Das VVT-Elektromagnetventil, auch VVT-Solenoid genannt, ist eine der Hauptkomponenten des Systems zur variablen Ventilsteuerung. Es ist wie ein Verkehrsregler auf der Autobahn: Auch es muss den Fluss steuern, ist für dessen Intensität und Verlauf verantwortig, nur dass es sich bei ihm nicht um Autos, sondern um Motoröl handelt, das die Arbeit der Stellglieder sicherstellt. Wenn das Verhalten des Reglers also nicht stimmt, wenn er seine Aufgaben nicht mehr korrekt erfüllt, kann es zu Störungen in der gesamten Einheit kommen. Um welche Störungen es sich handelt, wie sie sich äußern und diagnostiziert werden, erklären wir in unserem Material.
Das Ventil ist der Dreh- und Angelpunkt
Ohne uns in einer erneuten Beschreibung des Phasenverstellsystems zu verlieren, die Sie hier finden können, möchten wir sofort anmerken, dass das VVT-Solenoid eine äußerst wichtige Aufgabe übernimmt: Es erhält entsprechende Befehle vom Steuergerät (ECM/ECU) und leitet das unter Druck stehende Motoröl in bestimmte Hohlräume des Phasenverstellers. Dadurch ändert sich der Winkel der Nockenwelle. Sobald der gewünschte (nach Meinung des ECM für die jeweiligen Bedingungen und Betriebsarten optimale) Winkel erreicht ist, sperrt das Ventil den Ölfluss, und die Nockenwelle bleibt exakt in der neuen Position fixiert.
In Momenten, in denen der Motor die größte Leistung abgeben muss – zum Beispiel beim Beschleunigen – reguliert das Ventil den Fluss so, dass der Ventiltrieb effizienter arbeitet. Bei gleichmäßiger Fahrt im Cruising-Modus setzt es das Szenario der maximalen Kraftstoffeffizienz um, dessen Algorithmus ihm ebenfalls vom Steuergerät übermittelt wird.
Letztendlich sorgt ein einwandfrei arbeitendes Solenoid durch die Optimierung der Ventilsteuerungszeiten für verschiedene Fahrbedingungen und -situationen für Kraftstoffeinsparungen. Folglich reduziert es auch die Abgasemissionen. Und falls nötig, hilft es, eine kurzzeitige oder langanhaltende Leistungssteigerung des Motors zu erreichen.
Damit dieses ausbalancierte System jedoch perfekt funktioniert, muss das Ventil unverzüglich auf die Steuerbefehle des Steuergeräts reagieren. Denn jede Verzögerung, selbst um Zehntelsekunden – schließlich wissen wir alle, dass der Verbrennungsprozess im Durchschnitt 0,01-0,002 Sekunden dauert – wird sich grundlegend auf die Arbeit des Systems zur variablen Ventilsteuerung auswirken und zu verschiedenen Störungen und Ausfällen führen.
In modernen Fahrzeugen können mehrere VVT-Solenoide verbaut sein – ihre Anzahl steht in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Phasenversteller. Sie sind in der Regel am Zylinderkopf montiert.
Zuverlässig, aber alles kann passieren
Die heute verwendeten VVT-Ventile sind recht zuverlässige Bauteile und gehören nicht zu den Teilen, die planmäßig gewechselt werden müssen. Sie halten in der Regel Zehntausende von Kilometern und beginnen erst nahe der Marke von dreihunderttausend Kilometern aufgrund natürlichen Verschleißes zu stören. Es sind jedoch Fälle bekannt, in denen die Ventile die gesamte Motorlebensdauer überdauern.
Dies gilt jedoch alles für Situationen, in denen nichts Unvorhergesehenes passiert. Wenn die regelmäßige Wartung pedantisch und genau termingerecht durchgeführt wird und die verwendeten Materialien und Betriebsflüssigkeiten ideale Hochqualitätsprodukte sind.
Solche Situationen gibt es im wirklichen Leben, wie Sie sicherlich wissen, nur selten. Häufiger treten selbst bei der sorgsamsten Behandlung des geliebten Vierrädlers irgendwelche absurden höheren Gewalten und Fehler auf. Mal erwischt man ein „falsches“ Öl, mal tankt man zweifelhaften Sprit, mal wird ein Filter schief eingeschraubt, oder sonst etwas, und am Ende ist das Solenoid hinüber. Obwohl „hinüber“ schon die absolute Spitze ist, führen diese Dinge in der Regel zu Störungen.
Zu den häufigsten Ursachen, warum das Regelventil anfängt zu „spinnen“, gehören die folgenden.
Erstens ist es altes oder verschmutztes Motoröl. Wenn es seine Eigenschaften verliert, sich mit Fremdstoffen füllt, wird es dick- oder dünnflüssig, verstopft die feinen Kanäle des Ventils mit Schmutz und Schlamm. In der Folge funktioniert selbst ein physisch intaktes Solenoid nicht mehr richtig und setzt sich schließlich ganz zu. Es gibt aber auch eine gute Nachricht: In den meisten Fällen kann es nach einer gründlichen Reinigung wieder zum Leben erweckt werden.
Der zweite Grund ist ein niedriger Motorölstand. Wenn nicht genug Öl vorhanden ist, kann das Ventil seine Aufgaben a priori nicht korrekt erfüllen. Hierzu zählt auch der Verschleiß von Dichtungen, Wellendichtringen und anderen ähnlichen Teilen, der zu Motoröllecks führt.
Als nächstes kommt ein weiterer „ölbedingter“ Grund, der indirekt mit den ersten beiden zusammenhängt. Es ist der verschmutzte oder verstopfte Ölfilter. Wenn er den normalen Ölfluss zum VVT-System behindert, wenn er Schmutz in das System abgibt, kann das Solenoid nicht richtig arbeiten, so sehr es das auch möchte.
Viel seltener treten Probleme mit der Elektrik, Beschädigungen der Verkabelung, minderwertigen Verbindungen, Korrosion der Steckverbinder oder dem elektrischen Teil des Solenoids selbst auf. Aufgrund von Kommunikationsstörungen mit dem Steuergerät kann das Ventil wiederum nicht richtig arbeiten, selbst wenn es physisch vollkommen in Ordnung ist. Ebenso selten sind Fälle von Produktionsfehlern bei der Herstellung des Ventils. Dennoch kann man dies nie vollständig aus der Liste der Ausfallursachen dieses Teils streichen.
Man sollte auch den mechanischen Verschleiß nicht vergessen. Dies ist ein natürlicher Prozess für jede Komponente, und regelmäßige Ölwechsel sowie die Verwendung der vom Fahrzeughersteller empfohlenen Produkte von einwandfreier Qualität tragen dazu bei, die Lebensdauer des Solenoids zu verlängern. Natürlich gibt es selbst für ein VVT-Ventil kein ewiges Leben, und letztendlich wird es, wie jedes andere Teil auch, unbrauchbar werden, aber diesen Zeitpunkt hinauszuzögern, liegt durchaus in Ihrer Macht.
Und schließlich die Überhitzung des Motors. Die ständige Einwirkung hoher Temperaturen oder ein sprunghafter Anstieg führen zur Zerstörung der Ventilkomponenten.
Leuchtende „Check“-Lampe und Betriebsstörungen
Kommen wir nun zu den Symptomen eines Ventildefekts.
Auf dem Armaturenbrett leuchtet die Check Engine Lampe auf. Das System zur variablen Ventilsteuerung ist eines der prioritären Systeme für das Steuergerät. Daher überwacht es ständig dessen Funktionsfähigkeit. Sobald ein Problem mit dem Öldruck, den Phasen selbst oder dem Stromkreis festgestellt wird, wird ein Signal von den Sensoren gesendet, und das Steuergerät aktiviert die verfügbaren Schutzalgorithmen. Mit fast hundertprozentiger Sicherheit leuchtet also die Warnleuchte auf, und im Speicher erscheint der eine oder andere Fehlercode. Zu den häufigsten gehören P0010-P0013 und P0020-P0023, die auf Synchronisationsprobleme im ersten und zweiten Block hinweisen, sowie P0024-P0026, die auf allgemeine Systemprobleme hindeuten.
Motorläufe unruhig. Da das System zur variablen Ventilsteuerung bei Problemen mit dem Ventil seine Algorithmen nicht korrekt ausführen kann, treten verschiedene Motorlaufstörungen auf. Meistens äußern sie sich in einem Verlust an Dynamik und einer allgemeinen Trägheit des Fahrzeugs. Das Auto reagiert schlecht (oder unangemessen) auf das Gaspedal, beschleunigt langsamer als gewöhnlich oder wirft fast die Drehzahl ab, anstatt sie zu erhöhen.
Im Leerlauf können ebenfalls alle möglichen Unstimmigkeiten auftreten. Der Motor läuft unruhig, die Nadel des Drehzahlmessers zuckt auf und ab, die Drehzahl schwankt zwischen 500 und 1200 U/min. Manchmal treten sogar ungesunde Vibrationen auf, die sich auf die gesamte Karosserie, das Lenkrad und die Sitze übertragen. Der Grund dafür ist, dass das VVT-System aufgrund des defekten Ventils die Fähigkeit verliert, den korrekten Öffnungszeitpunkt der Ventile bei niedrigen Drehzahlen sicherzustellen.
All dies sind typische Folgen einer gestörten Synchronisation der Nockenwellen, die sich im gesamten Arbeitsbereich des Verbrennungsmotors bemerkbar machen.
Erhöhter Kraftstoffverbrauch. Eine Folge der Synchronisationsstörungen ist auch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch, da der Motor oft intensiver oder in nicht optimalen Betriebsmodi arbeiten muss. Daher wird empfohlen, bei geringstem Verdacht den Verbrauch genauer zu beobachten und umgehend auf einen Anstieg zu reagieren.
Allerdings sollte man hier anmerken, dass sowohl ein erhöhter Kraftstoffverbrauch als auch ein unruhiger Motorlauf Symptome einer Vielzahl von Fehlfunktionen sein können. Dennoch sind dies für Motoren mit variabler Ventilsteuerung die wichtigsten Anzeichen, die auf einen Defekt des Öldruckregel-Solenoids hindeuten.
Klopfen und Zündaussetzer. Zur Erinnerung: Klopfen ist die Selbstentzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, bevor die Zündkerze einen Funken erzeugt. Es tritt oft explosionsartig auf und beschädigt Motorkomponenten. Das VVT-Regelsolenoid kann Klopfen verursachen, wenn die Ventilsteuerzeiten sozusagen in einem aggressiven Modus fixiert sind, was zu einem vorzeitigen Öffnen und Schließen der Ventile führt. Andererseits können auch genau gegenteilige Phänomene auftreten – Zündaussetzer, bei denen sich das Gemisch nur schwer oder gar nicht entzündet.
Vielfältige Probleme beim Kaltstart (Start nach längerem Stillstand). Hier gibt es eine ganze Reihe von Symptomen, die auf Probleme mit dem VVT-Ventil hindeuten. Dazu gehören ein langanhaltender Start, der nicht „beim ersten Umdrehen“ erfolgt, ein länger als übliches Rattern des Motors bei erhöhter Drehzahl, ein unruhiger Leerlauf des kalten Motors und ein plötzliches Absterben kurz nach dem Start. All dies geschieht, weil das System zur variablen Ventilsteuerung nicht den für die korrekte Funktion erforderlichen Motoröldruck erhält. Besonders beim Start verhindert das zähe Öl zusammen mit dem problematischen Ventil, dass sich die Nockenwellen richtig positionieren.
Geräusche der Steuerkette. Ja, genau der Kette, nicht der Phasenverstellerräder. Dass diese aufgrund eines Defekts rattern können, wird oft gesagt, aber dass die Kette aufgrund des Solenoids klappert oder klickt, wird selten erwähnt. Dabei sollte man es, denn die „Sünden“ des VVT-Solenoids wirken sich auf den Hydraulikspanner der Steuerkette aus und führen durch Druckschwankungen zu den beschriebenen Geräuschen.
In der Regel treten sie wiederum bei kaltem Motor auf und können mit zunehmender Betriebswärme abklingen. Aber einmal aufgetreten, verschwinden sie wahrscheinlich nicht von selbst.
Öllecks. Diese Ursache haben wir uns für den Schluss aufgehoben, weil sie einfach ungemein banal und offensichtlich ist. Da wir ein Hydrauliksystem haben, hängt die Korrektheit seiner Funktion direkt mit der Dichtheit zusammen. Ist diese gestört, sind Ärger und Probleme vorprogrammiert. Das heißt, jedes Motorölleck schadet dem VVT-Ventil, aber besonders die, die direkt mit ihm zusammenhängen. Sie können an charakteristischen Schwitzstellen im Bereich des Solenoids oder des Phasenverstellerantriebs erkannt werden. Das Auftreten dieser „Nasen“ ist in der Regel auf Verschleiß von Dichtungen oder Dichtringen zurückzuführen und kann durch deren Austausch behoben werden.
Selbst ist der Meister
Das Elektromagnetventil des Systems zur variablen Ventilsteuerung ist eines der Teile, deren Austausch (oder Ausbau zur Reinigung) durchaus für einen Fahrzeugbesitzer machbar ist, der über minimale Fähigkeiten im Umgang mit Handwerkzeugen verfügt. Wie bereits erwähnt, befindet sich das Solenoid in der Regel am Zylinderkopf (seltener – hauptsächlich bei älteren Modellen – am Ventildeckel) in der Nähe der Nockenwellen und ist für den Ausbau leicht zugänglich. Wenn Sie die Arbeiten selbst durchführen, können Sie einige tausend Rubel sparen, die normalerweise für den Austausch in einer Autowerkstatt verlangt werden.
Für die Durchführung des Vorgangs benötigen Sie einen grundlegenden Satz Stecknüsse und Verlängerungen, wahrscheinlich einen Schraubendreher, unbedingt einen Drehmomentschlüssel, einen Behälter zum Auffangen des auslaufenden Öls, Putzlappen, Tücher und Lappen zur Sauberkeit, ein neues Solenoid und eine neue Dichtung.
Der erste Schritt ist, die Batterie abzuklemmen. Da Sie es mit einem elektromechanischen Gerät zu tun haben, sollten Sie kein Risiko mit der Elektrik eingehen. Trennen Sie dann den Stecker des Solenoids. Gehen Sie vorsichtig vor, um die Kabel nicht zu beschädigen – sie werden zusammen mit dem Stecker für den Anschluss des neuen Teils noch benötigt. Beachten Sie, dass die Stecker meistens eine Verriegelung haben, die durch Drücken auf eine Lasche gelöst wird.
Lösen Sie die Befestigungselemente – meistens eine oder zwei Schrauben (es können aber auch mehr sein – z.B. beim Volvo S80 mit B5244S-Motor sind es sogar vier). Versuchen Sie, die Schrauben nicht in den Motorraum fallen zu lassen.
Entfernen Sie nun vorsichtig das Solenoid. Untersuchen Sie es genau – es ist durchaus möglich, dass das Ventil nur verstopft ist und nach einer Reinigung wieder einsatzbereit ist. Überprüfen Sie die Dichtflächen am Ventil und am Motor – alle alten Dichtungen müssen durch neue ersetzt werden, und die Flächen selbst müssen gründlich gereinigt werden. Entfernen Sie mit einem langen Schraubendreher allen Schmutz aus der Aufnahme. Und noch einmal: Ihr wichtigster Begleiter ist die Sorgfalt.
Nachdem alle Reinigungsmaßnahmen durchgeführt wurden, setzen Sie das neue (oder gereinigte alte) Ventil ein. Es kann schwer hineingehen, aber drücken Sie nicht – führen Sie es mit einer Drehbewegung und leichtem Druck ein. Es wäre sehr gut, wenn Sie die Dichtungen und den Stecker mit einem dielektrischen Fett behandeln.
Ziehen Sie die Befestigungselemente mit dem vorgeschriebenen Drehmoment an und schließen Sie die Batterie wieder an. Damit kann die Arbeit als abgeschlossen betrachtet werden.
In der Theorie sieht sie tatsächlich recht einfach aus, aber in der Praxis kann eine ganze Reihe von Nuancen auftreten, die sie erheblich erschweren und den Ausbau zusätzlicher Teile erfordern, um den Zugang zum Ventil zu erleichtern. Bevor Sie sich an die Arbeit machen, analysieren Sie daher sorgfältig Ihre Fähigkeiten und Fertigkeiten sowie den Umfang und die Besonderheiten der anstehenden Aufgabe. Wenn Sie auch nur den geringsten Zweifel haben, ist es besser, nicht zu sparen und eine professionelle Autowerkstatt aufzusuchen.
