Laserbearbeitung verbessert die Gleiteigenschaften von Oberflächen bei Zylinderbauteilen
Motoren verbrauchen weniger Öl

Weniger Verbrauch, mehr Leistung – im Wettlauf um das Auto der Zukunft suchen die Hersteller mit Hochdruck nach Innovationen bei der Motoren-Entwicklung.

KÖLN. Meist werden dabei nur kleine (Fort-) Schritte verwirklicht, doch jetzt konnte eine Forschergruppe um den Audi-Ingenieur Horst Lindner einen Durchbruch vermelden, der dem Team die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis 2004 eingebracht hat.

Die „UV-Laserbelichtung von Zylinderlaufbahnen“ reduziert nach Angaben der Entwickler den Ölverbrauch von Motoren um bis zu 75 Prozent und den Verschleiß der Zylinderlaufbahnen sowie der Kolbenringe sogar um bis zu 90 Prozent. Das Gemeinschaftsprojekt der Audi AG, der Uni Bayreuth und der Firma ATZ in Amberg setzt bei der Bearbeitung der Innenflächen von Zylindern an.

Die Rauigkeit der so genannten Zylinderlaufbahnen ist ein entscheidender Faktor für die Leistung und den Ölverbrauch des Motors. Damit der Motor möglichst leistungsfähig ist, müssen die Zylinderlaufbahnen so glatt wie möglich sein. Gleichzeitig müssen sie aber eine feine Struktur aufweisen, um einen Teil des Motoröls speichern zu können.

Zur Bearbeitung der Laufbahnen wird standardmäßig weltweit das „Honen“ eingesetzt. Ein zylindrisches Werkzeug, das mit Schleifkörpern besetzt ist, bohrt dabei die Zylinder in ein Werkstück aus Grauguss. Durch die spezielle Bewegung des Hon-Werkzeugs entsteht die gewünschte Struktur an den Innenwänden des Zylinders, mit der das Motoröl festgehalten werden kann – eine Struktur, die allerdings nicht optimal ist: „Bei diesem Verfahren wird eine ziemlich große Menge an Öl festgehalten, das wirkt sich negativ auf den Ölverbrauch und langfristig auch negativ auf den Verschleiß der Teile aus“, sagt Horst Lindner, der sich seit mehr als einem Jahrzehnt mit der Struktur von Zylindern beschäftigt. „Die Öl-Einsparmöglichkeiten sind sehr begrenzt bei dieser Art der Bearbeitung.“

Lindner und seine Kollegen haben deshalb nach einer anderen Möglichkeit gesucht, eine geeignete Struktur an den Zylinderlaufbahnen anzubringen. Sie setzen auf einen UV-Laser. Dieser verdampft die oberste Schicht der Laufbahnen. Dabei bilden sich unzählige feine Vertiefungen, in denen sich das Öl halten kann – eine deutlich effektivere Struktur als das bisherige „Kreuzriefenmuster“ beim Honen.

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