Große Stromgeneratoren und Schiffsmotoren laufen häufig mit Schweröl. Allerdings enthält das „billige Abfallprodukt“ der Raffinerien viel Schwefel und so gut wie alle Metallverbindungen des Rohöls. Bei der Verbrennung entstehen Stickoxide und zahlreiche weitere Schadstoffe, weshalb diese Art der Verbrennungsmotoren keinen guten Namen hat.
Umweltfreundlicher Motorenbetrieb ist möglich
Eine prinzipiell einfache Möglichkeit, „alte“ Diesel zu sauberen Verbrennern zu machen, besteht darin, den Treibstoff zu wechseln und statt mit Schweröl mit wesentlich weniger belastetem (Flüssig-)Gas zu fahren. Nur: Aufgrund unterschiedlicher Energieinhalte und eines anderen Abbrandverhaltens muss dafür der Motor angepasst werden. Er benötigt etwa eine andere Einspritzpumpe, welche eine größere Aufnahmebohrung im Motorblock erfordert. Diese Bohrung kann nun nachträglich mit der weltweit ersten transportablen NC-gesteuerten Spindelbohrmaschine hergestellt werden.
Herausforderung Genauigkeit
Die Aufnahmebohrung muss dafür – über eine Tiefe von 255 mm – von 185 mm auf exakt 200 mm Durchmesser aufgebohrt werden. Toleranz dabei: H7, das heißt maximal 46 µm größer. Diese hohe Präzision und Oberflächengüte ist erforderlich, damit die Einspritzpumpe korrekt arbeiten kann.
Konstruktion mit FEM-Berechnung
Damit sich die Konstruktion der NC-Spindelbohrmaschine bei den auftretenden Schnittkräften möglichst wenig durchbiegt und nicht verwindet, muss diese entsprechend ausgelegt sein. Zur Absicherung der Konstruktion ist eine FEM-Berechnung erforderlich. Zudem soll die Präzisionsbohrmaschine transportabel sein; das zieht eine Topologie-Optimierung der Konstruktion nach sich. Eine weitere Herausforderung ist, dass Dieselmotoren häufig V-Motoren sind, die Zylinder also schräg stehen (Motoren mit 6,8, oder 9 Zylindern sind Reihenmotoren; alles über 12 Zylinder ist in aller Regel ein V-Motor).
Aufbohren für umweltfreundliche Verbrenner
Die NC-Spindelbohrmaschine wird auf den Zylinder aufgesetzt – unabhängig von dessen Schrägstellung – und mittels eines Adapters zentriert. Danach folgt das Einmessen, das Feinjustieren und das Verschrauben der Bohrmaschine an den Befestigungen für die vorherige Einspritzpumpe. Stifte werden dabei nicht benötigt und damit auch keine zusätzlichen Bohrungen am Motorblock. Die vergleichsweisen großen Abmessungen der neuen Bohrung führen dazu, dass diese in drei Schritten hergestellt muss: Auf zweimaliges Schruppen folgt das finale Schlichten.
…und die praktischen Ergebnisse?
Die Maschine wiegt stolze anderthalb Tonnen und hat den ersten Praxiseinsatz bereits hinter sich. „Das Handling, vor allem das Aufsetzen und Einmessen, funktioniert recht unkompliziert; die Bohrungen sind gut innerhalb der Toleranz“, so der 0-Ton von Seiten des Kunden.
Mit ihren vergleichsweisen kompakten Abmessungen sowie den beherrschten Schnittkräften bei der gegebenen Präzision ist die NC-Spindelbohrmaschine weltweit ein Unikat.
