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DuPont: Polyamid für robuste Sauganlage mit integriertem indirektem Ladeluftkühler

Eine Sauganlage aus dem alterungs- und temperaturbeständigen Polyamid Zytel Plus mit integriertem indirektem Ladeluftkühler von Mahle für die neuen BMW 6-Zylinder-Benzinmotoren. (Foto: DuPont)

Eine Sauganlage aus dem alterungs- und temperaturbeständigen Polyamid Zytel Plus mit integriertem indirektem Ladeluftkühler von Mahle für die neuen BMW 6-Zylinder-Benzinmotoren. (Foto: DuPont)

Die 3-Liter-Reihensechszylinder-Benzinmotoren des Typs B58 von BMW erhalten ihre Verbrennungsluft über eine Sauganlage mit einem indirekten integrierten Ladeluftkühler von Mahle. Diese ist aus dem temperatur- und alterungsbeständigen Polyamid Zytel Plus der DuPont Performance Polymers, Genf, hergestellt. Aus dem gleichen Kunststoff sind auch die Führungsdichtleisten des von Kühlmittel durchströmten Wärmetauschers aus Aluminium, der der Länge nach in das Gehäuse eingeschoben ist. Das konstruktive Prinzip dieses Ladeluftkühlers ermöglicht dessen Anordnung in unmittelbarer Nähe zum Motor. Das verringert den Platzbedarf und die Druckverluste und trägt damit zu einem angepassten Verhältnis von Leistung und Kraftstoffeffizienz bei. BMW setzt den Motor des Typs B58 seit Ende 2015 in seinen Modellen 740i, 440i und 340i sowie im M135i und M235i ein.

Das Entwicklungsteam aus Mitarbeitern des OEM, des Tier-1-Zulieferers und von DuPont wählte für diese Anwendung den glasfaserverstärkten Typ Zytel Plus 95G35 (PA 66/6T mit 35 % Glasfaserverstärkung). Dieser zeichnet sich durch seine gute Beständigkeit unter Einwirkung von Chemikalien und Temperaturen bis 230 °C sowie durch eine gute Schweißbarkeit aus. Diese war gefordert, weil die Ober- und Unterschale des Gehäuses zunächst – separat, aber in einem 2-fach Werkzeug – spritzgegossen und danach im Reibschweißverfahren zusammengefügt werden.

Dazu Martin Valecka, Projektleiter in der Entwicklung: „Durch die Festlegung auf einen Glasfaseranteil von 35 Gewichtsprozent haben wir ein ausgeglichenes Verhältnis von Steifigkeit und Schlagzähigkeit erreicht. Dank dieser Eigenschaftskombination konnten wir eine Vielzahl dünnwandiger und trotzdem hoch effizient stützender Verrippungen vorsehen. Diese tragen dazu bei, dass die Deformation der Sauganlage auch bei hohen Ladeluftdrücken und Temperaturen minimiert wird und damit die Dauerhaltbarkeit über Lebensdauer gewährleistet ist. Auf Grund der hohen Fließfähigkeit von Zytel Plus erreichen wir trotz der teils engen Fließwege kurze Zykluszeiten beim Spritzgießen dieser großvolumigen Bauteile.“

Zytel Plus wird mit der unternehmenseigenen Shield-Technologie von DuPont hergestellt, die eine Polymer-Hauptkettenarchitektur mit speziellen Polymermodifikationen und Additiven verbindet. Die Type 95G35 ist das Universalprodukt innerhalb dieser Produktfamilie. Dank seiner hohen Temperaturbeständigkeit behält es den Großteil seiner mechanischen Eigenschaften selbst nach 3.000 Stunden bei 230 °C, während die Eigenschaften vieler herkömmlicher PA 66-GF35-Typen bereits bei 180 °C auf weniger als die Hälfte ihres Ausgangswerts abfallen.

„Dank der Shield-Technologie können Bauteile aus Zytel Plus unter Einwirkung von heißem Öl, heißer Luft, Kühlmittel und Tausalz zwei- bis dreimal so lange Lebensdauern erreichen wie Teile aus herkömmlichen Polyamiden“, so Dr. Olena Novikova, Key Account Manager, DuPont Performance Polymers. „Diese Beständigkeit macht das Material zu einer interessanten Wahl für Anwendungen auf der heißen Seite des Ansaugtraktes sowie für Zylinderkopfhauben, Resonatoren, Abgassysteme und Ölwannen. Die Kunststoffteile des integrierten indirekten Ladeluftkühlers von Mahler widerstehen damit problemlos den spezifizierten Temperaturen von -40 °C bis 190 °C sowie der Einwirkung von Blow-by und rückgeführten Abgasen über die gesamte Fahrzeug-Lebensdauer.“

www.dupont.com

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