Hydrostößel - was sie im Motor tun und wovon ihre Lebensdauer abhängt
Hydrostößel sind kleine Druckelemente im Ventiltrieb eines Motors, die das Spiel zwischen Nockenwelle und Ventil selbsttätig ausgleichen. Sie sitzen dort, wo der Nocken auf das Ventil drückt, füllen sich mit Motoröl und sorgen dafür, dass der Ventiltrieb ohne Spiel und ohne Geräusch läuft, kalt wie warm, ohne dass jemand nachstellen muss. Die meisten Pkw-Motoren haben sie und solange das Öl in Ordnung ist, arbeiten sie unbemerkt. Ihre Lebensdauer hängt deshalb weniger am Bauteil als am Öl, mit dem der Motor gefahren wird und das ist der Grund, warum derselbe Stößel in einem Motor ein Autoleben lang hält und in einem anderen nach wenigen Jahren tickt.
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Was Hydrostößel sind und warum ein Motor Ventilspiel braucht
Hydrostößel gibt es, weil jedes Ventil im Zylinderkopf von einem Nocken geöffnet und von einer Feder geschlossen wird und weil Metall sich bei Wärme ausdehnt. Ein Ventilschaft, der bei kaltem Motor genau passt, ist bei Betriebstemperatur einen Hauch länger. Hätte der Nocken kalt keinen Abstand zum Ventil, würde das Ventil warm nicht mehr ganz schließen, Kompression ginge verloren, das Ventil verbrennte. Deshalb bauen Konstrukteure ein kleines Spiel ein, das Ventilspiel, wenige Zehntelmillimeter, die sich im warmen Zustand schließen.
Mechanisches Ventilspiel und seine Nachteile
Bei älteren Motoren wird dieses Spiel von Hand eingestellt, mit Einstellscheiben unter dem Stößel oder mit einer Schraube am Kipphebel. Das funktioniert, hat aber zwei Nachteile. Erstens verändert sich das Spiel mit dem Verschleiß, deshalb muss es in Intervallen kontrolliert werden, eine Arbeit, die Zeit kostet und bei manchen Motoren den Ausbau der Nockenwelle verlangt. Zweitens ist ein eingestelltes Spiel immer ein Kompromiss zwischen kalt und warm. Ein Motor mit mechanischem Ventilspiel tickt kalt hörbar, weil der Nocken erst den Abstand überbrückt, bevor er das Ventil berührt.
Hydrostößel als hydraulischer Ventilspielausgleich
Hydrostößel lösen beide Probleme auf einmal. Das Element stellt sich mit dem Öldruck des Motors selbst auf die Länge ein, die gerade nötig ist. Kalt ist es etwas länger, warm etwas kürzer, verschlissen gleicht es nach. Es gibt kein Spiel, das zu kontrollieren wäre und auch kein Ticken, weil der Nocken immer satt auf dem Stößel aufliegt. Bei Pkw-Motoren ist diese Bauweise seit Jahrzehnten der Normalfall. Ausnahmen sind hochdrehende Motoren, bei denen die Masse des hydraulischen Elements stört, dort sitzen bis heute mechanische Tassenstößel mit Einstellplättchen.
Wie ein Hydrostößel funktioniert
Im Inneren eines Hydrostößels arbeitet ein Kolben in einem Zylinder, darunter eine kleine Feder, dazwischen ein Rückschlagventil. Motoröl aus dem Schmierkreislauf fließt über eine Bohrung in den Stößel und durch das Rückschlagventil in die Druckkammer unter dem Kolben. Die Feder drückt den Kolben nach oben, bis er am Nocken oder am Hebel anliegt. Dabei füllt sich die Kammer mit Öl, das Spiel ist jetzt null.
Drückt der Nocken auf den Stößel, schließt das Rückschlagventil. Das Öl in der Kammer lässt sich nicht zusammendrücken, der Stößel überträgt die Bewegung wie ein festes Bauteil auf das Ventil. Ein winziger Teil des Öls entweicht dabei durch den Spalt zwischen Kolben und Zylinder, der sogenannte Leckspalt. Sobald der Nocken wieder abhebt, drückt die Feder den Kolben nach, das Rückschlagventil öffnet, frisches Öl füllt die Kammer auf. Der Stößel ist damit bei jedem Ventilhub ein festes Teil und zwischen den Hüben ein nachstellendes.
Wie oft sich ein Hydrostößel pro Sekunde füllt
Wie viel Zeit ein Hydrostößel zum Füllen hat, ergibt sich aus der Nockenwelle, die mit halber Kurbelwellendrehzahl läuft. Bei 3.000 Umdrehungen pro Minute dreht sie 1.500-mal, das Ventil öffnet also 25-mal pro Sekunde. In jeder dieser 25 Perioden muss der Stößel einmal fest werden, Öl über den Leckspalt verlieren und sich wieder füllen. Bei 4.000 Umdrehungen sind es 33 Perioden pro Sekunde. Ein Hydrostößel, der sich in dieser Zeit nicht vollständig füllt, weil das Öl zu dick, zu dünn, zu schaumig oder zu wenig ist, bleibt kürzer als nötig. So entsteht das Spiel, das man später als Ticken hört.
Bauarten der Hydrostößel: Tassenstößel, Schlepphebel, Kipphebel
Das Hydroelement ist bei allen Bauarten der Hydrostößel gleich. Unterschiedlich ist, wo es sitzt und was es bewegt.
| Bauart | Wo das Hydroelement sitzt | Typisch bei | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Hydraulischer Tassenstößel | im Becher, der direkt unter dem Nocken läuft | Motoren mit obenliegenden Nockenwellen (DOHC), viele ältere Benziner und Diesel | Nocken läuft direkt auf dem Stößel, hohe bewegte Masse |
| Rollenschlepphebel mit Abstützelement | als Stütze am Drehpunkt des Hebels, die Rolle läuft am Nocken | die meisten modernen Motoren | geringe Reibung, Hydroelement bewegt sich nicht mit |
| Kipphebel mit Hydroelement | im Hebel oder in seiner Lagerung | ältere Motoren, Kipphebelmotoren | Hebel überträgt die Bewegung quer |
| Stößelstange mit Hydrostößel | unten im Block, auf der Nockenwelle | OHV-Motoren, große V8, Transporter älterer Bauart | Nockenwelle im Block, lange Stößelstangen |
Tassenstößel
Der hydraulische Tassenstößel ist ein Becher, der kopfüber in einer Bohrung des Zylinderkopfs läuft. Der Nocken drückt direkt auf den Boden des Bechers, das Hydroelement sitzt im Inneren. Vorteil ist die einfache Bauweise ohne Hebel. Nachteil sind die Masse, die bei jedem Hub mitbewegt wird und die Gleitreibung zwischen Nocken und Becher. Bei vielen Motoren sitzt der Tassenstößel so tief, dass für den Tausch die Nockenwelle heraus muss.
Tassenstößel oder Hydrostößel, wo liegt der Unterschied? Die Frage wird oft gestellt, geht aber von zwei Dingen aus, die auf verschiedenen Ebenen liegen. Tassenstößel beschreibt die Form, den Becher unter dem Nocken. Hydrostößel beschreibt die Technik, den Ausgleich des Spiels über Öldruck. Ein Tassenstößel kann mechanisch sein, mit einem Einstellplättchen auf dem Boden, oder hydraulisch, mit dem Hydroelement im Inneren. Der hydraulische Tassenstößel ist beides zugleich. Wer in der Teileliste „Tassenstößel" liest, weiß also noch nicht, ob das Ventilspiel eingestellt werden muss oder nicht. Das sagt erst der Zusatz hydraulisch oder mechanisch.
Rollenschlepphebel
Viele moderne Motoren setzen auf Schlepphebel. Der Hebel liegt mit einem Ende auf dem Ventil, mit dem anderen auf einem hydraulischen Abstützelement. In der Mitte läuft eine Rolle am Nocken. Das Hydroelement bewegt sich dabei nicht mit, es stellt nur den Drehpunkt nach. Die Rolle senkt die Reibung, was Verbrauch und Verschleiß zugutekommt. Für den Halter heißt das vor allem, dass diese Elemente oft leichter zugänglich sind als Tassenstößel.
Ventilstößel ohne Hydraulik
Der Begriff Ventilstößel meint das Bauteil zwischen Nocken und Ventil ganz allgemein, mit oder ohne Hydraulik. Mechanische Tassenstößel mit Einstellplättchen sind Ventilstößel, Hydrostößel sind es auch. Wer „Ventilstößel" liest, sollte prüfen, ob die hydraulische oder die mechanische Bauart gemeint ist, weil Wartung und Geräuschverhalten sich unterscheiden.
Wo Hydrostößel im Motor sitzen
Hydrostößel sitzen bei allen Bauarten im Zylinderkopf zwischen Nockenwelle und Ventil und werden vom Ölkreislauf des Motors versorgt. Pro Ventil gibt es ein Element. Ein Vierzylinder mit vier Ventilen je Zylinder hat sechzehn Hydrostößel, ein Sechszylinder vierundzwanzig. Die Ölzufuhr läuft über Kanäle im Kopf, die vom Hauptölkanal abzweigen. Der Zylinderkopf liegt oben im Ölkreislauf, deshalb kommt das Öl dort nach dem Start zuletzt an und läuft im Stand zurück in die Wanne. Beides erklärt, warum Hydrostößel sich als Erstes melden, wenn mit dem Öl etwas nicht stimmt.
Beim Diesel und beim Benziner arbeiten Hydrostößel gleich. Unterschiede gibt es im Umfeld: Dieselmotoren laufen mit niedrigeren Drehzahlen und höheren Kräften am Ventiltrieb, Benziner drehen höher. Für das Element selbst ist das Öl der entscheidende Faktor, nicht die Kraftstoffart.
Wovon Hydrostößel abhängen: Öl, Öldruck und Intervalle
Hydrostößel haben keine Verschleißteile im üblichen Sinn, aber sie leben vom Öl und drei Dinge entscheiden darüber, wie lange sie sauber arbeiten. Die Ölqualität: Altes oder falsches Öl bildet Ablagerungen, die sich in der Zulaufbohrung und im Leckspalt absetzen, bis sich das Element nicht mehr vollständig füllt. Der Öldruck: Der Zylinderkopf ist der letzte Punkt im Kreislauf, bei einem Motor mit nachlassender Pumpe oder zu wenig Öl bleiben die Stößel oben leer, während unten noch alles läuft. Die Intervalle: Lange Wechselintervalle und viel Kurzstrecke lassen das Öl schneller altern, als der Kilometerstand vermuten lässt, weil Kondenswasser und Kraftstoffreste nie ausgetrieben werden.
Meldet sich ein Hydrostößel, dann mit einem hellen Ticken aus dem Ventildeckel, meist nur nach dem Kaltstart. Warum Hydrostößel klappern, hat fast immer mit dem Öl zu tun, das im Element fehlt. Ob dahinter ein leergelaufenes Element oder ein verschlissenes steckt, also ob die Hydrostößel defekt sind, zeigt sich erst daran, ob das Geräusch warm bleibt.
Lebensdauer der Hydrostößel
Eine Laufleistung, nach der Hydrostößel fällig sind, gibt es nicht. Sie halten so lange, wie das Öl in Ordnung ist, bei manchen Motoren ein Autoleben lang, bei anderen mit langen Wechselintervallen und viel Kurzstrecke deutlich kürzer. Wer die Lebensdauer verlängern will, hat deshalb nur einen Hebel und der kostet wenig: das Öl nach Herstellervorgabe, in der richtigen Viskosität, in den vorgesehenen Intervallen.
Ist ein Element verschlissen, wird es nicht repariert, sondern ersetzt. Bei Schlepphebelmotoren ist das oft eine überschaubare Arbeit, bei Tassenstößeln muss die Nockenwelle heraus. Dann werden meist alle Elemente auf einmal getauscht. Wie der Tausch der Hydrostößel abläuft, entscheidet deshalb die Bauart. Was der Wechsel der Hydrostößel kostet, hängt mehr am Zugang als am Teil. Vorher lohnt bei Ablagerungen ein Versuch mit frischem Öl und einem Zusatz. Ob ein Hydrostößel-Additiv hilft, hängt davon ab, ob Schmutz oder Verschleiß die Ursache ist.
Ein Ticken nach dem Kaltstart, das nach kurzer Zeit verschwindet, ist bei einem älteren Motor normal. Ein Ticken, das warm bleibt, zeigt dagegen, dass der Motor mit seinem Öl nicht zurechtkommt und die Stößel sind dann nur das erste Teil, an dem sich das zeigt, denn dasselbe Öl versorgt auch Nockenwelle und Lager. Wird aus dem Geräusch über Monate ein Motorproblem, steht der Tausch der Stößel oft in keinem Verhältnis mehr zum Fahrzeug. Wer sein kaputtes Fahrzeug verkaufen will, braucht dafür keine Diagnose, eine Beschreibung des Geräuschs und der Begleitumstände reicht uns für ein Angebot.
FAQ rund um die Hydrostößel
Hat jeder Motor Hydrostößel?
Die meisten Pkw-Motoren. Ausnahmen sind hochdrehende Sportmotoren und einige Motorradmotoren mit mechanischen Tassenstößeln, bei denen das Ventilspiel in Intervallen eingestellt wird.
Muss man Hydrostößel einstellen?
Nein, sie stellen sich über den Öldruck selbst ein. Ein Motor mit Hydrostößeln hat kein Wartungsintervall für das Ventilspiel.
Woran erkenne ich, ob mein Motor Tassenstößel oder Schlepphebel hat?
Sicher nur am Werkstatthandbuch oder an einem Blick unter den Ventildeckel. Ältere Motoren haben häufig Tassenstößel, neuere meist Rollenschlepphebel, aber das ist eine Tendenz, keine Regel.
Welches Öl brauchen Hydrostößel?
Das Öl, das der Hersteller für den Motor vorschreibt, in Viskosität und Freigabe. Dickeres Öl, um ein Geräusch zu dämpfen, ist der falsche Weg, weil es die Füllung beim Kaltstart verzögert.
Wie viele Hydrostößel hat ein Auto?
Einen je Ventil. Ein Vierzylinder mit zwei Ventilen pro Zylinder hat acht, mit vier Ventilen sechzehn. Ein V6 mit Vierventiltechnik kommt auf vierundzwanzig, ein V8 auf zweiunddreißig.
Was heißt Hydrostößel auf Englisch?
Hydraulic lifter oder hydraulic tappet, bei Schlepphebelmotoren hydraulic lash adjuster, kurz HLA. Die Abkürzung taucht in Teilekatalogen und Werkstatthandbüchern auf.
Können Hydrostößel einen Motorschaden verursachen?
Für sich allein selten. Ein Stößel, der klemmt und das Ventil offen hält, kann aber Ventil und Kolben beschädigen. Was im Einzelnen folgen kann, hängt davon ab, ob die Hydrostößel defekt sind oder nur leergelaufen. Welche Motorgeräusche auf einen Schaden hindeuten und welche harmlos sind, lässt sich oft nur am Klang unterscheiden.