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IAA 2013 Kolbenring-Beschichtung reduziert CO2-Ausstoß

| Redakteur: Michael Ziegler

Mit der Kolbenring-Beschichtung Duro Glide will Federal-Mogul Powertrain Lebensdauer und Reibleistung sowohl in Ottomotoren als auch in dieselmotorischen Anwendungen für leichte und schwere Nutzfahrzeuge verbessern.

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Mit der Kolbenring-Beschichtung Duro Glide kann laut Federal-Mogul eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 1,5 Prozent erreicht werden.
Mit der Kolbenring-Beschichtung Duro Glide kann laut Federal-Mogul eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 1,5 Prozent erreicht werden.
(Foto: Federal-Mogul)

„Duro Glide ist nicht nur eine Weiterentwicklung, sondern ein echter Durchbruch“, erklärt Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain. „Duro Glide übertrifft in Reibungswerten und Lebensdauer unser hochwertiges derzeitiges Ringportfolio – und das auch unter schwierigsten motorischen Bedingungen.“

In Tests erzielten mit Duro Glide beschichtete Kolbenringe wesentlich bessere Performancewerte als alle bislang bekannten Kolbenring-Beschichtungen. Damit kann laut Federal-Mogul eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 1,5 Prozent erreicht werden, was – je nach motorischer Auslegung – einer CO2-Reduzierung von bis zu drei Gramm pro Kilometer bei PKWs entspricht. Zusätzlich zur Effizienzsteigerung durch Reibleistungsreduzierung soll Duro Glide ebenso eine hohe Brandspurbeständigkeit bieten. Einsatzort sind daher insbesondere hochleistungs- und kraftstoffeffiziente Motoren, in denen unter anderem glattere Zylinderlaufflächen, niedrigviskose Öle in Verbindung mit anspruchsvollen Verbrennungsstrategien, erhöhte Temperaturen und Verbrennungsdrücke zu ungünstigen Schmierungsbedingungen führen.

50 Prozent weniger Verschleiß

Duro Glide basiert auf einer amorphen, besonders harten und kohlenstoffbasierten Beschichtung, welche die Gleiteigenschaften zwischen Oberflächen durch Bildung physikalisch und chemisch inerter Oberflächenzustände derart verbessert, dass Haftreibungseffekte vermieden werden. Die Schicht zeichnet sich durch eine diamantartige Struktur des Kohlenstoffs aus. Die damit einhergehende außergewöhnliche Härte und Verschleißbeständigkeit drückt sich entsprechend in niedrigen Verschleißraten aus, die laut Federal-Mogul bis zu 50 Prozent geringer sind, als die der bislang hochwertigsten Kolbenring-Beschichtungen.

„Die auf dem Markt erhältlichen, besonders harten, kohlenstoffbasierten Beschichtungen verfügen in der Regel über eine Dicke von wenigen Mikrometern. Höhere Schichtdicken verstärken insbesondere die Eigenspannungen, wodurch das Delaminationsrisiko, also die Gefahr einer Ablösung der Beschichtung, steigt“, erklärt Dr. Marcus Kennedy, Manager Physical Coatings bei Federal-Mogul.

Um diesen Effekt auszuschließen, hat Federal-Mogul ein Fertigungsverfahren entwickelt, mit dem sich für Kolbenringanwendungen lebensdauerbeständige Beschichtungsdicken von mehr als 20 Mikrometern erzeugen lassen. Dies ermöglicht eine Spezialbeschichtung auf Komponenten mit hohem Kontaktdruck wie es bei Kolbenringen der Fall ist. Eine neuartige Oberflächenbearbeitung stellt eine geringe Oberflächenrauheit der Kolbenringlauffläche sicher. „Für ein gutes Reibungs- und Verschleißverhalten ist eine sehr glatte Beschichtungsoberfläche notwendig, die wir bei Duro Glide mit herkömmlichen Fertigungsprozessen nicht erzielen konnten“, erläutert Kennedy.

Breites Anwendungsspektrum

Duro Glide ist für das gesamte Ringpaket, bestehend aus erstem und zweitem Kompressionsring und Ölring sowie für alle bekannten Kolbenringwerkstoffe aus Gusseisen oder Stahl einsetzbar. Bereits in 2014 sollen erste Serienanwendungen in verschiedene Projekte für Otto- und Dieselmotoren überführt werden.

Federal-Mogul wird Duro Glide auf der diesjährigen IAA in Frankfurt vom 10. bis zum 13. ausstellen.

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