Steine + Erden, Ausgabe 4/18: Neue Kolbenringtechnologie von Federal-Mogul Powertrain
 
 
Technik

Neue Kolbenringtechnologie von Federal-Mogul Powertrain

Kleines Teil mit großer Wirkung

Federal-Mogul Powertrain hat einen neuen Kolbenring für den Einsatz in Nutzfahrzeug-Dieselmotoren entwickelt, der die Gasabdichtung verbessert, indem er dynamische Ringbewegungen stabilisiert und den Ölfilm homogenisiert. Das Laufflächenprofil der neuen eLine-Ringe für den Einsatz in der zweiten Kolbennut wurde gezielt gestaltet, um Öl gleichmäßiger über den Zylinderbohrungsumfang zu verteilen und die Gaskräfte auf der Lauffläche zu reduzieren. Vorteile sind gesteigerte Motoreffizienz, erhöhte Lebensdauer und geringere Emissionen.

Prüfstandversuche mit eLine in verschiedenen Dieselmotoren haben eine deutliche Reduzierung des Blow-by-Gases um bis zu 20 Prozent gezeigt. Dies führt direkt zu einer Erhöhung des effektiven Mitteldrucks und kann so für eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs genutzt werden. Der Öffentlichkeit präsentiert Federal-Mogul Powertrain die neue eLine-Kolbenringtechnologie erstmals vom 20. - 27. September auf der diesjährigen IAA Nutzfahrzeuge in Hannover (Stand E33, Halle 4.1). „eLine ist die erste Kolbenringtechnologie für Nutzfahrzeuge, die das Öl umlaufend zu einem gleichmäßigen Film verteilt“, erklärt Dr. Steffen Hoppe, Director, Technology, Rings & Liners, Federal-Mogul Powertrain. „Das Design verbessert die Abdichtung von Verbrennungsgasen, schützt vor lokalem Ölfilmabriss, verteilt überschüssige Öltropfen, erhöht die Robustheit bei verminderter Ölviskosität und reduziert den Verschleiß. Das spezifische Laufflächenprofil wurde weiterhin ausgeführt, um radiale Ringinstabilitäten zu verhindern, die aufgrund des Trends zu höheren Verbrennungsdrücken immer häufiger auftreten.“

Umlaufende Nut

Ringe, die in der zweiten Nut von Nutzfahrzeugmotoren verwendet werden, sind überwiegend mit einem konischen Laufflächenprofil ausgestattet. Diese Ringe können einen homogenen Ölfilm nicht immer aufrechterhalten, z. B. im Falle von kritischen Bohrungsverzügen oder ungleichmäßiger Ölverteilung. Das konische Profil bietet dem Verbrennungsgas eine vergleichsweise große Druckangriffsfläche, was in kritischen Betriebsbedingungen zu einer radialen Ringinstabilität führen kann. Der eLine-Kolbenring hat eine umlaufende Nut im unteren Bereich der Lauffläche, die ein Überangebot an Öl aufnehmen kann. Über die strömungstechnischen Randbedingungen während der Kolbenbewegung stellt sich eine Druckdifferenz in der Nut ein, die zu einem kontrollierten Ölfluss über den Umfang führt. Als Folge wird die Ölfilmdicke über den Umfang homogenisiert. Die hydrodynamische Funktion des Laufflächenprofils ist derart ausgeführt, dass sich die Druckangriffsfläche an der Oberseite des Rings reduzieren lässt, um so potenziellen Instabilitäten entgegenzuwirken. Die eLine-Kolbenringe von Federal-Mogul werden derzeit von Kunden validiert, um eine kurzfristige Markteinführung vorzubereiten.

Kolbenring
Der eLine-Kolbenring hat eine umlaufende Nut im unteren Bereich der Lauffläche, die ein Überangebot an Öl aufnehmen kann.
 
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