09.03.2012

VDI Technologiezentrum GmbH

Neu erforschtes Messsystem entdeckt Ölfresser

Stimmt die Honqualität? BMBF-Forschungsprojekt ZOOM präsentiert Prototyp zur Überprüfung von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren während des Fertigungsprozesses.
Pressemitteilung des BMBF-Verbundprojekts ZOOM


Nach drei Jahren ist das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundprojekt ZOOM nun erfolgreich abgeschlossen. Ziel des Verbundprojekts ZOOM war es, durch maschinenintegrierte Messtechnik zur verbesserten Qualitätssicherung bei der Fertigung von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren beizutragen. So können fehlerhafte Stücke noch im Fertigungsprozess erkannt- und künftige Ölfresser vermieden werden.

Ziel: Ölverbrauch reduzieren

Einer der Gründe für die Notwendigkeit leistungsfähiger Messtechnik liegt in der 2009 verabschiedeten Verordnung des EU-Parlaments zur Minderung der CO2-Emissionen neuer PKWs. Zusätzlich müssen im Rahmen der Abgasnorm EURO 5 und der kommenden Abgasnorm EURO 6 die Schadstoffemissionen zukünftiger Fahrzeuge in Europa drastisch reduziert werden. Diese Verschärfung in der Gesetzgebung führt zu steigenden Anforderungen an die Verbrennungsmotoren. Die Reduzierung des Ölverbrauchs ist dabei eine der wesentlichen Maßnahmen.

Der Ölverbrauch eines Verbrennungsmotors hängt entscheidend von der Oberflächenqualität der Zylinderlaufbahn ab. Die Struktur der Oberfläche ist nur wenige Mikrometer hoch und wesentlich durch das Fertigungsverfahren Honen alleine oder als Basis für weitere Bearbeitungsverfahren wie Laserstrukturieren, UV-Photonenbelichtung, Laugen etc. bestimmt. Kleinste Prozessschwankungen beim Honen durch Verschleiss der Schneidleisten, gealtertes „Honöl“ (Kühlschmiermittel) oder zusätzliche, ungewollt erzeugte Schneidstoffe (Werkstoff- oder Werkzeugausbrüche) führen zu fehlerhaften Zylinderlaufbahnen mit der Folge von nicht akzeptablen Ölverbräuchen, sogenannte „Ölfresser“.

Innovativer Prototyp getestet

Genau an dieser Stelle setzt der im Projekt ZOOM entwickelte optische Regelkreis an. Mit der neuen Messtechnik, die prozessnah die gefertigten Zylinderlaufbahnen jeweils an mehreren Stellen überprüft und die ermittelten Messergebnisse an eine Auswerteeinheit leitet, kann schnell eine objektive Aussage über die Honqualität getroffen werden und bei Bedarf regelnd in den Fertigungsprozess eingegriffen werden.

Innerhalb des Projekts wurde ein Prototyp auf der Basis einer modifizierten Honmaschine geschaffen. Das Messsystem basiert auf einem innovativen Konzept, in dem der Kühlschmierstoff als Immersionsmedium für die optische Messung fungiert. Die Messung erfolgt im Prozesstakt vollständig unter Kühlschmierstoff.

Das Entwurfsmodell wurde bereits Ende Juli bei der Firma Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH in Nürtingen aufgebaut. Dort wurde der Prototyp umfangreich getestet. Das Unternehmen hatte die Koordination des Verbundprojekts ZOOM (Optischer Qualitätsregelkreis zur gezielten Fertigung von Zylinderlaufbahnen) übernommen. Pünktlich zum Projektende fand am 31. Januar 2012 die Abschlussveranstaltung statt, auf der die erzielten Projektergebnisse präsentiert wurden.

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