Optimale Ringe für das Herz des Motors

Stuttgart, September 2014 – Mit der „Power Cell Unit" bietet MAHLE komplette und perfekt abgestimmte Systeme aus Kolben, Ringen, Bolzen, Zylinderlaufbuchse und Pleuel mit Lagerschalen für die Erstausrüstung an. Diese Komplettpakete bieten viele Vorteile – nicht zuletzt durch die optimale Abstimmung der Kolbenringe auf ihr jeweiliges Einsatzgebiet.

Verbrennungsmotoren sind hochkomplexe Systeme; ihre Einzelkomponenten erfüllen unter oft schwierigen Umgebungsbedingungen spezifische Aufgaben. Herzstück ist das Kolbensystem, das die bei der Verbrennung freigesetzte Energie in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umwandelt. MAHLE entwickelt beispielsweise für Nutzfahrzeugmotoren Kolben aus Aluminium oder Stahl in unterschiedlichen Bauformen. Sie halten Zünddrücken von mehr als 220 bar stand und ermöglichen eine Laufleistung der Nutzfahrzeugmotoren von weit mehr als eine Million Kilometern.

Diese enorme Leistungsfähigkeit ist aber nur durch das Zusammenspiel aller Komponenten in einem optimal abgestimmten Kolbensystem möglich. Hier ist das Denken in Systemen und Gesamtzusammenhängen gefragt. MAHLE legt seine Kolbenringe, Kolbenbolzen, Pleuel, Zylinderlaufbuchsen sowie Gleitlager und Lagerbuchsen deshalb sorgfältig auf den jeweiligen Einsatz aus und stimmt sie mit den anderen Komponenten genau ab. Nur das Gesamtpaket – die Power Cell Unit – mobilisiert zusätzliche Leistungsreserven und bietet die bestmögliche Performance. Bei optimaler Abstimmung aller Komponenten kann eine CO₂-Reduktion bis zu 5% erreicht werden.

Für jede Aufgabe den passenden Ring

Ein System aus mehreren abgestimmten Kolbenringen dichten nicht nur den Brennraum ab: Weitere Aufgaben sind die Ableitung der in den Kolben eingebrachten Verbrennungswärme in die Zylinderlaufflächen sowie die Steuerung des Ölhaushalts. Allerdings zeichnen sich neue Motorengenerationen durch steigende Temperaturen, Drücke und Drehzahlen aus. Außerdem steht immer weniger Öl zur Schmierung zur Verfügung, um die Emissionen des Motors so gering wie möglich zu halten.

Dies führt dazu, dass beispielsweise der erste Kolbenring noch stärker als bislang beansprucht wird. Bisher widersteht er diesen Belastungen dank einer durch Lichtbogenverdampfen (Physical Vapour Deposition = PVD) aufgebrachten Beschichtung. Künftig dürfte die größere thermische Belastung aber die Gefahr erhöhen, dass die herkömmliche Beschichtung abplatzt und der Verschleiß zunimmt.

MAHLE hat deshalb ein neues mehrschichtiges System entwickelt, das ebenfalls durch PVD aufgebracht wird. Es handelt sich dabei um wechselnde Nanoschichten aus Niobiumnitrid und Chromnitrid. NanoBium MIP290 erhöht die Dauerfestigkeit und thermomechanische Widerstandsfähigkeit des ersten Kolbenrings entscheidend. Erste Kolbenringe mit der patentierten neuen Beschichtung sind somit bestens für die Anforderungen künftiger Motorengenerationen gerüstet.

Beim dritten Ring eines modernen Kolbens, dem Ölabstreifring, steht hingegen die Regelung des Ölfilms an der Zylinderwand im Vordergrund. Seine Performance hat maßgeblichen Einfluss auf den Ölhaushalt und somit auf den Verschleiß im Kolbensystem. Es darf jedoch nicht zu viel Öl in den Brennraum gelangen, um die Emissionen des Motors nicht zu erhöhen. Für diesen Zielkonflikt hat MAHLE in den letzten Jahren einen zweiteiligen Ölabstreifring mit V-Shape-Design entwickelt. Diese spezielle Außenkontur des Rings sorgt dafür, dass die Tangentialspannungen, die den Ring gegen die Zylinderwand pressen, um bis zu 50 Prozent geringer sind. Zusätzlich überzieht MAHLE den Laufflächenbereich des Ölabstreifrings mit einer neuartigen PVD-Beschichtung auf Basis von Chromnitrid. Sie sorgt dafür, dass die Reibung minimiert und die Lebensdauer erhöht wird. Daneben können weitere technische Maßnahmen, etwa eine geringere Breite der Ringe oder eine Reduzierung der Tangentialkräfte auf die Ringe, ihre Leistungsfähigkeit erhöhen.

Derart optimierte Kolbenringpakete von MAHLE sind in der Erstausrüstung bereits vielfach im Einsatz. Und demzufolge auch bei MAHLE Aftermarket – denn was die Erstausrüstung bevorzugt, ist auch in der Reparatur die erste Wahl. MAHLE Kolbenringe entsprechen in allen Belangen den strengen Maßstäben der Erstausrüstung – durch hochwertige Materialien und präzise Verarbeitung. Bei normalen bis hohen Beanspruchungen werden Werkstoffe mit laminaren Graphiteinlagerungen verwendet, für höchste Anforderungen Grauguss-Werkstoffe mit eingelagertem Kugelgraphit oder Stahlwerkstoffe. Die Laufflächen der Kolbenringe können speziell beschichtet werden, um die Verschleißfestigkeit und Brandspursicherheit zu erhöhen.

Das MAHLE Produktprogramm für Kolbenringe bietet für jeden Motor den optimalen Kolbenring oder Kolbenringsatz – sei es in Erstausrüstungsqualität oder speziell für gelaufene Motoren, um Kompressionsverluste zu verringern und den Ölverbrauch zu reduzieren. MAHLE liefert Kolbenringsätze für nahezu alle Pkw-Otto- und -Dieselmotoren sowie Nutzfahrzeug-Dieselmotoren mit Kolbendurchmessern von 60 bis 160 Millimetern.

Über MAHLE

MAHLE ist der weltweit führende Hersteller von Komponenten und Systemen für den Verbrennungsmotor und dessen Peripherie sowie zur Fahrzeugklimatisierung und Motorkühlung. Rund 64.000 Mitarbeiter werden 2014 an 140 Produktionsstandorten sowie in zehn großen Forschungs- und Entwicklungszentren voraussichtlich einen Umsatz von rund zehn Milliarden Euro erwirtschaften.

Über MAHLE Aftermarket

MAHLE Aftermarket, der auf Ersatzteile und Service spezialisierte Geschäftsbereich, nutzt das Know-how aus der Serienfertigung der Erstausrüstung für das Produktprogramm im automobilen Aftermarket und beliefert Partner in Handel, Werkstatt und Motorinstandsetzung. MAHLE Aftermarket ist weltweit an 23 Standorten und weiteren Vertriebsbüros mit 1.670 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern vertreten. Der Geschäftsbereich verzeichnete 2013 weltweit ein Umsatzvolumen von 805 Millionen Euro.

Mehr über die MAHLE Aftermarket GmbH erfahren Sie unter: www.mahle-aftermarket.com