Bis heute kamen in Serien-Pkw-Motoren nahezu ausschließlich Aluminiumkolben zum Einsatz. Da viele Studien den Verbrennungsmotor noch bis 2020 als dominierende Antriebsquelle ansehen, rentiert es sich für die Entwickler, diese Technologie weiter zu verbessern. So werden Stahlkolben in der Lage sein, spezifische Leistungen von 100 kW/l und mehr problemlos zu verarbeiten. Sie verfügen über geringere Reibungsverluste mit positiven Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch sowie über günstige Geräuschentwicklung. Ein von KS Kolbenschmidt entwickelter Stahlkolben wird noch in diesem Jahr bei einem namhaften Automobilhersteller in Serie gehen. Das Thema Downsizing ist vor allem für die Motorenbauer ein wichtiges Thema, liegt es doch an ihnen, kleine aber dennoch leistungsfähige Motoren zu entwickeln. Die Automobilhersteller legen auch hinsichtlich eines besseren Fußgängerschutzes Wert darauf, niedrige Motoren zu entwickeln, die sich in entsprechend niedrige und damit mehr sichere Vorderwagen einbauen lassen. Ein Kernelement in der Motorenentwicklung ist der Kolben. Dessen Größe und Bauform gibt bereits wichtige geometrische Abmessungen und Kenngrößen des Motors vor. Kolben aus Stahl lassen sich im Vergleich zu ähnlich belastbaren Aluminiumkolben deutlich kleiner gestalten, da sich ein Stahlkolben aufgrund der besseren Werkstoffkennwerte dünnwändiger auslegen lässt. Aus Stahl gefertigte Kolben ermöglichen ein besonderes Kühlraumdesign, das allerdings auch besonders wichtig wird: Da Stahl die Wärme schlechter abführt als Aluminium, ist eine exzellente Kühlung des Kolbens zwingend erforderlich. Der Aluminiumkolben für Dieselmotoren ist allerdings noch nicht tot, denn auch hier steckt einiges an Verbesserungspotenzial. So hat KS Kolbenschmitt eine Hochleistungs-Dieselkolbenlegierung für Pkw-Anwendungen in der Serienentwicklung. Mit dem neuen Werkstoff NDA (New Diesel Alloy) lassen sich sowohl die Thermoschock-Eigenschaften als auch die Dauerfestigkeit verbessern. Um die Lebensdauer der Pkw-Aluminiumkolben weiter zu steigern, setzt das Unternehmen in der Kolbenfertigung ein sogenanntes Muldenrand-Umschmelzverfahren ein. Dieses Verfahren trägt maßgeblich dazu bei, Muldenrandrisse zu vermeiden und erhöht die Kolbenlebensdauer um etwa 90 Prozent.
Sparsam und leise. Neue Kolbentechnologien halten Einzug im PKW
Economical and silent. New piston technologies arriving in car engineering
Krafthand ; 87 , 16 ; 44-45
2014
2 Seiten, Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Anwendung im Motorenbau , Aluminiumkolben , Pkw-Motor , technische Entwicklung , Trend (Entwicklung) , Technologievorhersage , Downsizing , Anwendung im Fahrzeugbau , Fußgängerschutz , Aluminiumkolbenlegierung , Thermoschock , Lebensdauer , Motorgeräusch , Geräuschminderung , Reibungsverhalten , Reibungsverlust , Kolbenkühlung , Dauerfestigkeit , Produktinformation
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