Kalter N43 rattert wie Nähmaschine

Elias

Elias

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27 Februar 2006
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0si
Liebe Gemeinde,
neben dem Z4 habe ich noch einen 318i (Facelift Kombi, Bj 2009) in Gebrauch, der mit einem Magermix-Motor N43B20A ausgerüstet ist und inzwischen 166.000 km abgespult hat.

An sich gibt es für dieses Fahrzeug passendere Foren. Da ich aber seit Jahren hier "zu Hause" bin und die Erfahrung gemacht habe, dass es hier auch Experten gibt, die zu anderen als den hier im Fokus befindlichen Z-Modellen qualifizierte Aussagen treffen können, möchte ich es auch hier versuchen, Hilfen zur Lösung zu finden.

Anfangs war alles prima. Bei einer Laufleistung von ca. 30.000 km begann der Motor dann, wie eine Nähmaschine zu rattern. Aber nicht immer, sondern reproduzierbar nur in folgender Situation:
  • Wagen ist kalt (d. h. mehrere Stunden nicht gelaufen, insbesondere über Nacht gestanden - Außentemperatur spielt aber kaum eine Rolle),
  • Wagen ist mindestens 300 m gefahren,
  • Motor läuft im Teillastebereich, anfangs nicht im Schub, später auch im Schub
  • Motor dreht zwischen 1500 min^-1 und ca. 2200 min^-1 - nie unter 1500 min^-1
Im beschriebenen Bereich rattert der Motor also, als ob die Ventile jeden Moment durch den Zylinderdeckel kommen wollten, so dass es mir schon immer peinlich war, mit dieser Geräuschkulisse durch den Ort zu fahren. Wenn der Motor dann Betriebstemperatur erreicht, ist alles im Lot, keine besonderen Geräusche, normale Leistung, unauffälliger Verbrauch.

Im Laufe der Zeit wurde es langsam schlimmer, ohne sich grundsätzlich zu verändern, also das Drehzahlband etwas größer, etwas länger in den Warmbetrieb hinein, lauter etc.

Bei ca. 85.000 km wurde nachgesehen, ob die Steuerkette bzw. deren Spanner Probleme machen. Das war nicht der Fall. Weil aber der Motor so weit schon offen war, wurden Kette und Spanner trotzdem getauscht. Hinsichtlich Rattern keine Änderung.

Ab ca. 130.000 km wurde es so stark, dass auf dem Höhepunkt des Ratterns (klingt inzwischen nicht mehr nur wie eine Nähmaschine, sondern wie ein ausgeleierter Mähbalken am Traktor) die Motorlampe anging (die große unten im Display) mit der Aussage (lt. Bedienungsanleitung), dass jetzt die Abgaswerte nicht mehr garantiert werden können. Aber das Tollste: In dem Moment, wo der Gong erklingt und die Motorlampe angeht, hört das Rattern schlagartig auf und der Motor läuft, wie die Kirche es verlangt.

Zwischenzeitlich ging zusätzlich auch die kleine Motorlampe oben rechts im Dispay gelegentlich an. Dabei wurde dann im Fehlerspeicher abgelegt, dass der Öldruck (gelegentlich) zu gering sei. Inzwischen wurde deshalb das Hydraulikventil und der Öldrucksensor ausgewechselt. Ergebnis: keine Änderung.

Dann der Fehler 2A99: "Synchronisation Auslass-Nockenwelle (Bank 1) zu Kurbelwelle - Wert außer Bereich". Aus diesem Grund Tausch der beiden VANOS-Magnetventile, um zu sehen, ob der Fehler zur Einlassseite wandert. Nach der ersten Nacht kam beim Warmlaufen wieder die große Motorlampe wie zuvor. Noch vor dem nächsten Fehlerspeicherauslesen kam dann bei Vollast (ca. 210 km/h auf dem Tacho; real 200) Gong und rote Öllampe. Ölstand war dann ca. 20% (Min = 0%, Max = 100%). Motor aus, Motor an: Kein Ölstand mehr beanstandet. Dann Fehler ausgelesen:
  • 2A99: "Synchronisation Auslass-Nockenwelle (Bank 1) zu Kurbelwelle - Wert außer Bereich"
  • 30C1: "Öldruckregelventil - Ansteuerung fehlt / fehlerhaft" (Jawohl, das gerade erst ausgetauschte!)
  • 2A85: "Nockenwellensteuerung - Ansteuerung Auslass-Nockenwellenmagnetventil fehlerhaft"
Rattern wie vor, Magnetventilfehler ist nicht auf die Einlassseite gewandert, BMW-Werkstatt empfiehlt umölen auf ein dickeres Öl, was mir aber unsympathisch ist, weil es mit Sicherheit nicht die Ursache beseitigt.

Ich danke schon einmal jedem, der bis hierher gelesen hat. Nach dieser leider sehr langen Schilderung die Kernfrage: Kann jemand zur Lösung dieses Problems beitragen? Ich habe schon viel dazu gesucht und gelesen, aber was ich fand, trifft die Sache jeweils nur teilweise. Vage Vermutungen scheinen hier nicht mehr weiterzuhelfen. Daher versuche ich jetzt diesen Weg.
 
Kann entweder die Valvetronic sein die gerne einläuft oder die Rechteckdichtung der Vanos wodurch Öldruck fehlt.

Hätte erst Kette gesagt, aber die ist schon gemacht.
 
Ich versuche derzeit vor allem, die Vorgänge zu verstehen. Daher zwei Fragen dazu:

Passt die Valvetronic als "Verdächtige" dazu, dass das Problem
1. mit steigender Betriebstemperatur langsam aufhört und
2. im Notprogramm sofort aufhört?

Und generell für Valvetronic und auch VANOS: Weißt Du, wie der Regelprozess grundsätzlich abläuft? Verdreht sich also z. B. die Nockenwelle im Zahnrad kontinuierlich oder springt die mit unterschiedlichen Zeitabständen (sprich: Tastverhältnis) immer von einem Anschlag zum anderen? Das letztere würde für mein Empfinden eher zum ratternden Geräusch passen, wenn es halt sehr schnell aufeinander "umschaltet".
 
Ist natürlich ohne den Motor selbst zu hören und zu sehen schwierig.

Dass es im Notprogramm aufhört kann schon sein, denn dann wird die Valvetronic "ausgeschaltet" und die Drosselklappe übernimmt den Job.

Bei der Valvetronic hast du eine Excenterwelle die er verstellt um den Ventilhub zu steuern. Das geht per Spindel an einem Elektromotor.

Vanos verdreht die Nockenwellen stufenlos. Das System arbeitet mit Öldruck und kann durchaus rappeln wenn Öldruck fehlt. Dann bräuchte man eine oder zwei neue Verstelleinheiten.

Um den Öldruck als Problem auszuschließen könnte man eine Druckmessung machen. Dann weiß man wenigstens ob die Ölpumpe fit ist.

Ansonsten wichtig bei dem Motor das Ölwechselintervall etwas kürzen und gutes Öl fahren.
 
In diesem Video wird ja die Drehzahl nicht vom Leerlauf wegbewegt. Daher bin ich nicht ganz sicher, ob es wirklich dasselbe Geräusch ist, aber wenn ich mir vorstelle, wie es wäre, wenn die Drehzahl verändert wird, dann könnte es durchaus sein.

Allerdings tritt das Geräusch bei meinem N43 nie bei Drehzahlen unter ca. 1500 min^-1 auf.

Was wieder ganz exakt genauso läuft, ist das sofortige Aufhören, wenn die Motorlampe angeht. Ich habe das Gefühl, dass dabei auch die ganze VANOS-Mimik abgeschaltet wird wie im Video.

Wenn es sich um VANOS handelt, ist dann davon auszugehen, dass es sich um die an vielen Stellen beschriebenen Dichtungen handelt, die man u. a. auch mit Beisan-Surrogaten ersetzen kann?
 
Nein, die Vanos hier ist "leider" schon die nächste Generation. Da gibts keine Dichtungen mehr die man tauschen kann. Wie du siehst kann man das ganze aber ganz gut ansteuern, das könnte z.b jemand mal machen oder deine Werkstatt. Oder die ganz simple Methode wie er im Video sagt, zieh einfach mal den Stecker ab und fahr dann ne Runde. Ist es weg, brauchst du eine oder zwei neue Verstelleinheiten für die Vanos. Eine kostet glaube ich um die 450€ + Einbau.
 
Oha. Wenn das so zutrifft, dann weiß ich nicht recht, ob ich mich freuen soll, dass die Ursache gefunden ist, oder ob ich mich ärgern soll, dass die Maßnahme so teuer wird.

Ich hoffe jedenfalls, dass ich morgen einen Soundfile erstellen kann, der vielleicht noch ein wenig mehr Klarheit in das Thema bringt.

Vielen Dank aber für Deine Erläuterungen!
 
So, nun habe ich mich an Soundfiles versucht.
Nachdem die Aufnahme fertig war, habe ich dann beim Abhören festgestellt, was ich alles hätte besser machen können ...

Gefahren bin ich bei +1°C und trockenem Wetter. Der Wagen hatte über Nacht gestanden. Bei der Aufnahme hat der Soundrecorder gewissermaßen auf dem Beifahrersitz gesessen und zugehört. Leider hörte er dabei viel mehr Fahrgeräusche (Reifen etc.), als man das so normalerweise wahrnimmt. (Man blendet offenbar viel mehr Geräusche aus, als man gemeinhin glaubt.) Außerdem hört man immer mal wieder so schleifende Geräusche, vor allem beim Anfahren. Die haben mit der Sache nichts zu tun, sondern sind durch meine Jacke entstanden, wenn ich etwas größere Bewegungen gemacht habe (Lenkrad, Handbremse etc.).

In der Nachbearbeitung habe ich versucht, die (niederfrequenten) Fahrgeräusche weitgehend auszublenden, damit die Reifen den Motor nicht übertönen. Insofern handelt es sich bei weitem nicht um lineare HiFi-Aufnahmen, sondern um den Versuch, es einigermaßen so klingen zu lassen, wie ich das als Fahrer wahrnehme.

Ich habe Sounddateien erstellt im Format mp3. Beim Versuch, die jetzt freudestrahlend hochzuladen, sehe ich aber, dass die Forensoftware das nicht unterstützt. Daher habe ich sie jeweils in ein Zip-Archiv umgewandelt. Das scheint zu gehen.

Rattern-1.zip
Die erste Datei beschreibt den Startvorgang des kalten Motors. Der Ausschnitt ist ca. 9 Sekunden lang. Nach dem Anspringen hört man von ca. 2 Sekunden bis ca. 4 Sekunden das „Rattern“, das dann abklingt und in das normale Leerlaufgeräusch übergeht.
In dieser Phase klingt der Motor nicht nur ratternd, sondern dabei ist er auch erheblich lauter, und zwar rund 6 dB.

Rattern-2.zip
Die zweite Datei beschreibt eine Fahrt, die mit dem Anfahren am Stoppschild beginnt und durch den Ort führt. Die Fahrt verläuft recht ruhig und geht bis in den 3. Gang, wo das Fahrzeug bei ca. 1700 min^-1 bei 40 bis 45 km/h gleichmäßig bewegt wird. Das ist selbst bei kaltem Motor nur im Teillastbereich. Zunächst hört man nur das normale Betriebsgeräusch, ab ca. 25 Sekunden beginnt ohne erkennbare Ursache bei weiterhin gleichmäßiger Fahrt das Rattern, das sich sogar leicht steigert und bei 38 Sekunden vom Gong abgelöst wird. Sofort hört das Rattern auf und der Motor läuft rund und etwa 3 dB leiser. Dass der Lautstärkeunterschied kleiner ausfällt als im Leerlauf, könnte damit zu tun haben, dass hier die Fahrgeräusche den Unterschied kleiner ausfallen lassen.

Ich weiß zwar nicht, ob das wirklich weiterhilft, aber es objektiviert etwas die mündliche Beschreibung.
 

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Die Soundfiles sind leider nicht sehr aussagekräftig. Vom Innenraum raus hilft das sowieso wenig.

Macht er eventuell nach dem Start solche Geräusche bis der Öldruck richtig da ist?

Das macht meiner zumindest sporadisch nach manchen Starts auch und soll normal sein. Wenns natürlich auch im Betrieb dauerhaft krach macht liegt die Vermutung wirklich nahe dass es die Vanos ist.

Wie schon mehrmals gesagt, steck doch einfach mal den Vanos stecker ab...
 
Ich kann nachvollziehen, dass die Soundfiles nicht sehr aussagekräftig sind. Besser ging es nicht beim Fahren im Innenraum.
Beim Anlassen entspricht es dem Geräusch, was im Filmchen kommt.

Danach findet es im Leerlauf nicht mehr statt, sondern nur noch während der Fahrt. Und für eine Aufnahme im Motorraum müsste ich meinen Soundrecorder in den Motorraum kleben. Ich schau mal, ob das geht.

Die Stecker werde ich abziehen. Allerdings wollte ich damit ein paar Tage warten, weil derzeit die Werkstatt noch immer wieder die Fehlermeldungen ausliest. Und ich möchte vermeiden, dass der Fehler "Stecker gezogen" andere (vielleicht relevante) Meldungen in den Hintergrund drängt.

Ich würde gern mit dem Stecker der Auslass-Seite allein anfangen. Weißt Du, ob das das obere oder untere Ventil ist?

Wenn es dann VANOS ist, und zwar die Auslass-Seite, hat es dann Sinn, nur die auszuwechseln, oder sollte man, wenn schon, dann auch beide Seiten auswechseln?
 
Auslassvanos sollte der obere sein, glaube ich zumindest.

Du kannst erstmal nur die kaputte Seite tauschen lassen. Aber ist dir überlassen ob du lieber beide tauschst. Sind wie gesagt um die 400€ pro Einheit Teilekosten.
 
Ich habe die Verstelleinheiten bei BMWFans.info gefunden. Dort stehen sie für 335 Euro, also sind ca. 400 Euro richtig.

Ich habe einen neuen Soundfile erstellt, indem ich den Soundrecorder in Schaumstoff gebettet (natürlich nicht die Mikrofone) und mit Windschutz versehen vorn rechts montiert habe. Vorn rechts heißt auf der Auslass-Seite des Motors neben dem Kühler gleich hinter dem Scheinwerfer. Auf die Ansaugseite wollte ich nicht gehen, um ggf. Zischen der strömenden Zuluft nicht aufzunehmen.

Das Ergebnis bringt aber wieder erstaunlich wenig Unterschied zwischen "rund" und "ratter". Vielleicht hat es auch damit zu tun, dass die laufenden Riemen mit ihren typischen Laufgeräuschen sich in den Vordergrund drängen. Daher verzichte ich darauf, diese Aufnahme auch noch aufzubereiten und einzustellen.
 
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