Neuartige Motoren mit Kunststoffen

MANN+HUMMEL, international tätiger Entwicklungspartner der Automobilindustrie, Ludwigsburg, hat in Zusammenarbeit mit der BASF die erste geschaltete Saugrohranlage aus Kunststoff für Benzin-Direkteinspritzmotoren entwickelt. Das Bauteil ist im neuen Audi A4 2.0 FSI 4V in Serie gegangen.

Unter- und Innenteile des neuentwickelten Saugrohrs bestehen aus Ultramid® B3WG6, die metallisch wirkende und im Motorraum sichtbare Oberschale aus Ultramid B3EG6 Titangrau. Beide sind hochwärmestabilisierte Polyamid 6-Typen mit 30 Prozent Glasfasern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ottomotoren wird der Kraftstoff bei den FSI®-Motoren direkt in den Verbrennungsraum eingespritzt (FSI: Fuel Stratified Injection). Dadurch erhöhen sich Drehmoment und Leistung, der Motor ist sparsamer im Verbrauch und die Abgaswerte werden deutlich verbessert.

Bewährtes Ultramid im neuen Outfit

Benzin-Direkteinspritzmotoren stellen hinsichtlich der Abgasrückführung erhöhte Anforderungen an die Saugrohranlage: Für die höheren Temperaturen und die aggressiveren Stoffe im Abgas eignet sich Ultramid sehr gut. Dimensionstreue, thermische und chemische Beständigkeit machen es zum Werkstoff der Wahl für diese Saugrohranlage. Die beiden Ultramid-Typen sind optimal aufeinander abgestimmt: Sie lassen sich im Spritzgussverfahren leicht verarbeiten und mittels Vibrationsschweißen problemlos fügen. Das bedeutet hohe Prozesssicherheit und sorgt dafür, dass im Bauteil die geforderte Berstdruckfestigkeit erreicht wird.

Mit Ultramid Titangrau lässt sich ein sehr ansprechender, körniger Metallic-Look erzeugen. Das Material zeichnet sich außerdem durch seine hohe Farbstabilität unter den anspruchsvollen Bedingungen im Motorraum aus. Dadurch wird das Bauteil ohne zusätzliche Lackierung den speziellen Anforderungen der Audi-Designer an das Motorstyling gerecht. Ein weiterer Vorteil gegenüber lackierten Bauteilen: Die Oberfläche des Saugrohrs ist unempfindlich gegenüber Kratzern und kleinen Fehlstellen.

Ultramid-Schaltsaugrohr für FSI -Motoren – komplex gesteuert

Das von MANN+HUMMEL patentierte Schaltsystem besteht aus zwei Teilen: Die Schaltwalze mit Dichtkäfig steuert die Saugrohrlänge und sorgt für eine deutliche Verbesserung der Motorcharakteristik (Drehmoment und Leistung). Der neue, sogenannte CVTS-Flansch regelt die Strömungsverhältnisse und erzeugt damit ein fein verteiltes homogenes Benzin-Luft-Gemisch im Brennraum. (CVTS ist die Abkürzung für Continous Variable Tumble System). Schaltwalze, Dichtkäfig und Teile des CVTS-Flanschs bestehen ebenfalls aus glasfaserverstärktem Ultramid der BASF.

Mit Computer-Simulationen zu Berstdruck-, Dynamik- und Akustikanalysen haben die Anwendungsentwickler der BASF die Ingenieure von MANN+HUMMEL bei der Bauteilentwicklung unterstützt und so zur Optimierung der Saugrohranlage beigetragen.