Zahnriemen in Öl: Er kann schmaler gebaut werden, als die trockenlaufende Variante und er ist nochmals leiser, denn das Öl reduziert nicht nur Reibung, es dämpft auch.
ContiTech
Zahnriemen oder Kette? Das fragen sich die Motorenentwickler, wenn sie sich für den optimalen Antrieb für die Nockenwellen entscheiden müssen. Die Antwort ist nicht einfach. Aktuell spricht aber mehr für die Nutzung eines Riementriebs.
In Europa nutzen mittlerweile viele Automobilhersteller den Zahnriemen in ihren Motoren. ContiTech liefert beispielsweise trocken laufende Zahnriemen unter anderem an Audi, Volkswagen, Volvo, Ford, Opel und PSA. Und auch andere Hersteller verwenden immer häufiger Antriebsriemen aus Kautschuk und Kunststoff. Denn Riemen haben entscheidende Vorteile gegenüber Ketten: Sie reduzieren den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen von Verbrennungsmotoren. Außerdem sind Zahnriemen leichter und laufen deutlich leiser. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich Riemen kaum längen.
Zahnriemen steuern mittlerweile nicht nur die Nockenwellen, sondern auch Einspritzsysteme und Ölpumpen. ContiTech-Entwickler denken bereits darüber nach, auch Ausgleichswellen durch einen Zahnriemen anzutreiben und damit Stirnräder überflüssig zu machen. Und sie setzen auf im Ölbad laufende Zahnriemen. "In neueren Motoren von Ford, PSA und Volkswagen kommen die Zahnriemen für Ölpumpenantriebe und Steuertriebe bereits zum Einsatz", sagt Ralf Berger, Leiter Key Account Management und Anwendungstechnik bei der ContiTech Power Transmission Group.
Zahnriemen in Öl: schmaler und leiser
Um Zahnriemen im Ölbad laufen zu lassen, hat ContiTech das Elastomer, das Gewebe und den Cord an die neue Umgebung angepasst. Neben Polyamid und Aramidgewebe mit teflonhaltiger Durolanbeschichtung kommen eine besonders haltbare Gummimischung aus ACN-HNBR (hydriertes Butadien Acrylonitril Elastomer) sowie E-Glas und K-Glas für eine hohe Längsstabilität zum Einsatz. Aufgrund dieser Bestandteile sollen selbst Verunreinigungen im Öl dem Riemen nichts anhaben können.
Der Vorteil des Zahnriemens in Öl: Er kann schmaler gebaut werden, als die trockenlaufende Variante und er ist nochmals leiser. Bei einer Kurbelwellenscheibe mit 19 Zähnen ließen sich bei einem Motor unter Volllast keine Geräusche feststellen, erklärt ContiTech. Denn das Öl reduziert nicht nur Reibung, es dämpft auch. Das ist wichtig, denn gerade die immer stärker gefragten Downsizing-Motoren laufen vom Prinzip her unruhiger. Hier könne ein Riemen helfen, Schwingungen zu minimieren und das Fahren angenehmer zu machen.
Zukunft für Ketten- und Riemenlösungen, Trend aber eher Richtung Zahnriemen
Auch Opel sieht bei den Zahnriemen zurzeit den Trend hin zu "in Öl laufenden Riemen". Allerdings glaubt man dort aber auch, dass längerfristig beide Systeme eine Zukunft haben. "Wir beschäftigen uns derzeit für die kommenden Opel-Motorgenerationen mit beiden Alternativansätzen: Ketten- und Riemenlösungen", sagt Ludger Münch, Director Engine Hardware Engineering bei GM/Opel, im MTZ-Report "Riementrieb versus Kettentrieb" (Seite 954) aus der MTZ 12/2013. Die Frage, welches System besser sei oder welches System zukünftig verstärkt in neuen Motoren zu finden sein wird, sei nicht leicht zu beantworten. Viele Kriterien würden eine Rolle spielen: Bauraum, Reibung, CO2-Emissionen, Systemgewicht, Geräuschcharakteristik, die Kosten und die Wartungsfreundlichkeit. Diese Anforderungen gelte es, gegeneinander abzuwägen.
ContiTech prognostiziert hingegen, dass sich der Marktanteil von Riementrieben weiter ausbauen wird. Die lange Laufleistung der Zahnriemen, die reduzierte Reibung und die geringe Geräuschentwicklung würden dafür sprechen. Auf mindestens zwei Drittel schätzen Experten den Marktanteil von Riementrieben bei europäischen Fahrzeugen im Jahr 2015 und auf über 70 Prozent im Jahr 2017, sagt ContiTech. Dabei werde sich der Anteil der Riemen, die in Öl laufen von heute 8 Prozent auf über 20 Prozent mehr als verdoppeln.