Nokkenasmodule: kunststof in plaats van metaal
Inhoud
Nieuw product belooft voordelen in termen van gewicht, kosten en milieu
Samen met Mahle en Daimler hebben onderzoekers van het Fraunhofer Instituut een nieuw materiaal voor het nokkenashuis gemaakt. Volgens experts levert dit veel voordelen op.
Wie zei dat de dagen van de verbrandingsmotor geteld zijn? Als je bijhoudt hoeveel innovaties er nog ontwikkeld worden voor de klassieke bewegingsvorm, zul je gemakkelijk merken dat deze constante stelling overdreven, zo niet misplaatst is. Onderzoeksteams presenteren voortdurend nieuwe oplossingen die benzine-, diesel- en gasmotoren krachtiger, zuiniger en vaak tegelijkertijd maken.
Versterkt met kunsthars in plaats van aluminium.
Dit is wat wetenschappers van het Fraunhofer Instituut voor Chemische Technologie (ICT) doen. Samen met experts van Daimler, Mahle en andere automobielleveranciers hebben ze een nieuw type nokkenasmodule ontwikkeld die is gemaakt van plastic in plaats van lichte legeringen. De module is een belangrijk onderdeel van de aandrijflijn, dus stabiliteit is de belangrijkste vereiste voor ontwerpers. Fraunhofer gebruikt echter een zeer sterk, vezelversterkt thermohardend polymeer (kunstharsen) in plaats van aluminium voor de module die dient als nokkenashuis.
De auteurs van de ontwikkeling stellen dat dit meerdere voordelen tegelijkertijd zal opleveren. Enerzijds qua gewicht: “De nokkenasmodule bevindt zich in de cilinderkop, dat wil zeggen meestal bovenaan het rijpad”, legt Thomas Sorg uit, een wetenschapper bij het Fraunhofer Instituut. Hier zijn gewichtsbesparingen vooral handig omdat ze het zwaartepunt van het voertuig verlagen. " Maar het is niet alleen goed voor de dynamiek op de weg. Afvallen is uiteindelijk een van de meest effectieve methoden om de CO2-uitstoot van auto's te verminderen.
Kosten- en klimatologische voordelen
Hoewel het onderdeel van het instituut lichter is dan een aluminium nokkenasmodule, beweren de makers dat het extreem goed bestand is tegen hoge temperaturen en mechanische en chemische belastingen, zoals die veroorzaakt door synthetische motoroliën en koelvloeistoffen. Akoestisch heeft de nieuwe ontwikkeling ook voordelen. Omdat kunststoffen zich gedragen als geluidsisolatoren, "kan het akoestische gedrag van de nokkenasmodule zeer goed worden geoptimaliseerd", legt Sorg uit.
Het grootste voordeel kan echter de lage kosten zijn. Aluminium onderdelen moeten na het gieten een dure afwerking ondergaan en hebben een beperkte levensduur. Ter vergelijking: de kosten van extra verwerking van vezelversterkte thermohardende materialen zijn relatief laag. Door hun monolithische ontwerp kan het onderdeel in de fabriek worden voorbewerkt, waar het met slechts een paar handbewegingen op de motor kan worden gemonteerd. Bovendien belooft de Fraunhofer ICT een aanzienlijk grotere duurzaamheid voor zijn nieuwe ontwikkeling.
Uiteindelijk zullen er ook klimaatvoordelen zijn. Aangezien de productie van aluminium energie-intensief is, zou de koolstofvoetafdruk van een Durometer-vezeloptische nokkenasmodule aanzienlijk lager moeten zijn.
Uitgang
Op dit moment is de nokkenasmodule van het Instituut voor ICT. Fraunhofer bevindt zich nog in de fase van een werkend demonstratiemodel. Op de motortestbank werd het onderdeel 600 uur getest. "We zijn erg tevreden met het werkende prototype en de testresultaten", zegt Catherine Schindele, projectmanager bij Mahle. Tot nu toe hebben de partners echter niet gesproken over de voorwaarden waaronder het mogelijk is om de seriële toepassing van de ontwikkeling te plannen.
