Nordhausen. Projektverbund erreicht hydraulischen Hochdruck von 25 000 bar bei Dieseltechnologie.

Die strengen Anforderungen der EURO-6-Norm, die für Lastkraftwagen im September 2014 und für Personenkraftwagen im September 2015 eingeführt wird, stellen Fahrzeughersteller vor erhebliche Herausforderungen. Dieselmotoren müssen hierfür grundlegend neu konzipiert werden, um den Effizienz-Standards der neuen Norm zu genügen.

Nur durch eine signifikante Erhöhung des bei der Zerstäubung des Kraftstoffes eingesetzten Drucks kann der Wirkungsgrad der Aggregate hinreichend gesteigert werden. Das setzt eine entsprechende Hochdruckprüfung voraus.

Technologischer Quantensprung

Dem Hochdruckspezialisten Maximator mit Sitz in Nordhausen ist in Kooperation mit der Materialforschungs- und -prüfanstalt Weimar an der Bauhaus-Universität Weimar (MFPA) und der Siegert Thinfilm Technology GmbH ein technologischer Quantensprung gelungen: Es wurde ein Druck von über 25 000 bar erzeugt. Das Vorhaben wurde mit Mitteln der Thüringer Verbundförderung unter dem Förderkennzeichen 2009 VF 0039 gefördert.

Die Höchstgrenze des Kohlendioxidausstoßes, die zur Einhaltung der EURO-6-Norm festgelegt wurde, macht es im Bereich der Dieselmotoren erforderlich, den Dieseleinspritzdruck von 2 000 auf 3 000 bar zu erhöhen.

An der Grenze des Machbaren

Für den Bau eines Druckübersetzers – der Komponente, die den Hochdruck erzeugt – müssen verschiedene Bauteile miteinander verbunden werden. Um die Grenzen des Machbaren zu verschieben, testete die MFPA mit der Maximator GmbH eine Vielzahl von hochfesten Stählen. Die Hauptanforderungen, die an diese Werkstoffe gestellt wurden, waren eine hohe Festigkeit bei einer ausreichenden Zähigkeit.

Um diese Anforderungen erfüllen zu können, müssen die verwendeten Materialien einen hohen Reinheitsgrad haben. Es wurden Stähle gefunden, die sich durch die Kombination mit Hartmetallteilen für die Höchstdruckerzeugung eignen.

Zahlreiche Versuchsreihen

Der extreme Druck erfordert besondere Fluide, die unter den Bedingungen der Prüfanlagen ihre physikalischen Eigenschaften behalten. Durch zahlreiche Versuchsreihen konnte im Rahmen dieses Projektes ein passendes Hochdruckfluid freigefahren werden. Für die ausgangsseitige Messung des erzeugten Höchstdrucks hat die Firma Siegert TFT GmbH zwei Höchstdrucksensor-Konzepte geprüft.

Weg in die Zukunft eingeschlagen

Es ist dem Konsortium von Maximator, der MFPA und der Siegert TFT mithin gelungen sämtliche grundsätzliche Barrieren auf dem Weg zur prüftechnischen Vorbereitung der EURO-6-Norm aus dem Weg zu räumen. Als Weltmarktführer für Autofrettageanlagen konnte Maximator den Erfolg des Forschungsprojekts wesentlich vorantreiben.

Die Entwicklung von Prüfständen, die unter den erforderlichen Bedingungen eingesetzt werden können, ist eine wesentliche Voraussetzung für die zukunftsweisende Weiterentwicklung der Dieseltechnologie.