Cleverer Kolben

Bislang waren die „smarten“ Motorkomponenten mit Sensorfunktion nur in Entwicklungsabteilungen gebräuchlich. Künftig könnten die intelligenten Bauteile auch als „Frühwarnsystem“ in Serien-Diesel- und Ottomotoren eingesetzt werden, um den Betriebszustand zu überwachen und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Möglich machen es neue intelligente Lagerschalen von Mahle. Sie sind dazu in der Lage, Betriebszustände in Echtzeit zu überwachen und einen genauen Einblick in die Temperaturzustände im Gleitlager zu geben.

Auf identischer Messtechnik basiert ein neuartiges Kolbenüberwachungskonzept, bei dem die Messdaten kabellos übertragen werden und der Energiebedarf der Sensoren ohne Fremdquelle aus der Bewegung des Kolbens gedeckt wird. Durch die Messung der relevanten Temperaturen und Drücke unmittelbar vor Ort – zum Beispiel im Lagerspalt des Gleitlagers oder im Kühlkanal des Kolbens – können die Betriebsgrenzen der Bauteile im realen Betrieb nicht nur präziser bestimmt werden, sondern der Motor kann so abgestimmt und kalibriert werden, dass er ohne Risikoerhöhung viel näher an seinen Grenzen ausfallsicher betrieben werden kann. Dadurch werden bisher nicht erschlossene Potenziale zur Steigerung des thermodynamischen und mechanischen Wirkungsgrads nutzbar gemacht.

Denn um bei äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Kraftstoffqualitäten und Ansauglufttemperatur, eine Beschädigung des Motors zu verhindern, muss bei der heutigen Auslegung ohne intelligente Sensorik ein erhöhter Sicherheitsfaktor eingehalten werden. Ein Kolben mit Sensorik hingegen würde eine höhere permanente Auslastung erlauben und zudem eine transiente Überlastung des Kolbens in der Warmlaufphase verhindern.