Ständige Optimierung für mehr Effizienz

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Stuttgart, September 2010 – Motorkomponenten und -systeme wie Kolben, Kolbenringe und -bolzen, Pleuel sowie der Ventiltrieb gehören zu den Kernkompetenzen von MAHLE. Für noch mehr Effizienz und Umweltfreundlichkeit werden sie kontinuierlich optimiert.

Das zunehmende Downsizing und immer schärfere Abgasgrenzwerte führen zu höheren Drücken und Temperaturen im Verbrennungsmotor. Werkstoff und Konstruktion müssen daher an die steigenden Anforderungen angepasst werden.

Bei Aluminiumkolben zum Beispiel setzt MAHLE auf die neue Legierung M174+, die noch bessere Festigkeitswerte bei hohen Temperaturen und thermischer Wechselbeanspruchung bietet.

Mit dem Advanced-Diesel-Casting-Verfahren erzielt MAHLE durch eine schnelle Abkühlung des Rohlings nach dem Abguss über große Bereiche ein sehr feines Gefüge. Auch das lokale Umschmelzen des Muldenrandes ermöglicht durch die schnelle Abkühlung ein lokal sehr feines Gefüge. In beiden Fällen neigt die Gefügestruktur weniger zu Anrissen und erhöht so die Lebensdauer der Kolben.

Für Nutzfahrzeugmotoren der oberen Leistungsklasse reichen jedoch lokal optimierte Aluminiumkolben nicht mehr aus. Hier bietet MAHLE mit den Stahlkolben-Bauarten FERROTHERM®, MONOTHERM®, MonoWeld® und MonoXcomp® maßgeschneiderte Lösungen für alle Ansprüche.

Bei Kolbenringen sorgt MAHLE mit einer Nano-Bor-Beschichtung für deutlich weniger Verschleiß. Für Pleuel hat man einen Schmiedeprozess entwickelt, mit dem das Gewicht um bis zu 25 Prozent und die Kolbenquerkraft deutlich sinken kann. Weniger Reibung und Verschleiß am Pleuelauge und Kolbenbolzen erreicht man dort mit beschichteten Oberflächen.

Bei den Lagern intensiviert MAHLE die Erforschung neuer Lagerschalenwerkstoffe. Ein Beispiel ist eine hochfeste Aluminiumlegierung mit einer Polymerbeschichtung, in der Aluminiumpartikel und Festschmierstoff enthalten sind. Diese Kombination zeichnet sich durch hervorragende Verschleiß- und Fressbeständigkeit aus und ist dadurch auch für Start-Stopp-Systeme und Hybridantriebe bestens geeignet.

Gewichtsreduzierte Kurbelwellen biegen sich im Betrieb stärker durch. MAHLE hat deshalb profilierte Lager mit einer Wölbung von etwa zehn Mikrometer konzipiert. Sie kompensieren die Durchbiegung der Welle an den Lagerkanten und minimieren so den Kantentrag, Verschleiß und die Lagerreibung.

Mit der geregelten Pendelschieber-Ölpumpe hat MAHLE eine patentierte Technologie mit sehr hohem Wirkungsgrad entwickelt. Je nach Regelstrategie und Fahrzyklus kann allein der Einsatz dieser Ölpumpe den Kraftstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß eines Fahrzeugs um drei bis vier Prozent verringern. Unter anderem bei großvolumigen Motoren, die mit niedrigerer Motorlast betrieben werden oder die einen höheren Öldruckbedarf haben – wie etwa Lkw-Dieselmotoren. Die innovative Ölpumpe ist volumenstromgeregelt. Das heißt, sie erzeugt Druck und Volumenstrom immer bedarfsgerecht, was die dazu erforderliche Leistung auf ein Minimum senkt. Die Regelung basiert auf dem Steuerdruck, der entweder am Pumpenausgang oder im Ölkreislauf abgenommen wird. Mit weiteren Schalt- oder Steuerventilen sind dann mehrstufige oder sogar vollvariable Regelungen von Öldruck und Ölmenge möglich.

 

Weitere Vorteile der Pendelschieber-Ölpumpe sind:

  • Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung und abrasive Partikel

  • Geringer Verschleiß, daher dauerhaft hoher Wirkungsgrad

  • Variabler Förderdruck und -volumen erlauben einen großen Einsatzbereich

  • Drehzahlfest bis zu 14.000 Umdrehungen pro Minute, dadurch Antrieb über Kurbelwelle oder Ausgleichswelle möglich

  • Kostenvorteile im Vergleich zu geregelten Flügelzellen- und Zahnradpumpen


Der MAHLE Konzern ist einer der 30 weltweit größten Automobilzulieferer. Mit den beiden Geschäftsbereichen Motorsysteme und -komponenten sowie Filtration und Motorperipherie zählt MAHLE weltweit zu den Top-3-Systemanbietern von Kolbensystemen, Zylinderkomponenten, Ventiltrieb-, Luftmanagement- und Flüssigkeitsmanagement-Systemen. In dem neuen Geschäftsbereich Industry werden die Industrieaktivitäten von MAHLE gebündelt. Dazu zählen die Bereiche Großmotoren, Industriefiltration sowie Kühl- und Klimatisierungssysteme.

MAHLE erzielte 2009 einen Umsatz von circa 3,9 Mrd. EUR und beschäftigt rund 43.000 Mitarbeiter an über 100 Produktionsstandorten und in acht Forschungs- und Entwicklungszentren.

 

 


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FERROTHERM®-Kolben

In Nutzfahrzeugmotoren der oberen Leistungsklasse sind hochfeste Stahlkolben im Einsatz. MAHLE setzte mit der zweiteiligen Kolbenbauart FERROTHERM® einen weltweiten Standard.


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MONOTHERM®-Kolben

Um die Anforderungen der Nutzfahrzeugmotoren der oberen Leistungsklasse zu erfüllen, entwickelte MAHLE den einteiligen geschmiedeten MONOTHERM®-Kolben.


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MonoWeld®-Kolben

Da die thermischen Anforderungen in Zukunft weiter zunehmen werden, haben die MAHLE Ingenieure mit den reibgeschweißten MonoWeld®-Kolben die Kühlungseffizienz weiter verbessert.


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MonoXcomp®-Kolben

Nutzfahrzeugmotoren für die zukünftigen Abgasnormen benötigen Kolben für allerhöchste thermische Beanspruchungen. Für dieses Aufgabenprofil sind die MonoXcomp®-Kolben dank ihrer zentralen Verschraubung und ihrem doppelten Kühlraum maßgeschneidert.


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PCU für Nfz

Oberstes Ziel von MAHLE bleibt – unabhängig von den Detailinnovationen – eine umfassend optimierte Power Cell Unit (PCU). Die PCU besteht aus Kolben mit Ringen und Bolzen, Zylinderlaufbuchse und Pleuel mit Lagerschalen. Der Kunde kann darauf vertrauen, ein optimal abgestimmtes Paket zu erhalten, das seine Ansprüche am besten erfüllt.


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Pleuel für Nfz

Bei Pleuel für Nutzfahrzeugmotoren arbeitet MAHLE an einem optimierten Schmiedeprozess, mit dem das Gewicht um bis zu 25 Prozent und die Kolbenquerkraft deutlich sinken kann. Eine geschickte Gestaltung der Pleuelaugen verbessert die Schmierungseigenschaften.


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Pendelschieber-Ölpumpe

Mit der geregelten Pendelschieber-Ölpumpe hat MAHLE eine patentierte Technologie mit sehr hohem Wirkungsgrad entwickelt. Je nach Regelstrategie und Fahrzyklus kann allein der Einsatz dieser Ölpumpe den Kraftstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß eines Fahrzeugs um drei bis vier Prozent verringern.


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Pendelschieber-Ölpumpe

Bei einer einfachen Regelung wird die Fördermenge der Pendelschieber-Ölpumpe über den Steuerdruck geregelt, der entweder am Pumpenausgang oder im Ölkreislauf abgenommen wird. Mit weiteren Schalt- oder Steuerventilen sind mehrstufige oder sogar vollvariable Regelungen von Öldruck und Ölmenge möglich.


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Pendelschieber-Ölpumpe

In der von MAHLE patentierten Pendelschieber-Ölpumpe ist ein Pendel drehbar im Außenrotor gelagert und wird mit dem exzentrisch angeordneten Innenrotor geführt. Jeweils zwischen zwei Pendeln entsteht dabei eine Förderzelle, die in sich sehr dicht ist.