Neue Kolben von Federal-Mogul für besseren Wirkungsgrad bei Downsizing

Der neue Kolben von Federal-Mogul mit der Bezeichnung ‚Elastothermic‘ wurde für moderne Downsizing-Ottomotoren entwickelt und soll den Fahrzeugherstellern ermöglichen, die Literleistung und das Kompressionsverhältnisse von Motoren weiter zu erhöhen, ohne dabei deren Laufruhe oder Lebensdauer zu beeinträchtigen.

Der neue Kolben vereint laut Federal-Mogul die Vorteile der Elastoval-Ottokolbenbauweise – eine geringe Masse, reduzierte Reibung bei hoher Strukturfestigkeit – mit einem optimierten Kühlkanaldesign zwischen Topring und Kolbenboden.

Die verbesserte Kühlung senkt die Temperatur des Kolbenbodens und mindert das Risiko unkontrollierter Verbrennung, die in modernen, aufgeladenen Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung auftreten kann. Der neue Elastothermic-Kolben entstand in Federal-Moguls Forschungs- und Entwicklungszentrum in Nürnberg. Der Produktionsstart ist für 2013 geplant.

Gian Maria Olivetti von Federal Mogul: ‚Unser Elastothermic-Ottokolben integriert einen Kühlkanal zwischen Kolbenboden und erster Kolbenringnut. Mit ihm können Downsizing-Motoren mit höherer spezifischer Leistung und erhöhtem Kompressionsverhältnis realisiert werden – bei gleichzeitig niedrigem Kolbengewicht, hoher Strukturfestigkeit, geringer Reibung und gutem Geräuschverhalten.‘

Kurze Bolzenlagerabstützung

Der Elastothermic-Kolben ist das jüngste Ergebnis der Weiterentwicklung von Federal-Moguls Elastoval-Ottokolben. Elastoval zeichnet sich laut Hersteller durch kurze Bolzenlagerabstützung und reduziertem Abstand der Seitenwände aus. Die Bolzenaugenabstützung ist bevorzugt konvex ausgeführt. Die Seitenwandstärke kann auf bis zu 2,5 mm reduziert werden. Der Neigungswinkel der Seitenwände lässt sich zur Erhöhung der optimalen Struktursteifigkeit variabel anpassen. Zur weiteren Gewichtsreduzierung können optional tiefe Hinterschnitte mit Rippenabstützung zum Boden hinter dem Ringfeld eingegossen werden.

Tests haben gezeigt, dass der Elastothermic-Kolben die Temperatur des Bodens, am Feuersteg und im Arbeitsbereich des Toprings um bis zu 30 Kelvin reduziert. Dank der kühleren Bereiche an Kolbenboden und Feuersteg eröffnet das Konzept den Motorenentwicklern weiteres Potenzial für Leistung, Drehmoment und Kraftstoffeffizienz.

Hinzu kommt ein breiteres Kalibrierungsfenster mit reduziertem Risiko des Klopfens und der Frühentflammung. Zudem senkt der Elastothermic-Kolben die Temperatur der ersten Ringnut um bis zu 60°C auf unter 250°C. Dadurch reduzieren sich Ablagerungen von Ruß und anderen Verbrennungsrestprodukten.

Federal-Mogul wird die Elastothermic-Kolbentechnologie vom 10. bis 13. September 2013 auf der IAA in Frankfurt vorstellen.