"Vanos" ist der Name von BMW für die variable Ventilsteuerung. Je nach Baujahr und Modell (Motormodell) gibt es die Vanos in unterschiedlichen Formen und Ausführungen. Die hier besprochene Vanos ist BMW Teil # 11-36-7-838-161. Es handelt sich um eine Doppel-Vanos, d.h. sowohl die Einlass- als auch die Auslassventilsteuerung werden verändert. Diese Vanos-Einheit ist Teil des BMW 6-Zylinder-Motors S54. Dieser Motor ist Bestandteil des M3 E46 00-06, Z3 E36 M Roadster & M Coup 00-02, Z4 E85 M3.2 Roadster 05-08, Z4 E86 M3.2 Coup 06-08.
Ein große Schwachstelle ist der Bruch der Auslassnockenwellen-Kettenradnabe bzw. die Vanos Ölpumpen-Treiberlaschen. Es gibt zwei Laschen und eine oder beide können brechen.
Diese Vanos verfügt über eine Zusatz-Ölpumpe, um einen hohen Öldruck für die Vanos-Funktion bereitzustellen. Der hohe Öldruck ermöglicht eine schnelle und präzise Positionierung der Vanos-Kolben und somit der Motorsteuerung. Bei diesen Vanos wird die Ölpumpe von der Auslassnockenwelle angetrieben. Da der Vanos-Auslasskolben in der Mitte der Nockenwelle positioniert werden muss, ist der Ölpumpenantrieb aussermittig. Somit werden zwei um 180 Grad versetzte Mitnehmer zum Zentrieren des Antriebs verwendet. Die Vanos hat eine Ölpumpenscheibe mit zwei Löchern und die Auslassnabe hat zwei Mitnehmerlaschen, die in die Löcher der Ölpumpenscheibe eingeführt werden.
Eine oder beide Mitnehmerlaschen können brechen und Vanos-Fehlfunktions- und Motorfehlercodes verursachen. Ein gebrochener Mitnehmer kann in der Bohrung der Vanos-Ölpumpenscheibe stecken bleiben oder in die Ölwanne fallen. In seltenen Fällen kann er zwischen Kette und Ritzel stecken bleiben und einen Motorschaden verursachen.
Der Ölpumpenantrieb bricht entweder durch zu hohe Rotationsdruckkraft oder durch ratternde Schlagkraft. Die Inspektion der Bohrungen der Vanos-Ölpumpenscheibe zeigt häufig Wandvertiefungen in den Eingriffspositionen der Dreh- und Gegendrehscheibe. Die gegenläufigen Eindrücke zeigen eine ratternde Schlagbewegung an. Eine dynamische Schlagbewegung kann auch deutlich höhere Kräfte als die reine Druckkraft erzeugen.
Diese Ölpumpenantrieb-Konstruktion wurde erstmals beim Euro S50 Doppel-Vanos Motor eingesetzt. Aber beim Euro S50 Doppel-Vanos stößt man nur selten auf einen Mitnehmerbruch. Der Vergleich der Euro S50-Doppel-Vanos und der S54-Konstruktionen zeigt die konstruktiven Änderungen, die für den S54 vorgenommen wurden. Die Mitnehmerlasche der S54-Auslassnockenwelle wurde um 3mm verlängert, wobei 2,5mm für neue große Fasen verwendet wurden. Auch der Durchmesser der Ölpumpenbohrung wurde um 0,7mm vergrößert.
Es ist offensichtlich, dass diese Änderungen vorgenommen wurden, um den Einbau der Vanos in den Motorkopf zu erleichtern. Bei dieser Montage müssen die Bohrungen der Vanos-Ölpumpenscheibe mit den Mitnehmerlaschen der Nockenwelle ausgerichtet und die Scheibenbohrungen auf die Laschen gesteckt werden. Große Fasen an den Laschen und die Vergrößerung des Scheibenlochdurchmessers erleichtern die Montage.
Die Verlängerung der Mitnehmerlaschen scheint keine Veränderungen der Ölpumpenleistung zu verursachen. Die neuen Ölpumpen-Scheibenbohrungen sind tief genug, um die zusätzliche Länge aufzunehmen, und diese zusätzliche Länge ist meist eine Fase und greift daher nicht in die Bohrungswand ein.
Aber die Erhöhung des Lochdurchmessers des Adapters kann das Problem des Treffens des Antriebs erheblich beeinflussen. Der Euro S50 Doppel-Vanos-Ölpumpen-Scheibenlochdurchmesser beträgt 10,00 mm und die Laschenbreite 9,60 mm. Dies ergibt ein seitliches Spiel von 0,40 mm zwischen den Laschen. Der Lochdurchmesser der S54-Vanos-Ölpumpenscheibe beträgt 10,70 mm und die Breite der Lasche beträgt 9,70 mm. Dies ergibt ein Spiel von 1,00 mm innerhalb der Bohrung. Dies stellt eine zweieinhalbfache Vergrößerung des Spiels von Lasche zu Bohrung gegenüber dem Euro S50 Design dar. Diese deutliche Vergrößerung des Freiraums kann wesentlich höhere Schlagkräfte ermöglichen und ist somit wahrscheinlich die Ursache für den Bruch des Mitnehmers.
Ein Vergleich der Euro S50-Doppel-Vanos und S54-Vanos Ölpumpen-Scheibenlocheindrücke zeigt, dass der S54 in Drehrichtung der Ölpumpe deutlich tiefere Verformungen verursacht. Die Bohrungseinkerbungen führen zu einer Vergrößerung des Spiels zwischen den Laschen und der Bohrung und können somit die Schlagkraft der Lasche gegen die Bohrung noch weiter erhöhen. S54 Fahrzeuge, bei denen die Laschen gebrochen sind, zeigen in der Regel signifikante Ölpumpenscheiben-Locheinkerbungen in Drehrichtung.
BMW hat sich bereits in der Vergangenheit mit der Vanos-Problematik beschäftigt und hat sich dafür entschieden, die Probleme nicht zu thematisieren: "Es wird keine weitere Entwicklung stattfinden". Neue (umgebaute) Vanos werden mit den gleichen Ölpumpenscheiben mit den gleichen großen Bohrungen verkauft. BMW liefert die Vanos-Ölpumpenscheibe nicht als separates Teil.
Wenn nun die obige Hypothese richtig ist, gibt es eine einfache Antwort auf das Problem des Mitnehmerbruchs. Die Verringerung der Lochdurchmesser in der Ölpumpen-Mitnehmerscheibe. Es gibt drei mögliche Ansätze, um dies zu erreichen. Erstens kann eine Hülse in die Bohrung eingesetzt werden, um den Durchmesser zu reduzieren. In der Praxis hat dies nicht gut funktioniert, da die Hülse in die vorhandenen Lochvertiefungen eingedrückt ist und die Hülse dadurch reißen könnte. Zweitens kann eine neue Scheibe hergestellt werden. Die metallurgische Inspektion der Scheibenmittelbuchse zeigt an, dass sie molekular mit der Scheibe verschmolzen ist. Dies ist eine sehr spezielle Technik, die von den Automobilherstellern für Nockenwellen- und Kurbelwellenlager verwendet wird und nur von wenigen Firmen weltweit exklusiv für Automobilhersteller hergestellt wird. Die Buchse ist nur 0,5mm dick und kann daher nicht durch eine eingepresste Buchse ersetzt werden, ohne sie zu verdicken und andere konstruktive Aspekte der Scheibe zu verändern, die den Ansatz unbrauchbar machen. Drittens können neue Löcher in die Scheibe um 90 Grad versetzt zu den bestehenden Löchern gebohrt werden. Die Löcher müssen genau 180 Grad voneinander entfernt sein und genau den gleichen Durchmesser haben, damit beide Mitnehmerlaschen gleichzeitig in die Lochseiten eingreifen können.
Eine Vanos-Ölpumpenscheibe mit neu gebohrten kleineren Löchern kann über Beisan Systems (bee-saan), www.beisansystems.com/products, bezogen werden. Der Lochdurchmesser der Scheibe beträgt 9,80mm. Dies lässt ein Spiel von 0,10 mm zwischen der Mitnehmerlasche und den Lochseiten und ist eine weitere Reduzierung gegenüber dem Euro S50 Doppel-Vanos um 0,40 mm Spiel. Diese Spielreduzierung soll den gelegentlichen Laschenbruch, der bei den Euro S50 Doppel-Vanos auftritt, eliminieren. Sie kann auch das gelegentliche Festfressen der Ölpumpe und Schäden, die auftreten können, beheben.
Diese Vanos-Kolbendichtungen und statischen Dichtungs-O-Ringe, mit Ausnahme des kleinen O-Rings am Öldruckbegrenzer, sind aus den richtigen Materialien hergestellt und erleiden keinen vorzeitigen Ausfall. Mit der Zeit werden die O-Ringe der Kolbendichtung jedoch einen bemerkenswerten Druckverformungsrest (Abflachung) erfahren und die Teflonringe werden sich abnutzen (Materialverlust). Dies kann zu einer Verschlechterung der Leistung führen. Die statischen O-Ringe der Dichtung werden ebenfalls einen beträchtlichen Druckverformungsrest erfahren und können eventuell undicht werden. Daher besteht die Notwendigkeit einer Ersatzlösung für die Dichtungen für diese Vanos Einheiten.
Einige Formulierungen haben mir nicht gefallen, deshalb habe ich den Text angepasst.
Ein große Schwachstelle ist der Bruch der Auslassnockenwellen-Kettenradnabe bzw. die Vanos Ölpumpen-Treiberlaschen. Es gibt zwei Laschen und eine oder beide können brechen.
Diese Vanos verfügt über eine Zusatz-Ölpumpe, um einen hohen Öldruck für die Vanos-Funktion bereitzustellen. Der hohe Öldruck ermöglicht eine schnelle und präzise Positionierung der Vanos-Kolben und somit der Motorsteuerung. Bei diesen Vanos wird die Ölpumpe von der Auslassnockenwelle angetrieben. Da der Vanos-Auslasskolben in der Mitte der Nockenwelle positioniert werden muss, ist der Ölpumpenantrieb aussermittig. Somit werden zwei um 180 Grad versetzte Mitnehmer zum Zentrieren des Antriebs verwendet. Die Vanos hat eine Ölpumpenscheibe mit zwei Löchern und die Auslassnabe hat zwei Mitnehmerlaschen, die in die Löcher der Ölpumpenscheibe eingeführt werden.
Eine oder beide Mitnehmerlaschen können brechen und Vanos-Fehlfunktions- und Motorfehlercodes verursachen. Ein gebrochener Mitnehmer kann in der Bohrung der Vanos-Ölpumpenscheibe stecken bleiben oder in die Ölwanne fallen. In seltenen Fällen kann er zwischen Kette und Ritzel stecken bleiben und einen Motorschaden verursachen.
Der Ölpumpenantrieb bricht entweder durch zu hohe Rotationsdruckkraft oder durch ratternde Schlagkraft. Die Inspektion der Bohrungen der Vanos-Ölpumpenscheibe zeigt häufig Wandvertiefungen in den Eingriffspositionen der Dreh- und Gegendrehscheibe. Die gegenläufigen Eindrücke zeigen eine ratternde Schlagbewegung an. Eine dynamische Schlagbewegung kann auch deutlich höhere Kräfte als die reine Druckkraft erzeugen.
Diese Ölpumpenantrieb-Konstruktion wurde erstmals beim Euro S50 Doppel-Vanos Motor eingesetzt. Aber beim Euro S50 Doppel-Vanos stößt man nur selten auf einen Mitnehmerbruch. Der Vergleich der Euro S50-Doppel-Vanos und der S54-Konstruktionen zeigt die konstruktiven Änderungen, die für den S54 vorgenommen wurden. Die Mitnehmerlasche der S54-Auslassnockenwelle wurde um 3mm verlängert, wobei 2,5mm für neue große Fasen verwendet wurden. Auch der Durchmesser der Ölpumpenbohrung wurde um 0,7mm vergrößert.
Es ist offensichtlich, dass diese Änderungen vorgenommen wurden, um den Einbau der Vanos in den Motorkopf zu erleichtern. Bei dieser Montage müssen die Bohrungen der Vanos-Ölpumpenscheibe mit den Mitnehmerlaschen der Nockenwelle ausgerichtet und die Scheibenbohrungen auf die Laschen gesteckt werden. Große Fasen an den Laschen und die Vergrößerung des Scheibenlochdurchmessers erleichtern die Montage.
Die Verlängerung der Mitnehmerlaschen scheint keine Veränderungen der Ölpumpenleistung zu verursachen. Die neuen Ölpumpen-Scheibenbohrungen sind tief genug, um die zusätzliche Länge aufzunehmen, und diese zusätzliche Länge ist meist eine Fase und greift daher nicht in die Bohrungswand ein.
Aber die Erhöhung des Lochdurchmessers des Adapters kann das Problem des Treffens des Antriebs erheblich beeinflussen. Der Euro S50 Doppel-Vanos-Ölpumpen-Scheibenlochdurchmesser beträgt 10,00 mm und die Laschenbreite 9,60 mm. Dies ergibt ein seitliches Spiel von 0,40 mm zwischen den Laschen. Der Lochdurchmesser der S54-Vanos-Ölpumpenscheibe beträgt 10,70 mm und die Breite der Lasche beträgt 9,70 mm. Dies ergibt ein Spiel von 1,00 mm innerhalb der Bohrung. Dies stellt eine zweieinhalbfache Vergrößerung des Spiels von Lasche zu Bohrung gegenüber dem Euro S50 Design dar. Diese deutliche Vergrößerung des Freiraums kann wesentlich höhere Schlagkräfte ermöglichen und ist somit wahrscheinlich die Ursache für den Bruch des Mitnehmers.
Ein Vergleich der Euro S50-Doppel-Vanos und S54-Vanos Ölpumpen-Scheibenlocheindrücke zeigt, dass der S54 in Drehrichtung der Ölpumpe deutlich tiefere Verformungen verursacht. Die Bohrungseinkerbungen führen zu einer Vergrößerung des Spiels zwischen den Laschen und der Bohrung und können somit die Schlagkraft der Lasche gegen die Bohrung noch weiter erhöhen. S54 Fahrzeuge, bei denen die Laschen gebrochen sind, zeigen in der Regel signifikante Ölpumpenscheiben-Locheinkerbungen in Drehrichtung.
BMW hat sich bereits in der Vergangenheit mit der Vanos-Problematik beschäftigt und hat sich dafür entschieden, die Probleme nicht zu thematisieren: "Es wird keine weitere Entwicklung stattfinden". Neue (umgebaute) Vanos werden mit den gleichen Ölpumpenscheiben mit den gleichen großen Bohrungen verkauft. BMW liefert die Vanos-Ölpumpenscheibe nicht als separates Teil.
Wenn nun die obige Hypothese richtig ist, gibt es eine einfache Antwort auf das Problem des Mitnehmerbruchs. Die Verringerung der Lochdurchmesser in der Ölpumpen-Mitnehmerscheibe. Es gibt drei mögliche Ansätze, um dies zu erreichen. Erstens kann eine Hülse in die Bohrung eingesetzt werden, um den Durchmesser zu reduzieren. In der Praxis hat dies nicht gut funktioniert, da die Hülse in die vorhandenen Lochvertiefungen eingedrückt ist und die Hülse dadurch reißen könnte. Zweitens kann eine neue Scheibe hergestellt werden. Die metallurgische Inspektion der Scheibenmittelbuchse zeigt an, dass sie molekular mit der Scheibe verschmolzen ist. Dies ist eine sehr spezielle Technik, die von den Automobilherstellern für Nockenwellen- und Kurbelwellenlager verwendet wird und nur von wenigen Firmen weltweit exklusiv für Automobilhersteller hergestellt wird. Die Buchse ist nur 0,5mm dick und kann daher nicht durch eine eingepresste Buchse ersetzt werden, ohne sie zu verdicken und andere konstruktive Aspekte der Scheibe zu verändern, die den Ansatz unbrauchbar machen. Drittens können neue Löcher in die Scheibe um 90 Grad versetzt zu den bestehenden Löchern gebohrt werden. Die Löcher müssen genau 180 Grad voneinander entfernt sein und genau den gleichen Durchmesser haben, damit beide Mitnehmerlaschen gleichzeitig in die Lochseiten eingreifen können.
Eine Vanos-Ölpumpenscheibe mit neu gebohrten kleineren Löchern kann über Beisan Systems (bee-saan), www.beisansystems.com/products, bezogen werden. Der Lochdurchmesser der Scheibe beträgt 9,80mm. Dies lässt ein Spiel von 0,10 mm zwischen der Mitnehmerlasche und den Lochseiten und ist eine weitere Reduzierung gegenüber dem Euro S50 Doppel-Vanos um 0,40 mm Spiel. Diese Spielreduzierung soll den gelegentlichen Laschenbruch, der bei den Euro S50 Doppel-Vanos auftritt, eliminieren. Sie kann auch das gelegentliche Festfressen der Ölpumpe und Schäden, die auftreten können, beheben.
Diese Vanos-Kolbendichtungen und statischen Dichtungs-O-Ringe, mit Ausnahme des kleinen O-Rings am Öldruckbegrenzer, sind aus den richtigen Materialien hergestellt und erleiden keinen vorzeitigen Ausfall. Mit der Zeit werden die O-Ringe der Kolbendichtung jedoch einen bemerkenswerten Druckverformungsrest (Abflachung) erfahren und die Teflonringe werden sich abnutzen (Materialverlust). Dies kann zu einer Verschlechterung der Leistung führen. Die statischen O-Ringe der Dichtung werden ebenfalls einen beträchtlichen Druckverformungsrest erfahren und können eventuell undicht werden. Daher besteht die Notwendigkeit einer Ersatzlösung für die Dichtungen für diese Vanos Einheiten.
Einige Formulierungen haben mir nicht gefallen, deshalb habe ich den Text angepasst.
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