Neue Leichtbaukonzepte in Motorenkonstruktion und -bau: Antworten auf die veranderten Herausforderungen im modernen Fahrzeugbau

摘要

Moderne Hochleistungsmotoren mit steigenden Leistungsdichten bei gleichzeitig reduzierten Emissionen stellen immer hohere Anforderungen an die Einzelkomponenten. Gerade die grossten Bauteile des Motors, Zylinderkopf und -kurbelgehause, mussen dabei nicht nur den hohen thermischen und mechanischen Lasten standhalten, sondern auch der Forderung nach Gewichtsminimierung nachkommen. Die geforderte optimale Gewichtseffizienz kann nur durch den Einsatz von Leichtbauwerkstoffen erreicht werden. Verbesserte Fertigungsprozesse, weiterentwickelte hochfeste Legierungen sowie neue Laufflachenkonzepte rucken Aluminium immer starker in die Rolle des Standardwerkstoffs nicht nur fur Zylinderkopfe, sondern auch fur Zylinderkurbelgehause. Bereits in der Entwicklung von Zylinderkopfen und Motorblocken wird den engen Kosten- und Zeitzielen durch den konsequenten Einsatz von rechnerischen Simulationen begegnet. Vom Herstellungsprozess der Einzelkomponenten bis hin zur Betriebsfestigkeit im motorischen Einsatz konnen Entwicklungsingenieure mittlerweile auf geeignete Simulationsprogramme zuruckgreifen. Besondere Anforderungen werden an Zylinderlaufflachen, Lagerstuhle und Brennraumbereiche gestellt. Hier ist eine besonders hohe Kreativitat und Innovationsfahigkeit der Gusserzeuger gefordert. Weiterentwickelte Giessprozesse in Kombination mit materialtechnischen Fortschritten bieten heute Festigkeiten und Harten, die noch vor einigen Jahren nur mit hochwertigen Gusseisenlosungen denkbar waren. Im folgenden Vortrag werden aus Sicht des Gusslieferanten Losungen fur die steigenden Anforderungen an Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehause moderner Hochleistungsmotoren erlautert. Neuartige Kuhlkonzepte werden vorgestellt, die zu verbesserten Wirkungsgraden und Emissionswerten fuhren. Innovatives lokales Engineering, das die Steigerung der statischen und dynamischen Festigkeiten in den hochbelasteten Bereichen Laufflache, Lagerstuhle und Brennraumflache ermoglicht. Neue Ideen in Guss- und Bauteildesign, die zu optimalem Leichtbau beitragen.