Mercedes: Stahlkolben für Diesel-Pkw

11.08.2014 13:47:45 | Cornelia Wahl
Mercedes ersetzt Alu-Kolben gegen einen aus Stahl (r.)Der Stuttgarter Automobilhersteller Mercedes bringt in einem V6-Dieselmotor neu entwickelte Stahlkolben zum Einsatz, welche die Kolben aus Aluminium ersetzen. Zusammen mit den beschichteten Zylinderlaufbahnen sollen sich eine Verbrauchsminderung und damit eine Senkung des Kohlendioxidausstoßes ergeben.

Die Eigenschaften von Stahl zunutze gemacht

Die Eigenschaften von Stahl sind auf den ersten Blick für den Einsatz in einem Pkw-Motor nicht so günstig. Stahl dehnt sich bei Hitze weniger aus als Aluminium, leitet die Wärme schlechter und Stahl ist schwerer. Die Eigenschaft der geringeren Ausdehnung macht sich Mercedes in Verbindung mit dem Aluminium zu nutzen. Weil sich der Stahlkolben im Betrieb bei steigenden Temperaturen weniger ausdehnt als das ihn umgebende Aluminium kann er zunächst eng bemessen werden. Im Betrieb dann dehnt sich das Aluminium mehr aus und es kommt zu einer größeren Toleranz des Kolbens im Zylinder und damit zu einer geringeren Reibung. Darüber hinaus ist das Aluminiumkurbelgehäuse mit einer Zylinderlaufbahnbeschichtung versehen. Die nanokristalline Eisenschicht mit fast spiegelglatter Oberfläche und feinen Poren sorgt für eine geringere Reibung zwischen den Kolben und den Zylinderlaufbahnen und ist obendrein verschleißbeständiger. 

Kompaktere Bauweise als bei Aluminium möglich

Die hohe Festigkeit des Stahlkobens erlaubt eine kompaktere Bauweise. Maß der zuvor eingesetzte Aluminiumkolben in der Höhe 71,6 Millimeter, so hat der neuartige Stahlkolben eine Höhe von 58,6 Millimetern. Das Gewicht des Stahlkolbens liegt in etwa auf dem Niveau eines Kolbens aus Aluminium. Günstig auf den Verbrauch und den Schadstoffausstoß wirkt sich auch der bessere Wirkungsgrad der Stahlkolben aus. Die Zündwilligkeit steigt, die Brenndauer verringert sich. Der geringeren Wärmeleitfähigkeit von Stahl wirken die Konstrukteure durch modifizierte Kühlkanäle in den Kolben entgegen. 

Stahlkolbenmotor: Gleiche Leistung, weniger Verbrauch

Seine Premiere feiert V6-Diesel mit Stahlkolben im September 2014 im Mercedes E 350 Blue Tec. Bei gleicher Leistung - 190 kW (258 PS) - soll der V6-Diesel im Mittel mit um die fünf Liter Diesel je 100 Kilometer (CO2: unter 140 Gramm je Kilometer, vorher: 144 g/km) auskommen, was einer Ersparnis von annähernd drei Prozent gleichkommen soll. Auch in Vierzylinder-Dieselmotoren sollen bei Mercedes bald Stahlkolben zum Einsatz kommen. 

Bild: Mercedes