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Oberflächenbeschichtung Oberflächentechnik für weniger CO2-Emissionen von Automobilen

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Im Verbundvorhaben „Prometheus“ arbeiten Forscher des Fraunhofer IWS gemeinsam mit der Autoindustrie an Verfahren für reibungsmindernde Oberflächen von Motorenteilen, um so die CO2-Emissionen noch weiter zu senken.

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Die entwickelte Diamor-Beschichtung kann helfen die CO2-Emmissionen zu verringern, indem sie im Motorzylinder für weniger Reibung zwischen dem beschichteten Kolbenbolzen und der Pleuelbuchse sorgt.
Die entwickelte Diamor-Beschichtung kann helfen die CO2-Emmissionen zu verringern, indem sie im Motorzylinder für weniger Reibung zwischen dem beschichteten Kolbenbolzen und der Pleuelbuchse sorgt.
(Bild: Fraunhofer IWS)

Mit neuartigen diamantartigen Beschichtungen und laserstrukturierten Oberflächen soll weniger Reibung entstehen. Autos, LKW und Busse, aber auch Baumaschinen und Gasmotoren sollen auf diese Weise weniger Kraftstoff verbrauchen und die Umwelt schonen. „In jedem Motor reiben Teile wie zum Beispiel Kolben und Zylinder aufeinander. Je mehr Reibungswärme entsteht, desto mehr Kraftstoff wird verbraucht und desto höher sind die CO2-Emissionen“, erklärt Dr. Volker Weihnacht, der das Forschungsprojekt im Dresdner Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS leitet. Ziel sei es, die Oberfläche und den Schmierstoff bestmöglich aufeinander abzustimmen, um die Reibung zu reduzieren. „Gegenwärtig gibt es bereits superharte, diamantartige Kohlenstoffbeschichtungen. Diese haben wir weiter optimiert und dazu unter anderem dem mittels Plasmaverfahren verdampften Graphit verschiedene Elemente beigemischt.“ Parallel dazu arbeite man an einer Mikrostrukturierung per Laser, die den jeweiligen Oberflächen eine Art Haifischhauteffekt verleihe und sie so besonders gleitfähig mache, fügt Weihnacht hinzu.

Beschichtete Kolbenringe dichten den Brennraum gegen das Kurbelgehäuse ab und erzeugen beim Gleiten gegen die Zylinderwand weniger Reibung.
Beschichtete Kolbenringe dichten den Brennraum gegen das Kurbelgehäuse ab und erzeugen beim Gleiten gegen die Zylinderwand weniger Reibung.
(Bild: Fraunhofer IWS)

Die im Fraunhofer IWS erzeugten Kohlenstoffschichten mit dem Markennamen Diamor besitzen nach derzeitigem Stand der Wissenschaft das höchste Potenzial zur Reibungs- und Verschleißreduzierung. Sie bestehen aus bis zu 70 % Diamant-Bindungsanteilen und werden mit dem speziell für diese Schichten entwickelten Laser-Arc-Verfahren erzeugt. (qui)

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