Zwei geschmiedete Ausgleichswellen sorgen in Vierzylinder-Reihenmotoren für ruhigen Lauf. gelegte Un wuch ten auf, die einen großen Teil der Schwingungen tilgen, indem sie den Kräften des Kurbeltriebs entgegenwirken. Üblich waren bisher gegossene Aus gleichs wellen mit hydraulischen Gleit lagern. Die von Schaeffler zusammen mit Hirsch - vogel entwickelte Leicht bau-Ausgleichs welle demonstriert einen neuen Lö sungsweg. Der entscheidende Schritt war zu nächst die Um stellung von der Gleit- auf Wälz lagerung durch Nadellager. Die sich aus der Wälz la ge rung ergebenden hohen An for de rungen an die Härte und Reinheit des Werk stoffs führten dazu, dass bisher in Guss aus geführte Ausgleichswellen nur durch ge schmie dete und anschließend spanend bearbeitete Wel len aus hochwertigem induktiv ge härtetem Stahl mit besonderen Reinheits - anforde run gen hergestellt werden. Dialog Die Welle wird in mehreren Schritten in der Hirschvogel Automotive Group hergestellt. Das Schmieden ermöglicht eine filigrane Geo metrie, die sich auf das Gewicht auswirkt: Die Masse der Ausgleichswelle konnte so um ein Drittel reduziert werden. Das bedeutet, dass die beiden mit doppelter Kurbelwellen dreh zahl laufenden Aus gleichs wellen das Motor ge wicht um bis zu je einem 1 kg je senken. Aus der damit verbundenen Minimierung der Dreh trägheit der Welle resultieren reduzierte Antriebskräfte und eine geringere Geräusch ent wicklung. Die Umstellung auf die Wälzlagerung durch Nadellager macht die bei der Gleit lagerung bislang obligatorische Druck schmie rung über flüs - sig. Die geschmiedete Ausgleichs welle ermöglicht zudem eine Funktions inte gration von Wälz lager-Innen laufbahn und Unwucht: Die Innenringe der Hauptlager entfallen, da die Wälz körper direkt auf der gehärteten Welle laufen. Die einseitige Zu rück nahme der Lauf bahn - brei te im Lager führt zu einer deutlichen Ver bes - serung der Versorgung der Na del lager mit Öl ne - bel, sodass auf eine Druck öl ver sor gung ver zich - tet werden kann. Da aufgrund der geringe ren Rei bung auch weniger Wärme entwickelt wird, ver mindert sich der Ölkühlungsbedarf zudem deut lich. Ins gesamt folgt nicht nur eine re du zier - te Ölpum penkapazität, sondern auch der Ent fall von Ölversorgungsbohrungen bei Kon struk tion und Fer ti gung der Gehäu se bau teile. Aus ge - dehnte Prüf stand ver su che und Vor serien einsätze haben gezeigt, dass die neue La gerungsart den hohen Be las tungen gewachsen ist. Gute Resultate bei Energieeffizienz und CO2- Emissionen Wälzlager haben einen erheblich besseren Wirkungsgrad als Gleitlager. Das bedeutet eine deutliche Verbesserung der Energie effizienz. Die benötigte Antriebsleistung für die Aus - gleichs welle halbiert sich. Im konkreten Fall wird der innermotorische Leis tungs aufwand im oberen Dreh zahlbereich um 1,5 kW reduziert, eine Leistung, die zusätzlich für den Vortrieb zur Verfügung steht. Alles in allem bewirkt die innovative Ausgleichswelle eine Kraftstoff ein - sparung von etwa einem Prozent und eine entsprechende Reduktion der CO2-Emissionen. „Neben der signifikanten Energieeffizienz kommen die wälzgelagerten Aus gleichs wellen auch dem Komfort zugute“, sagt Dr. Peter Solfrank, der bei Schaeffler für Wälz lager im Motor verantwortliche Leiter An wen dungs - technik. „Diese Technologie eignet sich neben der bereits bekannten An wen dung in Diesel - aggregaten auch für den Einsatz in Otto mo - toren.“ So kommt der wälz gelagerten Leicht bau- Ausgleichswelle laut Solfrank eine Schlüs sel - rolle für erfolgreiches Downsizing im Moto - renbau zu. Die wälzgelagerten Leicht bau-Aus - gleichs wellen werden in der neuesten Gene - ration eines namhaften Automobil her stellers von 4-Zylinder-Pkw-Diesel moto ren eingesetzt. Seit Dezem ber 2008 hat die wälzgelagerte Leichtbau-Ausgleichswelle da mit den Einzug in die Groß serie gehalten. Der vergebene Sachpreis. Bild: Stahl-Informations-Zentrum Bild: Stahl-Informations-Zentrum Die fertig geschmiedete Ausgleichswelle. Bild: Hirschvogel Die optimierte wälzgelagerte Ausgleichs welle: Stahl statt Guss ermöglicht die Funktions integration, die minimierte Lauf bahn breite reduziert das Gewicht, Wälz- statt Gleitlager reduzieren die Reibung. Bild: Stahl-Informations-Zentrum Schmiede-Journal September 2009 13
2009-09-Schmiede-Journal
To see the actual publication please follow the link above