Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sparsame Motoren durch weniger Reibung

07.03.2019

Verbundvorhaben »Prometheus« entwickelt Oberflächentechnik für weniger CO2-Emissionen weiter

Gemeinsam mit der Autoindustrie haben Forscher des Fraunhofer IWS in den letzten Jahren Verfahren für reibungsmindernde Oberflächen von Motorenteilen entwickelt. Nun sollen durch Weiterentwicklungen der Oberflächentechnik die Kohlenstoffdioxidemissionen noch stärker sinken. Auf dieses Ziel arbeitet das Dresdner Institut mit verschiedenen Partnern im Verbundvorhaben »Prometheus« hin.


Die entwickelte Diamor®-Beschichtung kann helfen die CO2-Emmissionen zu verringern, indem sie im Motorzylinder für weniger Reibung zwischen dem beschichteten Kolbenbolzen und der Pleuelbuchse sorgt.

@ Fraunhofer IWS


Beschichtete Kolbenringe dichten den Brennraum gegen das Kurbelgehäuse ab und erzeugen beim Gleiten gegen die Zylinderwand weniger Reibung.

@ Fraunhofer IWS

Mit neuartigen diamantartigen Beschichtungen und laserstrukturierten Oberflächen wollen Dresdner Fraunhofer-Forscher die CO2-Emissionen von Motoren deutlich verringern. Autos, LKW und Busse, aber auch Baumaschinen und Gasmotoren sollen auf diese Weise weniger Kraftstoff verbrauchen und die Umwelt schonen.

»In jedem Motor reiben Teile wie zum Beispiel Kolben und Zylinder aufeinander. Je mehr Reibungswärme entsteht, desto mehr Kraftstoff wird verbraucht und desto höher sind die CO2-Emissionen«, erklärt Dr. Volker Weihnacht, der das Forschungsprojekt im Dresdner Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS leitet. Ziel sei es, die Oberfläche und den Schmierstoff bestmöglich aufeinander abzustimmen, um die Reibung zu reduzieren.

Oberfläche und Schmierstoff müssen harmonieren

»Gegenwärtig gibt es bereits superharte, diamantartige Kohlenstoffbeschichtungen. Diese haben wir weiter optimiert und dazu unter anderem dem mittels Plasmaverfahren verdampften Graphit verschiedene Elemente beigemischt.«

Parallel dazu arbeite man an einer Mikrostrukturierung per Laser, die den jeweiligen Oberflächen eine Art Haifischhauteffekt verleihe und sie so besonders gleitfähig mache, fügt Weihnacht hinzu. Wichtig ist bei der Entwicklung vor allem das Zusammenspiel der Komponenten:

»Es gibt nicht den idealen Schmierstoff und es gibt nicht die ideale Oberflächenbeschichtung und -struktur. Vielmehr ist entscheidend, alles miteinander in Einklang zu bringen und das im Zusammenspiel der verschiedenen Motorenkomponenten«, erläutert Dr. Volker Weihnacht die Herausforderung und fügt an: »Das sind unsere Stellschrauben, an denen wir drehen.«

Die im IWS erzeugten Kohlenstoffschichten mit dem Markennamen Diamor® besitzen nach derzeitigem Stand der Wissenschaft das höchste Potenzial zur Reibungs- und Verschleißreduzierung. Sie bestehen aus bis zu 70 Prozent Diamant-Bindungsanteilen und werden mit dem speziell für diese Schichten entwickelten Laser-Arc-Verfahren erzeugt.

Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Partnern

Um die optimale Abstimmung zwischen Schmierstoff und Oberfläche zu finden, arbeiten die Fraunhofer-Wissenschaftler eng mit Motoren- und Komponentenherstellern sowie Werkstoff- und Schmierstoffexperten zusammen.

Insgesamt zwölf Partner aus Industrie und Forschung sind an dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbund-Forschungsprojekt mit dem Namen »Prometheus« beteiligt. Offizieller Start war Anfang Januar 2019.

Die Laufzeit beträgt drei Jahre. Am Ende sollen Prototypen von reibungsarmen Motorenteilen entstehen, die wenige Jahre nach Projektende in die industrielle Serie überführt werden. »Mit unseren Entwicklungen gehen wir einen großen Schritt in Richtung verbrauchsärmerer Verbrennungsmotoren für unterschiedlichste Anwendungen«, sagt Dr. Volker Weihnacht, der sich auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse viele weitere Anwendungen vorstellen kann. So sei es denkbar, die gefundenen Lösungen neben Wälzlagern auch für Gleitlager einzusetzen, wie sie zum Beispiel in Pumpen vorkommen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Leiter Abteilung Kohlenstoffschichten
Dr. Volker Weihnacht
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Telefon +49 351 83391-3247 |
volker.weihnacht@iws.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

https://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen/2019/presse...

Markus Forytta | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Mit dem Laser Bodenschätze in der Tiefsee finden
31.03.2020 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Bauteile nah am Limit: Neuartiger Shakeraufbau im Fraunhofer LBF mit Beschleunigungen bis 1000g
13.03.2020 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Im Focus: Blockierung des Eisentransports könnte Tuberkulose stoppen

Tuberkulose-Bakterien brauchen Eisen zum Überleben. Wird der Eisentransport in den Bakterien gestoppt, so kann sich der Tuberkulose-Erreger nicht weiter vermehren. Nun haben Forscher der Universität Zürich die Struktur des Transportproteins ermittelt, das für die Eisenzufuhr zuständig ist. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamente.

Einer der verheerendsten Erreger, der sich im Inneren menschlicher Zellen vermehren kann, ist Mycobacterium tuberculosis – der Bazillus, der Tuberkulose...

Im Focus: Blocking the Iron Transport Could Stop Tuberculosis

The bacteria that cause tuberculosis need iron to survive. Researchers at the University of Zurich have now solved the first detailed structure of the transport protein responsible for the iron supply. When the iron transport into the bacteria is inhibited, the pathogen can no longer grow. This opens novel ways to develop targeted tuberculosis drugs.

One of the most devastating pathogens that lives inside human cells is Mycobacterium tuberculosis, the bacillus that causes tuberculosis. According to the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

02.04.2020 | Physik Astronomie

Innovative Materialien und Bauelemente für die Terahertz-Elektronik

02.04.2020 | Materialwissenschaften

Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt

02.04.2020 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics