Forschungsprojekt

Mit Eintreten des LeiMot-Projekts in die Prototyp-Phase trägt Dätwyler zum ICE-Gewichtsreduktionsziel von 25 % bei.

August 10, 2020

Eine massgefertigte Dichtungslösung von Dätwyler, entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Aachener Engineering-Spezialisten FEV, ist nun Teil eines finalen Motorprototyps im Forschungsprojekt LeiMot (Leichtbaumotor). Ziel des Projektes, an dem mehrere wichtige Akteure der Mobilitätsindustrie beteiligt sind, ist es, das Gewicht der entscheidenden Komponenten – Zylinderkopf und Kurbelgehäuse – eines bestehenden Verbrennungsmotors der neuesten Generation (ICE) um bis zu 30% zu reduzieren.

Durch das Ersetzen von Standardkomponenten und -teilen aus Metall durch Alternativen aus Faserverbundwerkstoffen und additiver Fertigung reduziert das Projekt nicht nur das Gesamtgewicht des Motors, sondern verbessert auch Betriebseffizienz und -verhalten sowie Wärmemanagement und reduziert Geräusch, Vibration und Rauigkeit (Noise, Vibration, and Harshness; NVH), um zukünftige Anforderungen an Komfort, Sicherheit und Nachhaltigkeit zu erfüllen.

Wir waren begeistert vom Vorschlag unseres Engineering-Partners FEV, uns an diesem Projekt zu beteiligen. Die Anforderung bestand darin, eine Dichtungslösung für eine neue Kunststoffabdeckung zu entwickeln, und unser Co-Engineering-Ansatz hat sich hierfür als perfekt geeignet herausgestellt. Das LeiMot-Team verfügte über eine bereits vorhandene Simulation, die wir intern optimieren konnten, um eine Dichtungslösung mit bestmöglicher Flüssigkeits- und Wärmebeständigkeit zu empfehlen. Es ist das erste Mal, dass für diesen Zweck ein Kunststoffbauteil eingesetzt wurde. Wir sind stolz darauf, dass wir einen entscheidenden Beitrag leisten konnten – von Simulation und Design bis hin zu komplexer Werkzeugentwicklung und Materialkenntnissen.

Nach Erhalt der ersten Simulationsdaten von der FEV führte Dätwyler eine eigene Simulation durch und machte Empfehlungen bezüglich der Geometrie des Bauteils, um die Dichtung zu verbessern. Dabei mussten viele Faktoren sorgfältig berücksichtigt werden, einschließlich der Tatsache, dass Kunststoffkomponenten eine höhere Vibrationswahrscheinlichkeit aufweisen, da sie nicht so fest fixiert werden können wie eine Metall-auf-Metall-Konstruktion. Die Dichtung musste deshalb auch in der Lage sein, alle potenziellen Vibrationen zu absorbieren, um übermäßigen Lärm und Haltbarkeitsprobleme zu vermeiden. Dätwyler nutzte seine Materialkenntnisse ebenfalls, um sicherzustellen, dass das gewählte Verbundmaterial in Bezug auf Temperatur- und Medienresistenz optimiert wurde.

Das Projekt tritt nun in die finale Prototyp-Phase ein, in der bis zu fünf Motoren komplett gefertigt werden, um die Resultate des Projekts zu präsentieren. Dies zeigt, dass trotz der bisherigen kontinuierlichen Weiterentwicklung des Verbrennungsmotors noch Raum für Optimierungen besteht und der ICE gegenüber anderen Antriebsformen konkurrenzfähig bleiben kann. Das geringere Gewicht des Leichtbaumotors infolge der Verwendung von Verbundwerkstoffbauteilen wird sich direkt auf Kraftstoffverbrauch und thermische Effizienz auswirken. Zudem sorgen die optimierte Struktur und die Möglichkeit, Bauteile wie die Kunststoffabdeckung zu entkoppeln dafür, dass NVH-bedingte Probleme minimiert werden.

Der Mobilitätssektor bewegt sich kontinuierlich in Richtung Elektrifizierung. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass der Verbrennungsmotor noch viele Jahre eine grosse, wenn nicht gar führende Rolle spielen wird. Genau diese Tatsache macht das LeiMot-Projekt so spannend und wichtig. Jede Initiative, die eine bereits so ausgereifte Technologie nachhaltiger macht, stellt eine unglaubliche Leistung dar. Wir sind stolz darauf, die Gelegenheit erhalten zu haben, gemeinsam mit unseren Partnern bei FEV hier einen Beitrag leisten zu können und hoffen, dass das Endergebnis letztlich weitreichende Verbesserungen auf globaler Ebene erbringen wird.

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Contribution LeiMot research project
Feb 26, 2020

Dätwyler wird mit seinem führenden Know-how über Polymere hinsichtlich Material, Technologie und Simulation zum LeiMot (Leichtmotor) Forschungsprojekt beitragen. In diesem Projekt wird Dätwyler mit wichtigen Akteuren aus der Mobilitätsbranche wie Volkswagen, dem deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, RWTH Aachen, Fraunhofer, FEV und vielen anderen zusammenarbeiten. Das Ziel des Projekts ist, das Gesamtgewicht des Verbrennungsmotors zu reduzieren und gleichzeitig Effizienz, Betriebsverhalten, Thermomanagement und NVH zu verbessern, um zukünftige Anforderungen an Komfort, Sicherheit und Nachhaltigkeit zu erfüllen.

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