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Neue Gießtechnologien
unterstützen Downsizing
ZKG-Werkstoffe stellen sich neuen Herausforderungen
im Motorenbau
Downsizing ist in aller Munde - das Trendthema der Motorenentwicklung bringt
auf der einen Seite kleinere Hubräume und reduzierte Zylinderzahlen und auf der
anderen eine Leistungskompensation durch gestiegene spezifi sche Leistungen
und Zünddrücke mit sich. Nicht zuletzt bewirkt diese Entwicklung aber auch eine
evolutionäre Weiterentwicklung im Design von Zylinderkurbelgehäusen sowie
einen weiteren Anstieg der thermomechanischen Bauteilbeanspruchung, wobei
neben Kolben, Pleuel und Zylinderkopf insbesondere das Kurbelgehäuse betroffen
ist. Die KS Aluminium-Technologie GmbH stellt sich diesen Herausforderungen
mit der konsequenten Weiterentwicklung von Gießtechnologien.
Eine Folge, die sich aus dem
Downsizing ergibt, ist die
Benzindirekteinspritzung mit
ihrer unvermeidlichen, teilweisen
Benetzung der Zylinderlauffläche.
Aber auch Hochdrehzahlkonzepte
mit hohen Kolbengeschwindigkeiten,
neue Kraftstoffe wie SunFuel, GTL,
BTL oder Ethanol, Brennverfahren wie
Diesotto oder eine weitere Reduzierung
des Ölverbrauchs durch eine noch bessere
Abstreifwirkung der Kolbenringe haben
einen Einfluss auf moderne Zylinderkurbelgehäuse,
kurz ZKG.
Kernkompetenz Gießtechnik
Um den Anforderungen der jüngsten Vergangenheit
entsprechen zu können, waren
vor allem Weiterentwicklungen zur Verbesserung
der Materialeigenschaften
notwendig. Mittels eines zylinderdeckseitigen
Angusses oder eines Seitenangusses
im Niederdruck-Kokillenguss
kann durch eine intensive Kühlung eine
besonders schnelle Erstarrung der Lagerstühle
erreicht werden.
So entsteht eine feine Gefügestruktur von
weniger als 35 μm DAS (Dendritenarmabstand,
ein Maß für die Gefügefeinheit).
Diese modifizierten Gießverfahren haben
den Vorteil einer Reduzierung der Oxide
und Porositäten und erreichen eine Steigerung
der Zylinderdeckhärte. Die in
diesem Zusammenhang weiterentwickelten
Materialeigenschaften eignen sich
auch hervorragend zur Beschichtung der
Zylinderlaufflächen.
METALL | 65. Jahrgang | 1-2/2011
Auch auf Seiten der Druckgusstechnolgie
konnten Optimierungen in Form einer
besseren Vakuumtechnik mit einer stark
evakuierten Druckgießform erreicht
werden. Die Prozesskette verbesserte sich
dabei angefangen von der Schmelzereinigung
und einer exakten Füllmenge nach
dem Prinzip der Gießlöffeldosierung,
3-Zylinder Diesel Zylinderkurbelgehäuse (ZKG)
METALL-MAGAZIN
METALL-RUBRIK
über den Einsatz von rückstandfreiem
Kolbenschmiermittel für den Schusskolben
in der Füllkammer, einer optimierten
Hochdruck-Formsprühtechnik kombiniert
mit wachsfreiem Sprühmittel bis
hin zu einer Gießwerkzeugbeschichtung
sowie einer gleichmäßigen und intensiven
Formkühlung.
Steigendes Produktionsvolumen für
kleinere Motoren erwartet
Die Entwicklungsaktivitäten der OEMs
fokussieren sich mehr und mehr auf effiziente,
aufgeladene, hubraumreduzierte,
leichte und direkt einspritzende Verbrennungsmotoren,
die dazu kostengünstig
sein müssen. So befinden sich derzeit
aufgeladene Drei- und Vier-Zylinder
und teilweise auch schon Zwei-Zylinder-
Motoren für die automotive Anwendung
in der Entwicklungsphase.
Um diesem Trend zu entsprechen ist es
heute schon abzusehen, dass die KS Aluminium-Technologie
ihre Kompetenzen
und ihr Produktportfolio hinsichtlich
dieser kleineren Motorenmodelle erweitern
wird. Die Produktionszahlen könnten
sich damit von 2010 bis 2014 nahezu
verdreifachen.
Foto: Kolbenschmidt
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