Verschraubte Kolbenkonzepte werden seit den 1960er Jahren im Großmotorenbau eingesetzt. Typischerweise sind die thermischen und mechanischen Belastungen hier höher als bei heutigen Nutzfahrzeugen. Außerdem sind verschraubte Stahlkolben insbesondere wegen ihrer Langlebigkeit und Zuverlässigkeit im Großmotorenbau heute unverzichtbar. Aufbauend auf den Erfahrungen mit Kolben für den Großmotorenbau ist es Mahle gelungen, mit den 'MonoXcomp'-Kolben diese zuverlässige Verschraubungstechnik bei Nutzfahrzeugkolben aus Stahl anzuwenden. Die Herausforderung bei den 'MonoX-comp'-Kolben bestand darin, den begrenzten Bauraum optimal zu nutzen. Im Gegensatz zu Großkolben, bei denen teilweise auch noch zusätzliche Elemente (beispielsweise zur besseren Einleitung der Kräfte, insbesondere bei Aluminium-Unterteilen) verwendet werden, wurde die Anzahl der Komponenten und somit die Anzahl der Schnittstellen und möglichen Risiken minimiert. Der Kolben besteht nur aus drei Elementen, - dem Kolbenoberteil, an das direkt ein Dehnschaft und ein Schraubengewinde angeformt sind; - der Druckhülse, die das Muttergewinde und einen elastisch verformbaren Teil aufweist, an den ein geeigneter Kontaktbereich zur Kraftübertragung an das Kolbenunterteil angeformt ist; - dem Kolbenunterteil mit dem Gegenstück zum Kontaktbereich. Es hat einen angeformten Dehnkragen und kann sich im Innern tellerfederartig verformen. Die Auslegung der Verschraubung und der Spannungs- und Spielsituation der Auflageflächen zwischen Kolbenoberteil und Kolbenunterteil erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Der Montagevorgang erfolgt analog zum Verfahren bei Dehnschrauben. Die möglichen unterschiedlichen Materialien für Kolbenoberteil, Kolbenunterteil und Druckhülse führen zu einer optimalen Ausnutzung der Werkstoffpotenziale. Für die meisten auf dem Markt vorkommenden Nutzfahrzeugmotoren ist das neue Kolbenkonzept geeignet.
Verschraubte Nutzfahrzeugkolben für die Euro-6-Norm und folgende
Motortechnische Zeitschrift ; 70 , 2 ; 138-143
2009
6 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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