Fachartikel

Herausforderungen bei hoch beanspruchbaren Zylinderköpfen
Verbrauchsreduzierung des neuen 3-Zylinder 1,2 l TDI von Volkswagen
Von Christian Klimesch, Sebastian Bechtle, Oliver Vogt und Steffen Ziegler, Neckarsulm sowie Sven Röpke und Andreas Schüler, Wolfsburg

Die steigende spezifische Leistung insbesondere im Zuge der Leistungskompensation beim Downsizing sowie die weitere Optimierung des dieselmotorischen Brennverfahrens setzen thermisch wie mechanisch hoch beanspruchbare Zylinderköpfe (ZK) voraus. Diese stellen nicht nur die obere Begrenzung der Brennräume dar, sondern sind zudem ein wesentlicher Bestandteil des Motorgehäuses.

Der Zylinderkopf für den VW-3-Zylinder-Dieselmotor
Bild: Der Zylinderkopf für den VW-3-Zylinder-Dieselmotor (Foto: VW)

Leichte Zylinderköpfe für Pkw-DI-Dieselmotoren sind eine besondere Herausforderung sowohl für Aluminiumlegierungen als auch für das zum Einsatz kommende Gießverfahren. So wird für ein turbulenzarmes, schichtend steigendes, schaum- bzw. oxidfreies Formfüllen sowie die schnelle und gelenkte Erstarrung das innovative 90°-Schwerkraftkippgießen eingesetzt. Hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit machen angepasste Kernlagerungs-, Kerngasabsaugungs- und Kokillenreinigungskonzepte sowie spezielle Messverfahren zur Kanallage erforderlich.

In der Summe lassen sich die hohen werkstofflichen Anforderungen zukunftsweisender Zylinderköpfe, wie am Beispiel des 3-Zylinder 1,2 l TDI von Volkswagen im Aufsatz dargestellt, nur mit entsprechend innovativer Prozesstechnik realisieren.

Autoren: Dr.-Ing. Christian Klimesch, Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Bechtle, Dr.-Ing. Oliver Vogt und Dipl.-Ing. (FH) Steffen Ziegler, KS Aluminium-Technologie GmbH, Neckarsulm,  Dr.-Ing. Sven Röpke und Dipl.-Ing. (FH) Andreas Schüller, Volkswagen AG, Wolfsburg


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