Unternehmen

Kontakt

Daimler AG, Ulm
www.mercedes-benz.de

Hirschvogel Holding GmbH, Denklingen
www.hirschvogel.com

KS Kolbenschmidt, Neckarsulm
www.kspg.com

Daten

30 % geringere Kompressionshöhe bedeutet Materialeinsparung
3 % geringerer Verbrauch bei Pkw-Dieselmotor

Auszeichnung

Preisträger in der Kategorie "Produkte aus Stahl"

Daimler, Hirschvogel, KS Kolbenschmidt

Kolben in Pkw-Motoren: Stahl statt Aluminium für mehr Effizienz

Stahl anstelle von Aluminium funktioniert bestens bei hochbelasteten Motorkomponenten in Dieselmotoren, den Kolben. Der von Daimler, KS Kolbenschmidt und dessen Kooperationspartner Hirschvogel gemeinsam entwickelte und weltweit erstmalig in Großserie eingesetzte Stahlkolben für Pkw-Dieselmotoren überzeugt mit einem bemerkenswerten CO2-Einspar- und hohem Leistungspotenzial.

Der Kolben ist eines der am höchsten beanspruchten Motorbauteile. Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion und der damit verbundenen CO2-Emissionsminderung basieren auf der Reduzierung der mechanischen Reibleistung, der Optimierung der Verbrennungsabläufe und dem Leichtbau. Bis zu 50 % der mechanischen Reibleistung im Motor werden von der Kolben/Laufbahngruppe verursacht. Die mechanischen und thermischen Anforderungen aus den Downsizing-Konzepten der Zukunft werden weiter steigen. Der Kolben aus Stahl ist durch sein innovatives Design und seine werkstoffbedingt hohe Beanspruchbarkeit für eine sehr kompakte und sogar leichte Bauweise mit hohen Leistungsreserven geradezu prädestiniert.

Geringerer Verbrauch und Schadstoffausstoß dank Stahlkolben

Ein Vorteil des Werkstoffs Stahl ist seine geringere Wärmedehnung im Vergleich zu Aluminium. Diese sorgt bei steigenden Betriebstemperaturen für ein wachsendes Spiel zwischen Stahlkolben und Aluminiummotorgehäuse und reduziert somit die innermotorische Reibung und damit den Verbrauch deutlich. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Wärmeleitfähigkeit. Damit steigt die Zündwilligkeit, und die Dauer des Verbrennungsprozesses wird reduziert. Im Ergebnis bewirkt der dadurch verbesserte thermodynamische Wirkungsgrad einen geringeren Verbrauch und verminderten Schadstoffausstoß.

Die hohe Festigkeit von Stahl erlaubt zudem konstruktiv eine deutlich kleinere Dimensionierung bei Kolbenhöhe und Wandstärke als bei Kolben aus Aluminium sowie neuartige Kühlkonzepte. So konnte z. B. die Kompressionshöhe des Kolbens um ca. 30 % reduziert werden, was nicht nur Bauraum-, sondern auch Gewichtsvorteile bedeuten kann. So kann mit dem Stahlkolben und einer innovativen Auslegung das Gewicht der Kolbengruppe im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden.

Der Stahlkolben besteht aus einem Schmiedeteil und wird durch ein patentiertes, innovatives Verfahren so umgeformt, dass ein geschlossener Kühlkanal entsteht. Dabei ist die realisierte geringe Wandstärke zwischen Kühlkanal und der heißen Zone des Kolbens der Schlüssel für eine effiziente Kühlung.

Zu mehr als 3 % weniger Verbrauch tragen diese innovativen Stahlkolben im aktuellen V6-Dieselmotor in der E-Klasse von Mercedes-Benz bei. Kolben aus Stahl werden auch in verschiedenen Vierzylinder-Motorisierungen bei Mercedes-Benz eingesetzt. Sie dokumentieren so die hohe Stahl- und Innovationskompetenz deutscher Automobilzulieferer und Fahrzeughersteller.


Bilder und Videos

Das könnte Sie auch interessieren