Weltweit wächst der Markt für PKWs und damit auch für Zylinderkurbelgehäuse. Während die Märkte in den meisten Industrieländern stagnieren, konzentriert sich das Wachstum vermehrt auf die Schwellenländer.
Die Anforderungen an Motoren und damit an Zylinderkurbelgehäuse sind in den verschiedenen Märkten in Ihrer Gewichtung unterschiedlich.
Trotz dieses Unterschieds wird mit der Entwicklung von weltweit einheitlichen Konzepten versucht, Standardlösungen global umzusetzen, die der gesamten Anforderungspalette gerecht werden. Das geschieht mit der Entwicklung hubraumreduzierter, direkteinspritzender, aufgeladener, effizienter Motoren mit dem Schwerpunkt der Entwicklungsaktivitäten in Europa. Ziel der Entwicklungen ist, die Erarbeitung von Standardlösungen und von an den Marktbedingungen angepassten Variantes. Zulieferer und OEMs werden aufgrund von Wechselkursschwankungen, Transportkosten und Einfuhrzöllen gezwungen, die Fertigung lokal in den Konsumentenländern zu planen und umzusetzen. Eine Vermarktung zukünftiger Konzepte in den Schwellenländern ist nur möglich, wenn die Herstellkosten der Kaufpreiskraftentwicklung der Konsumenten angepasst sind.
Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen müssen im Spannungsfeld zwischen technischem Anforderungen, Ökologie und ökonomie im Wettstreit der Werkstoffe bestehen. Die Anforderungen werden von den Kunden und Motorenkonstrukteuren vorgegeben, die vornehmlich getrieben werden von gesetzlichen Vorschriften zur Verbrauchs- und Emissionsreduzierung. Der generelle Trend der Hubraumreduzierung (downsizing, packaging) verbunden mit einer Aufladung des Motors und der weiteren Optimierung des motorischen Verbrennungsprozesses wird unterstützt durch Leichtbaukonzepte zur Gewichtsreduzierung. Die genannten Anforderungen können alie mit dem Werkstoff Gusseisen optimal erfüllt werden.
Steigende Belastungen werden mit der vorhandenen Werkstoffpalette der Gusseisensorten, die sich von Gusseisen mit Lamellengraphit bis zu hin zu Gusseisen mit Vermiculargraphit erstreckt, abgedeckt. Intelligente Leichtbaukonzepte sind ebenfalls in Gusseisen möglich, wenn die vorhandenen Werkstoffeigenschaften reproduzierbar hergestellt und durch Kenntnis der dynamischen Festigkeiten und Festigkeitshypothesen voll ausgeschöpft werden. Hierzu bedarf es der engen Zusammenarbeit zwischen der Gießerei und den Berechnungsabteilungen der Kunden, denn nur so können in einem interaktiven Prozess die vorhandenen Werkstoffpotentiale des Werkstoffs Gusseisen vollständig genutzt werden.
Maßnahmen zur Prozesskontrolle im Herstellprozess ermöglichen die reproduzierbare, fehlerfreie Herstellung von Bauteilen und sind die Basis für die Reduzierung der Sicherheitsfaktoren bei den Konstrukteuren.
Bei den ökologischen Erfordernissen sind einerseits die verwendeten Einsatzstoffe und Prozesse bei der nachhaltigen Herstellung andererseits auch der Energieverbrauch durch das Bauteil im späteren Einsatz zu berücksichtigen. Gusseisen zeichnet sich gegenüber seinen Wettbewerbern insbesondere durch eine energetisch günstige Herstellung aus und dies im Besonderen, wenn das Eisen über den Kupolofenprozess gewonnen wird. Der benötigte Energieeinsatz für die Herstellung von Gusseisen ist geringer ais bei Aluminium auch wenn das Rohteil aus Sekundäraluminium hergestellt wird.
In welchem Zeitraum der anfängliche Energievorteil eines Zylinderkurbelgehäuses aus Gusseisen von einem Aluminiumzylinderkurbelgehäuse, aufgrund dessen Gewichtsvorteils, aufgeholt wird, hängt vom daraus resultierenden Gesamtfahrzeuggewicht ab und ist aufgrund mangelnder vorliegender Vergleichsdaten nicht abschließend zu beantworten.
Der Verbrennungsmotor wird auch in den kommenden 15 Jahren das dominierende Antriebsaggregat für unsere Mobilität sein. Aus Kostengesichtspunkten sind Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen Aluminiumlösungen vorzuziehen. Zukünftige CO2 Grenzwerte können durch eine Kombination hubraumreduzierter, aufgeladener Motoren in Gusseisenleichtbauweise mit unterschiedlichen hybriden Ergänzungen realisiert werden.
Große Gießereitechnische Tagung 2008 Aachen
