Ein Praxistest der Daimler-Benz AG mit Ventilen, Ventilführungen, Ventilsitzringen und Ventiltaschen aus Siliciumnitrid in Dieselmotoren ergab ermutigende Ergebnisse. Siliciumnitrid ist um 60 % leichter als Stahl und reduziert dadurch den Kraftaufwand für die Ventilarbeit. Weitere Vorteile gegenüber Stahl sind die Hochtemperaturbeständigkeit und -festigkeit sowie die geringe spezifische Wärmeausdehnung. Die Geräuschemission wird durch das um 40 % geringere Reibmoment deutlich reduziert. Gegenüber den Serienmotoren wurden 10 kg Gewicht und bei üblichen Fahrzyklen bis 8 % Benzin eingespart. In Japan werden bereits 700000 Glühkerzen, 300000 Turboladerrotoren sowie 200000 Kipphebel (nur Mitsubishi) und 80000 Wirbelkammern (nur Toyota und Isuzu) aus Siliziumnitrid in Großserien gefertigt. Brennkammern und Abgaskrümmer aus Keramik werden in Fahrtests geprüft. Um zusätzlich Gewicht zu sparen, sollen Kolben und Laufbuchsen aus mit technischer Keramik beschichteten Kunststoffen gefertigt werden. In Deutschland beurteilt man die Entwicklung zurückhaltend. Die mangelnde Duktilität der Keramik bei den im Betrieb auftretenden wechselnden mechanischen und thermischen Belastungen erlaubt keine einfache Materialsubstitution metallischer Teile. Die Integration von Keramikteilen beginnt in der Konstruktion. Die in CAD-Programmen integrierten Computersimulationen werden neue konstruktive Lösungen vorgeschlagen. Das heißisostatische Pressen der Keramikpulver soll durch das bei großen Stückzahlen günstigere Drucksintern ersetzt werden. Es fehlt ein kostengünstiges Prüfverfahren für die Entdeckung der Mikrorisse. Bisher experimentiert man mit dem Mikrofocusverfahren, der Ultraschallprüfung und der Tomographie.
Den Temperaturen zum Trotz. Steigt die Autoindustrie jetzt doch auf Keramik um?
Change the automobil industry to ceramics now?
Schweizer Maschinenmarkt ; 93 , 2 ; 46-49
1993
3 Seiten, 2 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Ventil , Siliciumnitrid , Kraftwagen , Gewichtsverminderung , Reibungsverlust , Sintern , Temperaturbeständigkeit , Warmfestigkeit , Wärmedehnung , Kraftstoffeinsparung , Zündkerze , Abgasturbolader , Kipphebel , Wirbelkammer , Ultraschallprüfung , Beschichten von Kunststoff , Röntgenprüfung , heißisostatisches Pressen , Tomographie , Dieselmotor , Temperatureinfluss , Ultraschallspektrometrie , Wärmebeständigkeit
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