Die Kurbelgehäusematerialwahl während der frühen Konzeptphase der Motorenentwicklung

Zusammenfassung

Im Motorenbau werden klassisch die beiden Kurbelgehäusewerkstoffe Aluminium und Grauguss eingesetzt. Das Anliegen dieses Beitrages ist es, diese beiden Materialien eingehender in Bezug auf motorische Attributsmerkmale zu analysieren und zu erörtern, inwieweit sie zukünftigen Anforderungen an moderne Motoren gerecht werden können. Speziell der Trend zum Down-Sizing von Ottomotoren und der damit einhergehenden hohen spezifischen Literleistung stellt hohe Ansprüche an die Grundmotorarchitektur. Anhand von Unterschieden der motorischen Attributs- und Designmerkmale werden jeweilige Vor- und Nachteile erörtert, verglichen und in einer gesamtheitlichen Betrachtungsweise bewertet. Es zeigt sich, daß für neue Motorgenerationen die jeweilige Entscheidung für den Kurbelgehäusewerkstoff individuell ausfallen kann und keine Verallgemeinerung zuläßt. Für den neuen aufgeladenen, direkt- einspritzenden 1.0L Dreizylinder Ottomotors zeigt sich, daß Grauguss als Kurbelgehäusewerkstoff die vielversprechendere Wahl darstellt, um motorische Attributsmerkmale zu erfüllen, und darüber hinaus noch ausreichendes Potential für zukünftige Anforderungen bereithält.

Abstract

Manufacturing of internal combustion engine make use of the classical crankcase materials aluminum and cast iron. Within this article both materials will be investigated with regard to engine attributes and whether they could fulfill future requirements of modern engines. Especially the trend towards a down-sizing strategy of gasoline engine with a very high specific engine performance leads to an enormous demand for the base engine architecture. On the basis of differences of attribute and design characteristics the individual advantages and disadvantages will be discussed, compared and finally by means of a holistic approach evaluated. In case of a brand new engine generation the crankcase material selection will be always an individual decision with no space for generalization. For the new turbo-charged direct-injected 1.0L 3-cylinder gasoline engine a cast iron crankcase design has been identified as the most promising technical solution to fulfill engine attributes and being capable in terms of future standards.