet ist als die parallele Form, die rechts im Bild zu sehen ist.

Der linke Satz ist in Schritten von 0,05 Millimetern abgestuft, was für die Einstellung des Ventilspiels an Bootsmotoren praxisgerecht ist und zu der in weiten Teilen der Welt üblichen Längeneinheit Millimeter passt.

Der rechte Satz umfasst mehr Blätter und ist feiner abgestuft. Die Blätter sind sowohl metrisch als auch zöllig beschriftet, was eher zu Verwirrung führt. Die größere Anzahl Blätter bringt für das Ventilspieleinstellen keinen Vorteil.

Tipp: Meine Empfehlung lautet, sich zur Einstellung des Ventilspiels am Bootsmotor eine konisch zulaufende Fühlerlehre in Schritten von 0,05 mm anzuschaffen.

Die Ventile am Bootsmotor einstellen: Schritt für Schritt erklärt

Hinweis: Die folgende Beschreibung zum Einstellen des Ventilspiels bezieht sich auf typische Bootsmotoren mit untenliegender Nockenwelle und Ventilbetätigung per Kipphebel. Auf Motoren mit obenliegender Nockenwelle und Betätigung per Schlepphebel, wie sie beispielsweise in Baureihe OM615/616/617 von Mercedes-Benz realisiert ist, lässt sich diese Beschreibung auch leicht übertragen. Hier kann man die Stellung der Nocken direkt erkennen, sodass die Einstellung des Ventilspiels hier noch ein wenig einfacher ist.

Achtung: Anders verhält es sich bei moderneren Konstruktionen mit Tassenstößel, bei denen die Einstellung des Ventilspiels über das Auswechseln von Einstellscheiben (englisch: shims) erfolgt. Als Beispiele für diese Konstruktionen seien hier die vom Typ EA827 abgeleiteten Motoren von VW („Golf Diesel“) oder verschiedene XUD von Peugeot genannt. Bei diesen Motoren lassen sich die Einstellscheiben entweder nur mit Spezialwerkzeug wechseln, oder es muss zum Tausch sogar die Nockenwelle ausgebaut werden.

Zurück zum typischen Bootsmotor: Dieser ist von einem Industriemotor abgeleitet und hat eine untenliegende, über eine Zahnradkaskade angetriebene Nockenwelle, von der wir beim Einstellen des Ventilspiels aber (leider) nichts zu Gesicht bekommen. Die Nockenwelle in Bootsmotoren dient unter anderem auch zur Ventilsteuerung.

Weil wir die Nockenwelle nicht sehen können, müssen wir auf ihre Stellung schließen. Dafür nehmen wir die Stellung der Kipphebel am Ventil als Indikator.

Vorbereitungen zum Einstellen der Ventile am Bootsmotor

1. Schritt Ventilspiel einstellen: Die Drehrichtung des Bootsmotors bestimmen

Viele Bootsmotoren drehen im Uhrzeigersinn, wenn man sie von der Vorderseite betrachtet. Bei den meisten Installationen in einem Segelboot ist die Vorderseite des Motors auch tatsächlich vorne; es gibt allerdings auch Boote, bei denen der Saildrive vor dem Motor angeordnet ist. Alle Zweifel an der Drehrichtung werden beseitigt, indem der Motor angelassen und ihm beim Rotieren zugeschaut wird.

Tipp: Verfügt der Motor über eine manuelle Abschaltvorrichtung, beispielsweise in Form eines Stopp-Zuges, so kann man auch einfach bei gezogenem Stopp-Zug kurz den Anlasser betätigen und die Drehrichtung des Motors erkennen.

2. Schritt Ventilspiel einstellen: Den Bootsmotor von Hand durchdrehen

Auf der Vorderseite sollte sich auch ein Keilriemen (oder bei moderneren Bootsmotor-Exemplaren ein flacher Riemen) finden, welcher üblicherweise die Lichtmaschine und beim Motor mit indirekter Kühlung auch die innere Kühlwasserpumpe antreibt. Dieser Riemen läuft unten über ein Rad, in dessen Zentrum sich für gewöhnlich eine große Mutter befindet. Auf diese Mutter lässt sich ein passender Steckschlüssel aufsetzen, sodass man den Motor durchdrehen kann. Bei unseren kleinen Bootsmotoren sollte das mit der Ratsche des Steckschlüsselsatzes ohne allzu große Mühe möglich sein.

3. Schritt Ventilspiel einstellen: Den Ventildeckel vom Bootsmotor abnehmen

Um Zugang zu den Kipphebeln und Einstellschrauben zu bekommen, muss der Ventildeckel des Motors abgeschraubt werden. Je nach Typ ist es dafür erforderlich, zunächst andere Bauteile (beispielsweise bei einigen Typen den Hebel der Dekompressionseinrichtung) zu entfernen. Aufschluss gibt hier im Zweifel das Werkstatthandbuch. Bei der Gelegenheit sollte auch geklärt werden, ob der Ventildeckel eine Dichtung besitzt, die beim Zusammenbau erneuert werden muss. Bei vielen Bootsmotoren erfolgt die Abdichtung über eine Rundschnur aus Gummi, welche wiederverwendet werden kann.

Hinweis: Es können beim Abnehmen des Ventildeckels einige Tropfen Motoröl austreten, aber keine nennenswerte Menge. Das Öl muss für diese Arbeit nicht abgelassen werden.

4. Schritt Ventilspiel einstellen: Die Ein- und Auslassventile am Bootsmotor lokalisieren

Im einfachsten Falle ist in der Betriebsanleitung oder dem Werkstatthandbuch eine Zeichnung zu finden, aus der die Anordnung der Ventile hervorgeht. Steht diese Information nicht zur Verfügung, sind die Aus- und Einlassventile häufig daran zu erkennen, dass die Auslassventile mit dem Abgastrakt verbunden sind, während die Einlassventile in der am kürzesten möglichen Entfernung zum Lufteinlass-Bauteil angeordnet sind. Letzte Gewissheit schafft das Drehen des Motors mit dem Steckschlüssel.

5. Schritt Ventilspiel einstellen: Die richtige Kurbelwellenstellung im Bootsmotor finden

Die Ventile können sinnvollerweise nur eingestellt werden, während sie geschlossen sind. Rufen wir uns zum Verständnis nochmal die Arbeitsweise des Viertaktmotors in Erinnerung:

1. Ansaugtakt: Der Kolben geht nach unten und durch das geöffnete Einlassventil wird Umgebungsluft eingesaugt.

2. Verdichtungstakt: Beide Ventile sind geschlossen, sodass die angesaugte Luft verdichtet werden kann (dabei wird sie heiß). Am Ende des Verdichtungstaktes wird der Kraftstoff eingespritzt und entzündet sich selbst in der heißen Luft.

3. Expansionstakt: Aufgrund der Wärme, die bei der Verbrennung frei geworden ist, steigt der Druck im Zylinder stark an und drückt den Kolben mit Macht nach unten. Das funktioniert natürlich nur, wenn beide Ventile geschlossen sind.

4. Auspufftakt: Der Kolben geht wieder nach oben und schiebt das Verbrennungsgas durch das nun geöffnete Auslassventil in den Auspuff.

Die Abfolge der Ventilöffnungen stellt sich also folgendermaßen dar: Einlassventil offen – beide Ventile geschlossen – beide Ventile geschlossen – Auslassventil offen. Dreht man nun den Motor bei abgenommenem Ventildeckel durch, so sollten sich diese Ventilöffnungen anhand der sich bewegenden Kipphebel nachvollziehen lassen. Einstellen lassen sich die Ventile nur im zweiten oder dritten Takt. Dieser Bereich ist daran zu erkennen, dass beide Kipphebel des betreffenden Zylinders waagerecht stehen.

Praktisch bringt man den Motor in die gesuchte Position, indem man ihn in Vorwärtsrichtung dreht und beobachtet, wie sich zunächst der Kipphebel des Auslassventils bewegt und wieder in die Ruhelage zurückkehrt (Auspufftakt, Nr. 4), dann der Kipphebel des Einlassventils die gleiche Bewegung vollführt (Ansaugtakt, Nr. 1) und dann die Kurbelwelle noch etwa eine halbe Umdrehung weiterdreht. In dieser Position können beide Ventile eingestellt werden.

Das Einstellen der Ventile am Bootsmotor

Für den eigentlichen Einstellvorgang werden, neben der zuvor erwähnten Fühlerlehre, ein Werkzeug zum Verdrehen der Einstellschraube (üblicherweise ist das ein Schlitzschraubendreher) und ein Werkzeug zum Betätigen der Kontermutter, also ein Gabel- oder Ringschlüssel, benötigt.

Zunächst wird mit Hilfe der Fühlerlehre überprüft, ob das Blatt, welches dem Sollwert des Ventilspiels gemäß Herstellerunterlagen entspricht, sich zwischen dem Ventilschaft und dem Ende des Kipphebels einführen lässt. Ideal ist es, wenn sich das Blatt mit leichtem Widerstand „saugend“ hin- und herbewegen lässt.

Passt das Blatt in Sollstärke nicht oder nur unter hohem Kraftaufwand, so muss das Ventilspiel vergrößert werden; passt hingegen nicht nur das Blatt in Sollstärke, sondern auch das nächststärkere mühelos, so sollte das Ventilspiel reduziert werden. Dazu muss zunächst der Schraubendreher in den Schlitz der Einstellschraube gesteckt und die Kontermutter gelöst werden. Hier reicht es, die Mutter gerade eben zu lösen, sodass sich die Einstellschraube leicht verdrehen lässt.

War das Ventilspiel zu klein, so wird die Einstellschraube ein wenig, vielleicht eine Viertelumdrehung, herausgedreht. Dann wird das passende Blatt der Fühlerlehre in den Spalt zwischen Ventilschaft und Kipphebel gesteckt und die Einstellschraube mit Gefühl rechtsherum, also reingedreht, bis ein leichter Widerstand zu spüren ist. In dieser Stellung hält man die Einstellschraube und zieht mit der anderen Hand die Kontermutter gefühlvoll fest. Jetzt werden beide Werkzeuge zur Seite gelegt und überprüft, ob sich das Blatt der Fühlerlehre in Sollstärke „saugend“ durch den Schlitz bewegen lässt.

Tipp: Meist klappt die Einstellung des Ventils nicht beim ersten Versuch. Es lohnt sich, etwas Zeit zu investieren und ein wenig mit der Stellung der Einstellschraube herumzuspielen. Schon wenige Grad, in die eine oder andere Richtung, können einen deutlichen Unterschied bewirken, was die Passung der Fühlerlehre im Spalt zwischen Ventil und Kipphebel angeht.

Sind beide Ventile auf den Sollwert eingestellt, so ist der Besitzer eines Einzylindermotors fertig. Bei mehrzylindrigen Motoren kommt der nächsten Zylinder dran: Zunächst wird mit Drehen der Kurbelwelle und Beobachten der Kipphebel der richtige Moment gesucht, und dann werden beide Ventile wie beschrieben eingestellt.

Abschließend wird überprüft, ob alle Kontermuttern auch fest (aber nicht zu fest!) sind. Bei Unsicherheit empfiehlt sich ein Blick ins Handbuch. Hier ist möglicherweise auch ein Wert für das Anzugs-Drehmoment der Kontermuttern angegeben. Findet sich kein Wert, so kann man sich an den üblichen Drehmomenten für den Schraubendurchmesser orientieren.

Tipp: Generell gilt für unsere Bootsmotoren mit ihren eher beschaulichen Drehzahlen, dass die Einstellung nicht auf den Hundertstelmillimeter genau erfolgen muss. Im Zweifelsfall ist ein etwas zu großes Ventilspiel günstiger als ein zu kleines Ventilspiel.

Den Ventildeckel des Bootsmotors montieren

Nun wird die Zylinderkopfhaube wieder montiert. Dabei ist der Zustand der Dichtung zu prüfen. Ist die Dichtung schon hart und rissig, so ist eine neue einzubauen, da anderenfalls mit einer Ölundichtigkeit an dieser Stelle zu rechnen ist.

Auch für die Schrauben des Ventildeckels gilt, dass diese nicht zu fest angezogen werden dürfen. Bei einigen Konstruktionen wird sonst die Zylinderkopfhaube verformt und beschädigt. Der richtige Wert sollte wieder im Handbuch zu finden sein.

Fazit

Das regelmäßige Einstellen des Ventilspiels ist wichtig, um Störungen oder gar Schäden an Bootsmotoren zu verhindern. Viele Eigner trauen sich jedoch nicht an die Ventile heran, da dazu ein Teil des Motors geöffnet werden muss …

Wurde das Prinzip einmal verstanden, lässt sich die Einstellung des Ventilspiels jedoch mit überschaubarem Aufwand problemlos auch in Eigenregie bewerkstelligen. Die Folgen sind nicht nur eine bessere Leistung, sondern auch ein längeres Leben des Yachtmotors.