amz_2010_09

technik automechanika
Verbrauchsärmer
als Vorgabe
_ Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffe hat
man bei Mahle einige Technologien weiterentwickelt. Dazu zählen neue
Material-Legierungen, Reduzierung der Reibwerte und der Abgaswärme. Der variable Förderdruck der Pendelschieber-
Ölpumpe ermöglicht einen großen Einsatzbereich.
Fotos: Mahle
Der Weg zu verbrauchs- und
schadstoffarmen Motoren
erfordert noch viel Kreativität
von den Entwicklungsingenieuren
in der Automobilindustrie.
Um diesen Trend weiter zu forcieren,
ist allerdings Druck von außen notwendig.
So sank dank der europäischen Gesetzgebung
beispielsweise der durchschnittliche
Kohlendioxid-Wert im Jahr 2008 pro Fahrzeug
um drei und ein Jahr später gar um
6,5 Prozent. Er lag damit im Schnitt erstmals
unter der Grenze von 154 Gramm
je Kilometer. Im Jahr 2010 wird eine weitere
Reduzierung um knapp vier Prozent
erwartet. Um weitere Ziele zu erreichen,
die durch die EU 5- und EU-6-Abgasgrenzwerte
definiert sind, müssen alle in der
Branche – vom Reifenproduzenten bis hin
zum Komponentenhersteller – ihr Scherflein
beitragen. Dazu zählt auch der Automobilzulieferer
Mahle. Um zum Beispiel
den Bereich Thermomanagement weiter
zu forcieren, hat das Unternehmen im
Oktober 2009 mit der KTM-Kühler GmbH
eine Vereinbarung über den Erwerb des
Automotive-Geschäfts am Standort Mattighofen/Oberösterreich
abgeschlossen.
Mahle komplettiert damit seine globalen
Aktivitäten für Öl-Wasser-Wärmetauscher
für Motor- und Getriebeanwendungen
und Ölfiltermodule.
InFoS In KürZE
Pendelschieber-Pumpe
Im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen hat die
Pendelschieber-Ölpumpe weitere Vorteile:
* Sie ist unempfindlich gegen Verschmutzung und
abrasive Partikel.
* Die Pendel sind durch den Außenrotor vor übermäßigem
Verschleiß geschützt. Somit behält die
Pendelschieber-Ölpumpe ihren hohen Wirkungsgrad
über die gesamte Lebensdauer.
* Variabler Förderdruck erlaubt einen großen
Einsatzbereich.
* Sie ist bis zu 14.000 Umdrehungen pro Minute
drehzahlfest, im Motor kann die Pumpe entweder
mit einer Kette, direkt mit der Kurbelwelle
oder mit der Ausgleichswelle angetrieben
werden.
* Im Vergleich zur geregelten Flügelzellenpumpe
und zur geregelten Zahnradpumpe hat sie darüber
hinaus Kostenvorteile.
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In der von Mahle patentierten Pendelschieber-Ölpumpe ist ein Pendel drehbar im Außenrotor
gelagert und wird mit dem exzentrisch angeordneten Innenrotor geführt.
Abgasrückführung vermindert
Schadstoffe und Verbrauch
Zur weiteren Senkung des Kraftstoffverbrauchs
und damit der Reduzierung von
Schadstoffemissionen, setzt Mahle auf folgende
drei Schwerpunkte:
- Motoren ohne AGR (Abgasrückführung),
Abgasnachbehandlung mit Oxidationskatalysatoren
(DOC),
- Partikelfilter (DPF) und SCR (engl. selective
catalytic reduction),
- Motoren mit einstufig gekühlten AGR-Systemen,
Abgasnachbehandlung mit DOC,
DPF und SCR,
- Motoren mit zweistufig gekühlten Hoch-
AGR-Konzepten, Abgasnachbehandlung
mit DOC und DPF.
Mit einem Hoch-AGR-Konzept ist keine
Stickoxid-Abgasnachbehandlung mehr
erforderlich, um die geforderten Grenzwerte
zu erfüllen. Diese Variante setzt
eine leistungsstarke, meist zweistufige
Kühlung des rückgeführten Abgases und
einen leistungsfähigen Partikelfilter voraus.
Dennoch ist das Konzept im Vergleich
das kostengünstigste und lässt sich in jede
Fahrzeug- und Motorenkombination integrieren.
Die Menge der AGR-Luftmasse ist
allerdings durch das Druckgefälle zwischen
Abgas- und Ladeluftleitung limitiert, das
insbesondere bei niedriger Motorlast und
-drehzahl nicht immer für hohe AGR-Raten
ausreicht. Für die geforderten AGR-Raten
von mehr als 40 Prozent muss der Ladeluftmassenstrom
angedrosselt werden, wodurch
sich der Kraftstoffverbrauch erhöht.
Um dem entgegen zu wirken, hat das
Unternehmen ein schnell rotierendes Luftventil
(SLV) entwickelt, das die konventionelle
Drosselklappe ersetzt. Ein bürstenloser
Gleichstromantrieb lässt die Klappe
synchron zur Motordrehzahl kontinuierlich
drehen. Das sorgt nicht nur für höhere
AGR-Raten von bis zu 50 Prozent, sondern
senkt auch das gesamte Temperaturniveau
und somit die Stickoxid-Emissionen.
Daneben ergeben sich mit dem SLV durch
eine Reduktion der Ladungswechselverluste
von nahezu 50 Prozent deutliche
Verbrauchsvorteile im Vergleich zu einer
konventionellen Hoch-AGR-Lösung mit
Drosselklappe. Die SLV-Technologie wurde
bereits an mehreren Nutzfahrzeug- und
Pkw-Dieselmotoren mit unterschiedlichen
Aufladungskonzepten erfolgreich erprobt.
Neue Fertigungsverfahren
im Kolbenbau
Komponenten und Systeme wie Kolben,
Kolbenringe und -bolzen, Pleuel sowie
der Ventiltrieb sind die Herzstücke jedes
Motors. Auch in diesem Bereich setzt
Mahle neue Fertigungsverfahren und
Werkstoffe ein. So zum Beispiel die neue
Legierung „M174+“ für Aluminiumkolben,
die noch bessere Festigkeitswerte