Immer schön cool bleiben: Umwelt- und leichtmetallverträgliche Kühlmittelzusätze für moderne Motoren

Die thermische Belastbarkeit von Kühlmittelzusätzen bildet gegenwärtig eine hohe Hürde für die weitere Leistungssteigerung von Serienmotoren. Viele Optimierungen im Motorenbau wie der stoffliche und konstruktive Leichtbau und eine zunehmend kompaktere Bauweise dienen zwar der Reduzierung von Schadstoffemissionen, führen aber auch zu einer stärkeren Erwärmung der Bauteile.

Ein Kühlmittel muss diese Wärme abführen, gleichzeitig Kavitations- und Korrosionsangriffe verhindern, immer größere Temperaturwechsel und höhere Strömungsgeschwindigkeiten aushalten – und das mit einer möglichst langen Lebensdauer. Professor Dr. Christina Berger, Dr. Manfred Gugau und Markus Kaiser haben an der Technischen Universität Darmstadt umwelt- und leichtmetallverträgliche Kühlmittelzusätze für moderne Motoren entwickelt.

Dafür erhalten die drei Wissenschaftler den Otto von Guericke-Preis, den die AiF alljährlich für herausragende Arbeiten der industriellen Gemeinschaftsforschung vergibt. Er ist mit 5.000 Euro dotiert.

Die Beurteilung der Wirkmechanismen von Kühlmittelzusätzen auf das Verhalten von Motoren ist ein wissenschaftlicher Schwerpunkt der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV), die seit ihrer Gründung vor 51 Jahren Mitglied der AiF ist. Die Ergebnisse zahlreicher Projekte mündeten in eine komplexe, international einzigartige Prüftechnologie. Mit der Entwicklung der Modularen Heißtestanlage (MHTA) am Institut für Werkstoffkunde der TU Darmstadt können nun Kühlmittelzusätze für Hochleistungsmotoren hinsichtlich ihrer Stabilität bei erhöhten Temperaturen schnell und praxisnah untersucht werden. Die Ergebnisse der MHTA-Versuche sind komplexer als die der bislang möglichen Untersuchungen, lassen sich jedoch besser korrelieren. Dadurch verringern sich die Versuchslaufzeiten und damit auch die Entwicklungszeiten für Kühlmittel- und Motorenhersteller deutlich. Das Verfahren leistet auch einen Beitrag zur Entlastung der Umwelt, weil die ökologische Unbedenklichkeit der Zusatzstoffe wie Korrosions- und Gefrierschutzmittel getestet wird.

Auf der Grundlage der innovativen Testmethoden entstand eine Richtlinie, die den nationalen Standard auf dem Gebiet der Kühlmittelprüfung darstellt und demnächst zur internationalen Norm erhoben werden soll. Die große wirtschaftliche Bedeutung zeigt sich bereits heute in der schnellen Übernahme der Richtwerte in die Liefervorschriften mehrerer Automobilkonzerne. Die Nachfrage nach Produkteinzelprüfungen aus dem benachbarten europäischen Ausland sowie aus Nord- und Lateinamerika ist hoch. Die Übertragung der Technologie auf die Untersuchung von Kühlmedien in Brennstoffzellen und Solaranlagen befindet sich in der Umsetzung. Die Bereitstellung einer grundlagenorientierten Datenbasis für vergleichende Untersuchungen und der branchenübergreifende Wissenserwerb und -transfer ist vor allem für kleine und mittlere Unternehmen von großer Bedeutung. Kühlmittel sind schon lange keine einfachen Betriebsmittel mehr, sondern gerade die Korrosionsinhibitoren sind heute in hohem Maße dafür verantwortlich, dass das gesamte Kühlsystem allen Anforderungen gerecht werden kann. Vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen, die kühlmittelführende Einzelkomponenten und Baugruppen oder eigene Kühlmittelrezepturen herstellen, wird nicht nur eine geeignete Untersuchungsmethode zur Verfügung gestellt, sondern sie erhalten vor allem wichtige Entwicklungsdaten, mit deren Hilfe sie gezielt neue Produkte entwickeln und diese an die Anforderungen des Motorenbetriebes anpassen können.

Professor Dr. Christina Berger, Jahrgang 1946, studierte Maschinenbau an der TH Magdeburg und promovierte an der RWTH Aachen. Nach mehrjähriger Tätigkeit bei der Siemens AG arbeitet Professor Berger seit 1995 mit ordentlicher Universitätsprofessur für das Fachgebiet Werkstoffkunde und als Leiterin des Instituts für Werkstoffkunde sowie der Staatlichen Materialprüfungsanstalt an der TU Darmstadt. Markus Kaiser (32) hat sein Maschinenbau-Studium an der TU Darmstadt absolviert, wo er heute als Wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig ist. Dr. Manfred Gugau war seit seinem Maschinenbau-Studium an der TU Darmstadt tätig und arbeitete seit 1997 als Leiter der Abteilung „Oberflächentechnik und Korrosion“. Im Herbst 2007 ist Dr. Manfred Gugau im Alter von 50 Jahren verstorben.

Die AiF verleiht den Otto von Guericke-Preis anlässlich der diesjährigen Tagung ihres Wissenschaftlichen Rates am 8. November 2007 in Aachen.

Die AiF fördert Forschung und Entwicklung zu Gunsten mittelständischer Unternehmen. Als Träger der industriellen Gemeinschaftsforschung und weiterer Förderprogramme des Bundes bietet sie praxisnahe Innovationsberatung.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Christina Berger, Technische Universität Darmstadt,
E-Mail: berger@mpa-ifw.tu-darmstadt.de, Tel.: 06151 16-2151
Pressearbeit: AiF, Silvia Niediek, E-Mail: presse@aif.de,
Tel.: 0221 37680-55, Internet: www.aif.de