KS Kolbenschmidt

Weniger Gewicht und Reibung: Liteks-Ottokolben der neuesten Generation

KS Kolbenschmidt hat in den letzten Jahren das sogenannte Liteks-Kolbendesign für besonders leichte und gleichzeitig widerstandsfähige Kolben konsequent weiter entwickelt. Die neueste, vierte Produktgeneration ist gegenüber ihren Vorgängergenerationen nochmals um etwa zehn Prozent leichter geworden. Sie ist reibungsoptimiert und sorgt damit für weniger Verbrauch und Emissionen. Der Zulieferer bietet das neue Kolbendesign als High-Performance-Lösung auch in Verbindung mit Ringträger und Kühlkanal an - geeignet für hoch aufgeladene Ottomotoren im oberen Leistungsbereich.

Nachdem in der Vergangenheit erfolgreich zunächst die Liteks-Grundkonstruktion entwickelt wurde, konnten jetzt durch eine neu gestaltete Schaftabstützung eine homogenere Spannungsverteilung innerhalb des Kolben erzielt und noch größere Ringfeldhinterschnitte vorgenommen werden. Das Gewicht der vierten Generation hat sich nochmals deutlich reduziert, hält aber gleichzeitig den Anforderungen moderner Motoren mit höchsten thermischen und mechanischen Belastungen stand. Die Kolbenauslegung orientiert sich an den Erfordernissen im Motorbetrieb aktueller Modelle. Vor allem bei modernen Direkteinspritzern und Multi-Turbo-Lösungen sind die Vorteile des neuen Liteks zu erkennen: Die gewölbte Nabe in Verbindung mit der neu gestalteten Schaftanbindung ermöglicht es, durch die daraus entstehende harmonisch angebundene Bodenabstützung, Spannungen in der Brennraummulde bei hoch aufgeladenen Direkteinspritzer-Anwendungen zu minimieren.

Der neue Liteks-Kolben ist ein Beitrag zum automobilen Thema „Leichtbau“. Innerhalb der Entwicklungsarbeit verdankt er sein grundsätzlich geringeres Gewicht der Kolbenlegierung KS 309 und der konsequenten Adaption des Designs auf die daraus resultierenden materialspezifischen Vorteile. Hierdurch konnte die Wandstärke des Kolbenbodens bis zu 30 Prozent reduziert werden. Die stärkeren Hinterschnitte in den Gewichtstaschen des Ringfeldes ermöglichen nicht zuletzt eine optimierte Gießwerkzeugtechnologie.

 

Geprüfte Reibungsoptimierung

Bei der vierten Liteks-Generation wurde das Reibungsverhalten durch eine Optimierung der Kolbengrundstruktur und eine weiter entwickelte Laufspielformgebung verbessert. Das Laufspiel des Kolbens ist asymmetrisch ballig ausgeführt. Für Druck- und Gegendruckseite wurden jeweils unterschiedliche, über die Schafthöhe variable Ovalitäten verwendet. Im neuen Design konnten außerdem die Schaftbreiten reduziert werden. Diese Ansätze haben zur Folge, dass unter Volllast-Bedingungen die Reibleistung um bis zu 28 Prozent gesenkt werden konnte. Bei Teillast wurde die Reibleistung um sieben Prozent abgesenkt. Hierdurch leistet das neue Liteks-Konzept einen wertvollen Beitrag zur CO2 Reduzierung bei modernen Ottomotoren.

 

SchaftbeschichtungNanofriks mindert Reibung und Verschleiß

Einen weiteren Beitrag zur Reduzierung der Mischreibung im Kontakt zur Zylinderlauffläche ist die von KS Kolbenschmidt entwickelte Schaftbeschichtung Nanofriks, die aus einer Kombination aus Nanopartikeln, Bindemittel, Festschmierstoff und Additiven besteht. Tribometer-Untersuchungen belegen, dass mit ihr im Vergleich zu herkömmlichen Serienbeschichtungen sowohl der Trockenreibkoeffizient als auch der Verschleiß um mehr als die Hälfte reduziert wird. Damit erfüllt sie aktuelle Anforderungen im Hinblick auf Verbrauchsreduktion und hohe Zuverlässigkeit im motorischen Einsatz. Nanofriks ist in der Zwischenzeit bei führenden Automobilherstellern weltweit eingeführt und kommt auch im Zusammenhang mit Liteks-4 zum Einsatz.

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