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Federal-Mogul Neuer Aluminium-Kolben für Hochleistungs-Dieselmotoren

| Redakteur: Christian Otto

Federal-Mogul hat einen Aluminium-Kolben entwickelt, der eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist. Der Kolben ist für extrem starke Dieselmotoren geeignet und hat seinen ersten Einsatz im Triple-Turbo 3.0-Liter Diesel Motor des BMW M550d xDrive.

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Der hochgesetzte Kühlkanal in den Aluminiumkolben von Federal-Mogul ermöglicht eine effiziente Wärmeabfuhr von Kolbenrand und Mulde. Motorenhersteller können so Zündtemperaturen und -drücke erhöhen.
Der hochgesetzte Kühlkanal in den Aluminiumkolben von Federal-Mogul ermöglicht eine effiziente Wärmeabfuhr von Kolbenrand und Mulde. Motorenhersteller können so Zündtemperaturen und -drücke erhöhen.
(Federal-Mogul)

Die Tendenz zum Bau leistungsfähigerer Dieselmotoren hält bei den Premium-Automobilherstellern an. Bei steigender Leistung und verbesserten Fahreigenschaften wollen die OEMs gleichzeitig die CO2-Emission und den Kraftstoffverbrauch senken. Bisherige Kolbenkonstruktionen stießen bei einer Ausgangsleistung von mehr als 90 kW pro Liter aber an ihre Grenzen. Federal-Mogul hat nun einen Aluminium-Kolben entwickelt, der die Anforderungen nach höherer Festigkeit und thermischer Leistung in extrem starken Dieselmotoren erfüllt. Als erster Hersteller setzt BMW den neuen Kolben in einem Triple-Turbo 3.0-Liter Dieselmotor seines Modells M550d ein. Das Fahrzeug verfügt über eine spezifische Leistung von 93 kW pro Liter.

Gian Maria Olivetti, Vice President for Technology and Innovation der Powertrain Division von Federal-Mogul erklärt den verfolgten Ansatz: „Wir haben einen Aluminiumkolben mit der Festigkeit und den thermischen Charakteristiken entwickelt, die Hochleistungsdieselmotoren brauchen. Unsere Komponenten arbeiten auch unter hohen thermischen und mechanischen Belastungen effizient. Gleichzeitig senken sie die Gefahr von Kohlenstoffablagerungen im Motor, der durch das ungewollte Cracken des Motoröls entsteht.“

Spezielle Fertigungsverfahren und Qualitätskontrollen

Die Ausgestaltung des Aluminium-Kolbens basiert auf dem von Federal-Mogul konzipierten Dura Bowl-Prozess. Laut Unternehmen wird bei diesem das Aluminium rund um den Rand der Kolbenmulde lokal aufgeschmolzen. Dadurch verfeinert der Hersteller die Mikrostruktur des Aluminiums und verbessert gleichzeitig die Ermüdungsfestigkeit des Materials. Insgesamt entsteht ein verstärkter Muldenrand, der hohen mechanischen und thermischen Belastungen widerstehen soll. Zusätzlich sollen auch die Ringträger und die Kolbenbuchsen zur gesteigerten Leistungsfähigkeit des Kolbens beitragen.

Im Kühlkanal des Kolbens fließt das Kühlöl so nahe wie möglich an der Kolbenmulde entlang und soll so eine maximale Kühlwirkung erreichen. Da der Kühlkanal näher an Kolbenrand und Mulde sitzt, muss der Gießprozess noch präziser und zuverlässiger ablaufen. Federal-Mogul hat für die dafür nötige Qualitätskontrolle eine neue Technik der zweidimensionalen Ultraschall-Untersuchung entwickelt.

Der Kolben wurde im Entwicklungszentrum für Aluminiumkolben im Nürnberger Werk von Federal-Mogul entwickelt.

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