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Motorprobleme – Ursachen und deren Behebung

Vorteile und Nutzen von Stahlringen

Vorteile von Stahlringen

In der Vergangenheit fand primär legierter Grauguss oder Sphäroguss als Kolbenringmaterial Anwendung bei Benzin- oder Dieselmotoren. Heute wird mehr und mehr Stahl von den Motordesignern eingesetzt. Stahlringe werden bereits seit über 30 Jahren im LKW-Bereich, z.B. bei Mercedes-Benz, eingesetzt.

Die daraus entstandenen guten Erfahrungswerte und der technische Fortschritt bei der Verarbeitung dieses Materials haben unter anderem dazu beigetragen, dass Stahlmaterial in großem Umfang auf allen Gebieten der heutigen Motorentechnologie Einzug hält.

Ölverbrauch und Durchblasemenge

Ölverbrauch

Der geringere Querschnitt des Stahlringes verbessert das Formfüllungsvermögen des Ringes. Der Ring folgt dadurch den Deformationen der Zylinderoberfläche und gewährleistet somit eine effizientere Abdichtung.





Warum Stahl?

Die heutigen Motoren stellen höhere Anforderungen an die Kolbenringe. Thermische und mechanische Beanspruchung steigen in erheblichem Maße. Zusätzliche Einschränkungen der Emissionen sind weitere Anforderungen an die Präzission von Motorenbauteilen. Alle diese Faktoren haben die Notwendigkeit für ein Material geschaffen, welches stärker und härter als die bisher verwendeten sein muss. Eine bessere Abdichtung, Resistenz gegen Bruch und Verschleiß unter Belastung sind ebenfalls gefragt. Stahl bringt die entsprechenden Eigenschaften mit. Es kommen unterschiedliche Stahlmaterialien zum Einsatz, je nach Anforderung des Motors. Nachträgliche Umrüstungen bei der Motorenüberholung sind jederzeit ohne Probleme möglich.

Stahlring vs. Sphärogussring

Ringhöhe

In neueren Motoren erlaubt es die geringere axiale Ringhöhe von Stahlringen, diese noch näher am Kolbenboden zu platzieren, um dadurch eine Verringerung der Abgasemissionen zu erreichen.





Reduzierung des Ölverbrauchs

Die Verwendung von Stahl bei der Konstruktion eines Kolbenringes erlaubt eine Reduzierung der axialen Ringhöhe und zusätzlich der radialen Wandstärke. Der damit wesentlich leichtere Ring hat die Fähigkeit einer besseren Abdichtung der Ringnut, wobei jedoch gleichzeitig die Spannung des Ringes proportional im Vergleich zum Gussring wesentlich höher ist. Daraus resultiert eine bessere Anpassung an geringfügig unrunde Zylinder. Dies bedeutet auch, dass damit normalerweise auftretender Ölverbrauch eingedämmt bzw. reduziert wird.

Niedrigere Abgasemissionen

Bei der Konstruktion von Kolben für neue Motoren, erlaubt es die Festigkeit des Stahl, die erste Ringnut näher in Richtung Kolbenboden zu platzieren, um eine Reduzierung der Abgaswerte zu erreichen. Dieses Design verkleinert das Spaltvolumen am Feuersteg. Weniger unverbrannte Partikel in Dieselmotoren und weniger Kohlenwasserstoffe in Benzinmotoren sind die Folge.

Dehnungsfestigkeit

Dehnungsfestigkeit

Nur Kompressionsringe aus Stahl können die Dehnungsfestigkeit, die Härte und die Eingrenzung der Materialermüdung garantieren, die für die heutigen Motoren absolut erforderlich sind.






Die Festigkeit des Stahls

Verglichen mit Sphäro- oder Grauguss zeichnet sich Stahl dadurch aus, dass die Möglichkeit eines Ringbruches nicht besteht. Aufgrund der größeren Härte von Stahl gibt es auch Vorteile gegenüber Gussmaterialien in Bezug auf den Flankenverschleiß der Ringe und den Nutverschleiß des Kolbens. Dies hat Gültigkeit sowohl in Diesel-, wie auch in Benzinmotoren. Langjährige Erfahrungen in der Praxis haben dies ausreichend bestätigt.

Flankenverschleiß

Flankenverschleiss

Stahlringe gewährleisten eine längere Lebensdauer und reduzieren den Nutverschleiß des Kolbens.











Kolbenringe aus Stahlmaterial

Vorteile:

  • Höhere Spannung
  • Höhere Laufleistung
  • Größere Härte
  • Niedrigere Ringhöhen
  • Größere Ermüdungsdauer

Nutzen:

  • Widerstandsfähiger gegen Belastung
  • Reduzierung des Flankenverschleißes
  • Reduzierung des Nutverschleißes
  • Längere Wartungsintervalle
  • Bessere Anpassung an den Zylinder
  • Reduzierung des Ölverbrauchs
  • Reduzierung der Durchblasemenge (Blow-By)
  • Weniger Reibung