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Honsel
A L U M I N I U M I M A U t o M o b I L
Zylinderköpfe von Honsel für
die neuen vW-Dieselmotoren
Zu den Highlights, die Honsel
auf der diesjährigen Ausstellung
„Zulieferer Innovativ“ in Ingolstadt
präsentierte, gehörten die
Zylinderköpfe für die neuen, auf
Common Rail-Technologie basierenden
Zweiliter-Dieselmotoren
von Volkswagen und Audi, die im
VW Golf VI, Tiguan und Passat sowie
im Audi A3, A4 und Q5 zum
Einsatz kommen. Die Motoren
sind besonders sparsam und leistungsstark.
Mit steigender Effizienz nimmt die
Belastung der einzelnen Komponenten
zu, insbesondere der aus Aluminium
gegossenen Zylinderköpfe. Das
von Honsel eingesetzte Kipp-Kokil-
Im Kipp-Kokillenguss produzierter Zylinderkopf von Honsel
Cylinder head from Honsel, produced in permanent mould
tilt casting process
lengießverfahren ermöglicht es, die
hohen Anforderungen zu erfüllen und
die notwendige Gefügequalität zu gewährleisten.
Die Zylinderköpfe müssen vor
allem hohe Festigkeitsanforderungen
erfüllen, um die hohen Zünddrücke
zu ertragen, sind aber auch sehr
dünnwandig konstruiert, um während
des Motorbetriebs eine optimale
Brennraumkühlung zu gewährleisten
und insgesamt Gewicht einzusparen.
Da zudem eine besonders hohe Gussqualität
im Bereich des Brennraums
gefordert ist, werden sie im Kipp-
Kokillengießverfahren hergestellt.
Bei diesem Gießverfahren wird das
flüssige Aluminium über eine spezielle
Angussleiste turbulenzarm in
den Formhohlraum gefüllt. Während
des Gießvorgangs wird die Kokille gekippt,
was die Gefahr der Oxidbildung
des Aluminiums reduziert. Das Ergebnis
ist ein poren- und oxidarmes Gefüge,
auch in den nur 2,5 mm dünnen
Bauteilwänden. Dies ist besonders
wichtig, um das Potenzial des Aluminiumwerkstoffs
über den vollen
Querschnitt ausnutzen zu können.
Schließlich sind die Zylinderköpfe
gerade an diesen filigranen Stellen
besonders stark belastet.
Volkswagen hat Honsel schon in
einer sehr frühen Entwicklungshase
der neuen Dieselmotorenbaureihe
einbezogen,
sodass die gießereispezifische
Auslegung des
Bauteils und die
entsprechende
Fertigungsvorbereitung
in
sehr kurzer Zeit
umgesetzt werden
konnte. Innerhalb
von nur
zwölf Wochen
stellte Honsel
erste Prototypen
für Motorentests
zur Verfügung.
Im Zeitraum
von zwei Jahren
erfolgten die weitere Serienentwicklung
und der Aufbau der Serienfertigung.
Dabei halfen Formfüll- und
Erstarrungssimulationen, die Werkzeugauslegung
und Gießtechnik zu
optimieren. Parallel wurden Funktion
und Festigkeit des Bauteils zusammen
mit Volkswagen ständig weiterentwickelt.
Nachdem im November 2006 die
erste Seriengießmaschine in Betrieb
genommen wurde, lieferte Honsel allein
2008 rund 300.000 Zylinderköpfe
für den neuen Zweiliter-Dieselmotor
an Volkswagen.
Cylinder heads from
Honsel for new vW
diesel engines
Among the highlights which
Honsel presented at a suppliers
exhibition in Ingolstadt, Germany,
were the cylinder heads for the
Volkswagen Group’s new 2.0 litre
diesel engines with common-rail
high-pressure injection to be used
in the VW Golf VI, Tiguan and Passat,
as well as the Audi A3, A4 and
Q5. These engines are especially
economical and powerful.
With increasing efficiency, however,
stress on the individual components
grows, especially on the cylinder
heads cast in aluminium. The permanent
mould tilt casting method
applied by Honsel meets these high
demands and contributes to the required
structural quality.
To cope with the high ignition pressures,
the cylinder heads have to meet
high demands regarding strength. At
the same time, they are designed with
very thin walls to ensure optimum
combustion chamber cooling and to
reduce the overall weight.
As a particularly high casting quality
is also needed in the area of the
combustion chamber, they are produced
in the permanent mould tilt
casting method. In this casting process,
the liquid aluminium is poured
into the mould cavity with low turbulence
via a special gating strip. The
mould is tilted during the casting
process to reduce the risk of the aluminium
forming oxides. The result is a
low-pore and low-oxide joint, even in
the only 2.5 mm thin walls of the component.
This is especially important to
exploit the potential of the aluminium
over the entire cross-section. After all,
the cylinder heads face particularly
strong loads at these delicate points.
Volkswagen involved Honsel already
at a very early stage into the development
of the new series of diesel
engines, so that the foundry-specific
design of the component and the corresponding
production preparation
could be realised in the shortest possible
time: Honsel provided the first
prototypes for engine testing within
only twelve weeks. Further series de-
26 ALUMINIUM · 9/2009