Verbrennungsmotoren aus Kunststoff

Sollen Autos leichter werden, muss auch der Motor abspecken. Beispielsweise, indem man ihn aus faserverstärktem Kunststoff herstellt.

Forscher der Projektgruppe „Neue Antriebssysteme NAS“ des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT, Pfinstal,  haben gemeinsam mit dem japanischen Unternehmen Sumitomo Bakelite High Performance Plastics SBHPP für einen Einzylinder-Forschungsmotor ein Leichtbau-Zylindergehäuse aus rieselfähigem, faserverstärktem Phenolharz hergestellt. Solche Zylindergehäuse wiegen bis zu 20 % weniger als Konstruktionen aus Aluminium und lassen sich in Großserie per Spritzguss produzieren – bei etwa gleichen Kosten.


Der Kunststoff muss extremen Temperaturen und hohen Drücken standhalten sowie Schwingungen unbeschadet überstehen. Dass dies mit Kunststoffen generell machbar ist, war bereits in den 80er Jahren bekannt. Doch die damaligen Motoren hätten von Hand gefertigt werden müssen. In Bereichen, wo starke thermische oder mechanische Belastungen auftreten, wurden  Inserts aus Metall eingebracht. So etwa in der Zylinderlaufbuchse. Auch die Geometrie wurde kunststoffgerecht angepasst, so dass der Kunststoff möglichst wenig Hitze aushalten muss. Zudem muss er sich gut mit den Metallinserts verbinden und darf sich bei Erwärmung nicht stärker ausdehnen als diese – sonst würden sich die Inserts ablösen. Das glasfaserverstärkte Phenolharz von SBHPP mit 55 % Faser- und 45 % Harz-anteil ist ausreichend fest und steif und beständig gegen glykolhaltiges Kühlwasser, Öl und Benzin.  


Ein Prototyp des Motors wurde im April auf der Hannover Messe vorgestellt. Der Motor wurde bereits erfolgreich auf dem Prüfstand getestet, wobei gleiche Eigenschaften – etwa hinsichtlich der Leistung – wie bei herkömmlichen Motoren erreicht wurden.


Quelle: Konstruktionspraxis Vogel
Bild: Fraunhofer ICT – Forschungsmotor mit eingebautem Leichtbau-Zylindergehäuse. Im Bild ist ein Messedemonstrator zu sehen.


Erstellt am 11. Mai 2015
KK

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