Cooler Kolben von Federal-Mogul

Die Neuentwicklung Envirokool für Lkw-Motoren besitzt ein integriertes Kühlsystem. Es senkt die Kolbentemperatur und verringert den Ölbedarf im Motor.

Es wird immer heißer im Brennraum: Der Zwang zu einer immer effizienteren Verbrennung und nicht zuletzt die Einführung der SCR-Abgasnachbehandlung haben zu steigenden Temperaturen im Zylinder geführt – eine Entwicklung, die noch nicht abgeschlossen ist. Zwar verwenden die Lkw-Hersteller zunehmend Stahlkolben, aber auch deren Hitzebeständigkeit hat Grenzen.

Der amerikanische Kolbenhersteller Federal-Mogul Powertrain hat mit Envirokool deshalb ein neues Konzept mit einem in den Kolben integrierten Kühlsystem entwickelt. Der Stahlkolben Monosteel erhielt einen Kühlkanal mit einer Flüssigkeit, die für die gesamte Lebensdauer der Kolben eingeschlossen bleibt. Mit dieser Technik können zukünftige Motoren mit einer Kolbenboden-Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius über dem heutigen Stand betrieben werden, ohne die Lebensdauer dieses zentralen Motorbauteils zu gefährden, heißt es bei Federal-Mogul.

Dauerfüllung mit Öl und Edelgas

Und so funktioniert Envirokool: Mittels Reibverschweißung wird ein in den Stahlkolben integrierter Kühlmittelkanal geschaffen, anschließend mit Hochtemperaturöl und Edelgas befüllt und mit einer angeschweißten Verschlusskappe dauerhaft abgedichtet. Der Vorteil zu den heute üblichen offenen Kühlkanälen: Wird Motorenöl dort den hohen Temperaturen ausgesetzt, führt das zu Ölalterung, vermehrter Ölkohleablagerung und geringerer Kühlleistung.

Mit der Envirokool-Kühltechnik verhindert Federal-Mogul die Bildung von Ölkohle im Kühlkanal, sodass die Wärmeableitung über die gesamte Lebensdauer des Kolbens funktioniert. Dadurch lässt sich der Kühlölfluss zu den Spritzdüsen – die weiterhin für bestimmte Bereiche des Kolbens nötig sind – um 50 Prozent senken. Infolgedessen können auch die Arbeit der Ölpumpe reduziert, parasitäre Verluste verringert und letztlich der Wirkungsgrad des Motors verbessert werden.

Kolben-Präsentation auf der IAA Nutzfahrzeuge

Federal-Mogul hat bereits mehr als 1.400 Teststunden mit der neuen Technik absolviert. Außerdem laufen Entwicklungsprogramme mit verschiedenen Kunden für Motoren, für die ein Produktionsstart innerhalb der nächsten fünf Jahre vorgesehen ist.

Federal-Mogul Powertrain zeigt eine Auswahl seines Dieselkolben-Portfolios für schwere Nutzfahrzeuge auf der IAA in Hannover vom 21. bis 29. September 2016 auf dem Stand C28 in Halle 13.

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