Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heiß, schnell und leicht – Intelligenz im Abgastrakt

16.02.2011
Neue keramische Material- und Fertigungskonzepte aus den Dresdner Fraunhofer-Instituten lösen den Zielkonflikt zwischen hoher Temperaturbelastung, geringem Gewicht, Effizienz und Fertigungskosten in modernen Brennräumen und Abgassystemen.

Moderne, umweltfreundliche Verbrennungsmotorkonzepte für Straßenfahrzeuge stellen steigende Anforderungen an die Temperaturfestigkeit der Komponenten in Brennraum und Abgasstrang. Gleichzeitig wächst die Komplexität der Abgasnachbehandlung auch in kleineren, preissensiblen Fahrzeugklassen, zum Beispiel durch zusätzliche Katalysatoren und Rußpartikelfilter.

Effizienzsteigernde Maßnahmen wie die Rückgewinnung thermischer Restenergie sind notwendig, um die CO2-Einsparziele zu erreichen. Bei all diesen Aspekten darf die Kostenseite jedoch nicht vernachlässigt werden.

Die drei Dresdner Fraunhofer-Institute IKTS, IWS und IFAM zeigen erstmals gemeinsam Lösungen für diese Probleme im Rahmen der Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduktion auf der »Z 2011« vom 1.-4. März 2011 in den Leipziger Messehallen. Eine Reihe von neuen Ansätzen und Fertigungstechnologien wird anhand eines »Gläsernen Abgasstrangs« in kompakter Form präsentiert.

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS zeigt, wie das Eigenschaftsprofil von besonders stark beanspruchten Bereichen, etwa im Brennraum, an Ventiltellern oder Abgasturboladern durch eine gezielte lokale Veränderung der Randschicht verbessert werden kann. Dafür sind Verfahren wie Härten, Umschmelzen oder Auftragsschweißen mithilfe des Laserstrahls hervorragend geeignet, da sie die Lebensdauer trotz geringer Energieeinträge optimal steigern können. Auch zum Schweißen ist der Laser vorteilhaft einsetzbar, etwa um dünne Blechstrukturen an Abgas-Wärmetauschern mithilfe einer schnellen Strahlablenkung effektiv zu bearbeiten. Dünnste Kohlenstoffschichten mit diamantähnlichen Eigenschaften wiederum helfen, Verschleiß und Reibung von Kolbenringen zu minimieren und damit nicht nur die Lebensdauer, sondern auch die Effizienz des Motors zu steigern.

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS präsentiert hochtemperaturfeste, extrem leichte Turbinenräder aus Siliciumnitrid für Abgasturbolader, die im hoch produktiven Spritzguss hergestellt werden.

Temperaturbeständige Polymerkeramik kann ebenfalls über Spritzgießen verarbeitet werden und dient dem kostengünstigen Packaging von Sensoren für die Abgasnachbehandlung. Mit der keramischen Multilayertechnologie zeigt das Fraunhofer IKTS zudem einen Weg, wie solche Sensoren selbst (u. a. für Druck, Temperatur und Ruß) in hohen Stückzahlen zu niedrigen Kosten und mit besserer Qualität gefertigt werden können.

Neuartige Rußfilter und Katalysatorträger lassen sich mit IKTS-Verfahren aus Schaumkeramik und extrudierten, porösen Materialien wie Cordierit und niedrig sinterndem Siliciumcarbid herstellen. Gezeigt werden auch sehr leichte und gleichzeitig hochtemperaturfeste Aktorelemente wie keramische Abgasklappen.

Selbst in der thermischen Restenergienutzung findet sich Keramik aus dem Fraunhofer IKTS in Form von thermoelektrischen Generatoren wieder, die Abgaswärme in elektrischen Strom verwandeln.

Ein neuartiger Schalldämpferwerkstoff in Form metallischer Hohlkugelstrukturen wird durch das Fraunhofer IFAM Dresden präsentiert. Diese Hohlkugelstrukturen stellen einen selbsttragenden, mechanisch und thermisch stabilen Absorberwerkstoff dar, dessen akustisches Verhalten maßgeschneidert werden kann. Dieser wird zukünftig nicht nur klassische Absorberwerkstoffe ersetzen, sondern auch die Gestaltung von Bauelementen ermöglichen, die mehrere Funktionen in sich vereinen, wie beispielsweise Schalldämpfer, Katalysatoren und Partikelfilter.

Drei Institute – ein kompaktes Exponat

Die drei Fraunhofer-Institute IWS, IKTS und IFAM präsentieren den »Gläsernen Abgasstrang« gemeinsam in Halle 5, Stand F28. In Dresden befinden sich die Institute auf dem Campus des Fraunhofer-Institutszentrums, wo durch die räumliche Nähe eine intensive Kooperation zum Nutzen der Kunden ermöglicht wird.

Kontakt

Dr. Michael Stelter
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme
Winterbergstraße 28
01277 Dresden
Telefon 0351 2553-7648
Telefax 0351 2553-7600
michael.stelter@ikts.fraunhofer.de

Katrin Schwarz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ikts.fraunhofer.de
http://www.ifam-dd.fraunhofer.de
http://www.iws.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Leuchtende Mikropartikel unter Extrembedingungen
28.02.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren
22.02.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie