DuPont: Neues digitales Drehstellventil mit Bauteilen aus Polyphthalamid

Das US-Unternehmen MileageMatrix, Inc. (www.mileagematrix.com) hat jetzt ein digitale gesteuertes Drehstellventil für Kfz-Kühlkreisläufe zur Serienreife entwickelt, das herkömmliche, analoge Thermostate schon bald ablösen könnte, weil es eine exakte, bedarfsabhängige Temperierung ermöglicht. Dadurch lassen sich der Kraftstoffverbrauch und die damit verbundenen Emissionen ebenso wie der Verschleiß im Motor und Antriebsstrang signifikant reduzieren und zugleich die mögliche Nutzungsdauer der verwendeten Flüssigkeiten verlängern. Der Ventilkörper, das Zuleitungsrohr und der Verteiler des neuen Ventils bestehen aus dem Hochleistungspolyamid Zytel® HTN PPA (Polyphthalamid) von DuPont (www.dupont.com), das besonders beständig gegen bis zu 130 °C heiße Long-life-Kühlflüssigkeit und Feuchtigkeit ist. Zulieferer der Teile ist All Service Plastic Molding, Dayton/OH, USA. Dazu Tom Hollis, Director of Advanced Research bei MileageMatrix: „Bei der Werkstoffwahl haben wir besonderen Wert auf die Dimensionsstabilität gelegt, um sicherzustellen, dass alle bewegten Bauteiloberflächen stets von einem schmierenden Flüssigkeitsfilm benetzt sind. Zytel® HTN PPA verhält sich unter den gegebenen Bedingungen sehr gut, so dass wir dessen Gewichts- und Kostenvorteile gegenüber Metallen nutzen konnten.“

Hollis weiter: „Angesichts der hoch entwickelten Systeme in heutigen Kraftfahrzeugen überrascht, dass noch immer analoge Systeme eingesetzt werden, um das Herzstücks eines jeden Fahrzeugs, den Motor, zu temperieren und so vor Schäden zu schützen. Dabei ergeben sich Temperaturen, die höher oder niedriger sein können, als tatsächlich erforderlich. Beide Zustände vergeuden Energie, denn jedes Watt, das über den Kühler abgeführt wird, geht für den Antrieb verloren.“ Das digitale Drehstellventil (Digital Rotary Control Valve, DRCV) von MileageMatrix ermöglicht es, den Kraftstoff besser auszunutzen. Mit seiner Hilfe lässt sich der Motor verbrauchsgünstig bei exakt der Temperatur betreiben, die für die jeweilige Fahrsituation, Leistungsanforderung und Außentemperatur optimal ist. Dazu werden die aktuellen Messwerte an verschiedenen Stellen des Motorraums erfasst und zur Steuerung des DRCV ausgewertet. Die bisherige dreijährige Erprobung ergab eine mögliche Kraftstoffeinsparung von ca. 5 % im Jahresdurchschnitt. Derzeit durchläuft das DRCV ein umfangreiches, von den OEM vorgegebenes Testprogramm.

„Um den Verbrauch und die Schadstoffemission zu senken, müssen alle Antriebselemente nach dem Start rasch auf ihre optimale Betriebstemperatur gebracht und anschließend dort gehalten werden“, so Hollis. „Herkömmliche analoge Thermostate sind kostengünstig, erfüllen diese Aufgabe aber nur eingeschränkt. Unser neues digitales System optimiert den Betrieb dagegen nach dem Kaltstart ebenso wie im breiten Temperaturbereich des praktischen Einsatzes.“ Als weiteren Vorteil nennt Hollis die Tatsache, dass das Motoröl stets oberhalb des Taupunktes von Wasser gehalten wird, was verlängerte Ölwechselintervalle ermöglichen und damit den Verbrauch von Öl und den Anfall gebrauchter Ölfilter vermindern könnte.

„Die Digitaltechnologie für dieses Funktionsteil wurde bereits vor einigen Jahren entwickelt, aber zu jener Zeit hatten der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission noch nicht den heutigen Stellenwert“, so Hollis. „Wir haben die Zeit genutzt, um das System zu perfektionieren und die Eignung für alle Verbrennungsmotoren sicherzustellen. Besonders vorteilhaft ist es für Hybridantriebe, weil diese in spezifischen, optimierten Temperaturbereichen besser funktionieren. Jetzt ist die Zeit reif für diese Technologie.“

DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Neu-Isenburg

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