Honsel-Komponenten für legendären Sportwagen:
Motorgehäuse mit innovativer Beschichtung der Zylinderlaufflächen für den Ford Mustang Shelby
Für den Motor des neuen Ford Mustang Shelby GT 500 liefert Honsel das Zylinderkurbelgehäuse aus Aluminium. Ford präsentierte die Neuauflage des legendären „Muscle Cars“ auf der Chicago Auto Show im Februar 2010. Das mit 550 PS äußerst leistungsstarke V8-Triebwerk stellt hohe Anforderungen an die Belastbarkeit der Motorbauteile. Daher beschichtet Honsel die Zylinderlaufflächen aus Aluminium erstmals mit einem innovativen Plasma-Verfahren. Die in diesem Prozess erzeugte Stahlbeschichtung ist extrem robust. Da sie zudem die Reibung senkt, macht sie den neuen Ford-Motor sparsamer und emissionsärmer.
Dank der von Honsel neu entwickelten Plasmabeschichtung aus Stahl können die Kolben direkt in den Zylindern laufen. Dadurch sind Laufbuchsen aus Stahl oder Grauguss überflüssig, die bei herkömmlich konstruierten Motoren in das Aluminium-Zylindergehäuse eingegossen oder eingeschrumpft werden müssen, damit die Kolben reibungs- und verschleißarm laufen.
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"Da die neue Stahlbeschichtung der Zylinderwände hauchdünn ist, leitet sie die Verbrennungsabwärme aus den Brennräumen erheblich besser in das Kühlwasser als dies bei notwendigerweise dicken Grauguss-Zylinderbuchsen möglich ist. Das ist gerade bei einem aufgeladenen Hochleistungsmotor wie dem neuen Shelby-Triebwerk wichtig, bei dem große Wärmemengen in kurzer Zeit abgeführt werden müssen", erläutert Dr. Bernhard Gand, Leiter der Entwicklung Motoren bei Honsel. Zudem sind die Motoren mehr als vier Kilogramm leichter, denn beschichtete Zylinderflächen wiegen erheblich weniger als eingegossene Laufbuchsen aus Stahl oder Grauguss. "Ein weiterer Vorteil resultiert aus der reibungsarmen und extrem abriebfesten Beschichtungsoberfläche. Sie reduziert nicht nur die Reibung und damit den Kraftstoffverbrauch, sondern zeigt auch keinerlei Verschleiß während der Motorlebensdauer und sorgt für niedrigen Motorölverbrauch", so Dr. Bernhard Gand.
Honsel hat das Beschichtungsverfahren auf Basis der PTWA-Technologie (Plasma Transferred Wire Arc) weiterentwickelt. Es kann mit allen Gießverfahren für Aluminium-Zylinderkurbelgehäuse kombiniert werden. Da die Komponenten des Shelby-Motors im Betrieb sehr stark beansprucht werden, fertigt Honsel das Zylinderkurbelgehäuse im patentierten Niederdruck-Sandguss-Verfahren. Vor der eigentlichen Beschichtung werden die Zylinderinnenwände in einem eigens dafür entwickelten und patentierten Verfahren mechanisch bearbeitet. Das aktiviert die Oberflächen und lässt die Beschichtung optimal daran haften. Eine Maschine fährt die Zylinderwände dann computergesteuert ab und beschichtet die Oberflächen mit aufgeschmolzenem Stahl aus einem Plasma-Partikelstrahl. Anschließend muss die Beschichtung nur noch auf die erforderliche Restschichtdicke bearbeitet und sehr glatt gehont werden.
Die Innovation von Honsel ist universell für alle Benzin- und Dieselmotoren einsetzbar. "Hochleistungsmotoren wie das Shelby-Triebwerk oder relativ kleine, aber stark belastete Downsizing-Motoren profitieren dabei von den exzellenten technologischen Eigenschaften der Beschichtung, Großserienmotoren für Volumenmodelle von der besonderen Wirtschaftlichkeit des Verfahrens", fasst Dr. Bernhard Gand die Vorteile der Entwicklung zusammen. Neben Ford wollen künftig weitere Automobilhersteller Zylinderkurbelgehäuse mit der innovativen Laufflächen-Technologie von Honsel einsetzen, viele von ihnen vor allem in Motoren für Volumenmodelle.
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