Intelligente Motorkomponenten von Mahle

Intelligente Motorkomponenten von Mahle überwachen Betriebszustände in Echtzeit. Bild: Mahle

Wie Mahle meldet, sind intelligente Motorkomponenten nicht nur ein wertvolles Werkzeug für Motorenentwickler; sie könnten zukünftig auch als „Frühwarner“ in Motoren eingesetzt werden, um den Betriebszustand zu überwachen und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Als Entwicklungswerkzeug überwachen sie die genaue Analyse von Temperatur- oder Druckverhältnissen an bewegten Komponenten wie Kolben, Ventilen oder Gleitlagern. Intelligente Lagerschalen von Mahle überwachen Betriebszustände in Echtzeit und ermöglichen laut dem Zulieferer einen genauen Blick auf die Temperaturzustände im Gleitlager. Auf identischer Messtechnik basiere ein neuartiges Kolbenüberwachungskonzept, bei dem die Messdaten kabellos übertragen werden und der Energiebedarf der Sensoren via „Energy Harvesting“ aus der Bewegung des Kolbens gedeckt werde.

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 könne so abgestimmt und kalibriert werden, dass er ohne Risikoerhöhung viel näher an seinen Grenzen ausfallsicher betrieben werden könne. Dadurch werden laut Mahle bisher nicht erschlossene Potenziale zur Steigerung des thermodynamischen und mechanischen Wirkungsgrades nutzbar gemacht. Denn um bei äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Kraftstoffqualitäten und Ansauglufttemperatur, eine Beschädigung des Motors zu verhindern, müsse 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, hört man vom Zulieferer.

Die intelligenten Motorkomponenten des Zulieferers werden aktuell als Entwicklungswerkzeug für die Motorentwicklung genutzt. Nach erfolgreicher Überführung in die Großserienfertigung sei der Einsatz auch in Serienmotoren angedacht, teilt der Zulieferer mit. Dies um einerseits die Bauteilgrenzen in jedem Motor voll auszuschöpfen und andererseits einen sich andeutenden Schadensfall frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig darauf reagieren zu können.