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08.07.2016 | Schwere Lkw | Nachricht | Onlineartikel

Federal-Mogul entwickelt Stahl-Dieselkolben mit Edelgas-Kühlung

Autor:
Andreas Burkert

Federal-Mogul Powertrain hat einen Stahlkolben mit Kühlmittelkanal entwickelt. Der im Kolbenboden integrierte EnviroKool-Kühlmittelkanal wird noch im Herstellungsprozess mit einem Hochtemperaturöl und Edelgas befüllt.

Federal-Mogul Powertrain hat einen Kolben mit Kühlkanal und einem darin eingeschlossenen Kühlmedium entwickelt. Angaben des Unternehmens zufolge ist dies die weltweit erste in den Kolben integrierte Kühlungstechnik. Der für den Schwerlastbereich entwickelte Monosteel-Kolben erhält dabei einen Kühlkanal mit einem Kühlmedium, das für die gesamte Lebensdauer der Kolben eingeschlossen bleibt. Diese Art der Kühlungstechnik sorgt auch bei Kolbenboden-Temperaturen von mehr als 100 °C über dem heutigen Standard für eine sichere Laufleistung des Dieselkolbens und kann auch mit oxidationsbeständigen Stahllegierungen oder Kolbenbeschichtungen kombiniert werden.

Dazu erklärt Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain, das Ziel der Entwicklung: "Die effizientere Verbrennung und höhere spezifische Leistung künftiger Dieselmotoren werden mit höheren Temperaturen im Brennraum einhergehen. Die Motorenhersteller sind allerdings bei ihren Entwicklungen durch die zu berücksichtigenden Maximaltemperaturen des Kolbenbodens eingeschränkt". Mit EnviroKool gelingt es laut Unternehmen, die Temperaturbegrenzungen herkömmlicher offener Kühlungskanäle, in denen Motorenschmieröl zur Kühlung verwendet wird, zu überwinden.

Bessere Kolben-Kühlleistung dank Edelgas

Mittels Reibverschweißung wird ein in den Stahlkolben integrierter Kühlmittelkanal geschaffen, der im Herstellungsprozess mit Hochtemperaturöl und Edelgas befüllt und anschließend mittels einer angeschweißten Verschlusskappe dauerhaft abgedichtet wird. "Wird Motorenöl dauerhaft hohen Temperaturen im offenen Kühlkanal ausgesetzt, führt das zu Ölalterung und vermehrter Ölkohleablagerung, was wiederum die Kühlleistung beeinträchtigt und die Überhitzung des Kolbens zur Folge haben kann", erklärt Keri Westbrooke, Director Engineering & Technology, Federal-Mogul Powertrain.

Mit den verbesserten Hochtemperatureigenschaften können die steigenden Temperaturen im Kühlkanal zuverlässig reguliert werden. Die Hitze unterhalb der Mulde, wo niedrigere Temperaturen herrschen, wird durch einen herkömmlichen Kühlölstrahl weggeführt. Die nun entwickelte Kühlungstechnik im Kolben verhindert laut Hersteller auch die Bildung von Ölkohle im Kühlkanal, sodass die Wärmeableitung problemlos über die gesamte Lebensdauer des Kolbens gewährleistet wird. Dies geschieht dabei so effektiv, dass sich der Kühlölfluss zu den Spritzdüsen um 50 Prozent senken lässt. Infolgedessen können auch die Arbeit der Ölpumpe reduziert, parasitäre Verluste verringert und letztlich der Wirkungsgrad des Motors verbessert werden. Die durch den Ölstrahl erzielte Kühlung des Kolbenbodens wird mit der Wärmeableitung durch den Kolbenbolzen, den Kolbenschaft und den Ringteil kombiniert.

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Quelle:
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