Für Kurbelgehäuse von Ottomotoren hat Aluminium den Grauguss als Standardwerkstoff bereits abgelöst. Dieser Trend setzt sich nun im Dieselmotorenbereich fort. Da für Kurbelgehäuse übliche untereutektische AlSi-Legierungen den tribologischen Anforderungen einer Zylinderlauffläche nicht genügen, wirft sich dabei die Frage nach geeigneten Zylinderlaufflächentechnologien auf. Dies war der Hintergrund für das im vorliegenden Artikel beschriebene Entwicklungsvorhaben, das sich zum Ziel setzte, die folgenden Technologien einem direkten Vergleich zu unterziehen: Grauguss-Lauffläche als Vergleichsbasis, thermisch gespritzte Liner auf Eisenbasis, Plasma-Coating der Zylinderbohrung, sprühkompaktierte Liner aus übereutektischer AlSi-Legierung sowie stranggegossene Liner aus übereutektischer AlSi-Legierung. Die Schwerpunkte dieser Vergleichsuntersuchungen waren: grundsätzliche Funktionsfähigkeit am Dieselmotor, Verschleiß von Kolbenringen und Zylinderlauffläche, Ölverbrauch sowie Reibung der Kolben-Baugruppe. Als Versuchsträger wurde ein Reihen-Vierzylinder-TCI-Dieselmotor mit Direkteinspritzung, einer Leistungsdichte von 50 kW/l und einem maximalen Zünddruck von 150 bar ausgewählt. Das Versuchsprogramm gliederte sich in folgende Schritte: 260-minütiges Einlaufprogramm, 50 h Nennleistungsdauerlauf als Screening-Test zur Vorselektion, 300 h Nennleistungsdauerlauf der drei Laufflächentechnologien mit den besten Screening-Ergebnissen sowie eines Referenzmotors mit Grauguss-Lauffläche. Es wurde eine vergleichende Messung der Reibung der Kolben-Pleuel-Baugruppe mittels Strip-Down-Analyse durchgeführt. Es zeigte sich, dass neuartige Spritzschichten und insbesondere auch Aluminiumlaufflächen gegenüber den im Großserieneinsatz verwendeten Grauguss-Buchsen Verbesserungspotentiale aufweisen. Es ist eine Frage des motorspezifischen Anforderungsprofils, welche der Parameter Verschleiß, Ölverbrauch, Motorreibung, Gewicht, Mindestzylinderstegbreite und Produktionskosten die höchste Priorität haben. Insbesondere bei Quereinbau ins Fahrzeug ist die Einsparung von Motorbaulänge oft der entscheidende Punkt, so dass buchsenlose Konzepte, wie z.B. das Plasma-Coating, zu bevorzugen sind. Hinsichtlich Motorreibung bieten Aluminiumlaufflächen ein sehr interessantes Potenzial. Hinsichtlich der Produktionskosten sind dagegen Grauguss-Liner ein harter Benchmark. Der erste Pkw-Ottomotor mit plasmabeschichteten Zylinderlaufflächen ging inzwischen in Serie. Für andere Laufflächen-Technologien gibt es jedoch noch deutlichen Entwicklungsbedarf.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    Zylinderlaufflächen für Aluminium-Dieselmotoren


    Additional title:

    Cylinder running surface for aluminium diesel engines


    Contributors:
    Sauerwein, U. (author) / Hick, H. (author) / Gosch, R. (author) / Feikus, J. (author) / Jakobs, R. (author) / Müller, M. (author)

    Published in:

    Publication date :

    2002


    Size :

    7 Seiten, 9 Bilder, 1 Tabelle, 15 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German