Mahle: 100 Jahre Kolben und Antriebsstrang

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Vom Mittelständler zum Weltunternehmen

In den Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg setzte Mahle schon bald wieder Akzente im Motorenbau, mit neuen Kolbenlegierungen mit hohem Siliziumanteil, einem Vollschaftkolben und 1955 ersten Kolben aus der übereutektischen AlSi-Legierung. In den siebziger Jahren folgten die ersten Kolben aus Gusseisen mit Kugelgraphit für Lkw-Dieselmotoren. Im Jahr 1980 produzierte das Unternehmen erstmals Kolben mit formbearbeiteten Nabenbohrungen und 1985 den Ferrotherm-Kolben mit geschmiedetem Stahl-Oberteil und Aluminiumschaft, der für wesentlich höhere Belastungen geeignet war. 1989 folgten mit Keramikfasern verstärkte Aluminiumkolben speziell für hochbelastete Dieselmotoren.

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Komponenten für viele Branchen

Neben der Optimierung der Kernkompetenz „Kolben“ baute Mahle in allen Geschäftsfeldern in den vergangenen Jahrzehnten sukzessive das Portfolio aus. Kolbenbolzen, Kolbenringe, Zylindergehäuse, Zylinderbuchsen, Ventile, Nockenwellen, Filtration, Komponenten der Motorperipherie sowie Thermomanagementsysteme und etliche andere Produkte ergänzten – teils durch Akquisitionen – das Angebot. Parallel dazu baute der Zulieferer seine internationale Präsenz massiv aus. Mahle-Kolben und andere Motorkomponenten verrichten heute nicht nur in Straßenfahrzeugen, sondern beispielsweise auch in Fähr- und Kreuzfahrtschiffen, Lokomotiven, Baufahrzeugen, Industrieanwendungen und Kleinkraftwerken zuverlässig ihren Dienst. „Mit diesem Produktprogramm ist Mahle heute der weltweit führende Anbieter für Motorkomponenten“, fasst Wolf-Henning Scheider, seit Juli 2015 Vorsitzender der Mahle-Konzern-Geschäftsführung, zusammen.

CO₂-Effizienz: Direkt ist besser

Bei den Pkw-Dieselmotoren hielt Ende der achtziger Jahren die direkte Einspritzung Einzug, was die Performance der Motoren erhöht, ihnen aber auf mechanischer und thermischer Seite deutlich mehr abverlangt als früher. Besonders die Kolben leiden unter höheren Zünddrücken und Verbrennungstemperaturen. Mahle entwickelte deshalb 2001 mit dem gekühlten Ringträger ein Konzept, das durch einen Kühlkanal noch besser Wärme aus dem Kolbenoberteil und speziell der ersten Ringträgerzone abführt.

Einspritzdrücke bis 2.200 bar, Mitteldrücke bis 31 bar, Spitzendrücke bis 210 bar, Temperaturen von 400 bis 500 Grad Celsius sowie spezifische Leistungen von bis zu 100 Kilowatt pro Liter – die Anforderungen an moderne Pkw-Dieselmotoren sind immens. In diesem Umfeld geraten Aluminiumkolben bezüglich Festigkeit und Temperaturbeständigkeit langsam an ihre Grenzen. Stahlkolben, wie sie Mahle für Nutzfahrzeug-Dieselmotoren bereits seit Jahren einsetzt, bieten mehr Potenzial hinsichtlich Festigkeit und CO₂-Einsparung.

Stahlkolben auch für Dieselmotoren

Folgerichtig hat Mahle diese Technik für Pkw-Dieselaggregate weiterentwickelt und 2014 gemeinsam mit Renault in Serie gebracht. Zusätzlich kommen Stahlkolben – durch die höhere Festigkeit des Werkstoffs – mit einer geringeren Kompressionshöhe aus, was auch geringere Bauhöhen des Motors und somit zweistellige Gewichtseinsparungen zur Folge haben kann. Ein weiterer Vorteil sind die nun ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Stahlkolbens auf der einen und von graugussbasierten Zylinderbuchsen oder Kurbelgehäusen auf der anderen Seite, was die Reibleistung reduziert. Alle Vorteile addiert, sind etwa drei bis fünf Prozent Kraftstoffeinsparung durch Pkw-Stahlkolben möglich.

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