Damit der Motor wie geschmiert läuft

Sensor analysiert Qualität und Zustand der Schmierstoffe

München (pte) (pte008/07.01.2000/12:00) Damit der KFZ-Motor schnurrt, sollte in regelmäßigen Abständen das Öl gewechselt werden. Ein robuster Sensor kann nun direkt im Motor oder im Getriebe Qualität und Zustand der Schmierstoffe bestimmen. Gemeinsam mit der Bedia Motorentechnik GmbH entwickelten Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS), Institutsteil München, http://www.ims.fhg.de/ einen Sensor, der in Motoren und Getriebe eingebaut werden kann. Dort misst er Parameter wie Zähigkeit oder elektrische Leitfähigkeit, um so Qualität und Zustand der Schmierstoffe zu bestimmen.

Die Ölwechsel-Intervalle richten sich zum Beispiel nach der Qualität des verwendeten Öls, den gefahrenen Kilometern, dem Alter des Fahrzeugs oder den Pflegegewohnheiten des Wagenbesitzers. Ob der Ölwechsel in Motor oder Getriebe tatsächlich fällig ist oder nicht, ließ sich bisher nicht individuell feststellen. Es fehlten robuste Sensoren, die dem aggressiven Milieu standhielten. Der neue Sensor arbeitet mit Oberflächenwellen. Dafür werden auf einer piezoelektrischen Grundlage - hier ist es Quarz - kammförmig angeordnete Elektroden aufgebracht. "Ein Paar dieser Anordnungen bildet den Interdigitaltransducer", erklärte Dr. Anton Leidl vom IMS. Diesen nutze er, um die Zähflüssigkeit des Schmierstoffs zu messen. Und Leidl weiter: "Dafür wird eine hochfrequente Wechselspannung zwischen den einzelnen Elektroden angelegt, wodurch sich der Quarz verformt und zu schwingen beginnt." So entstehen elektroakustische Wellen, die je nach Zähigkeit des Schmierstoffs variieren.

"Je älter und dreckiger das Öl im Motor ist, desto zäher fließt es. Anhand der Wellenschwingung erkennt der Sensor die Beschaffenheit des Schmierstoffs", so Leidl. Eine weitere kammförmige Elektrodenstruktur, der sogenannte Interdigitalkondensator, bestimmt die elektrische Leitfähigkeit. Diese nimmt mit dem Alter des Öls zu. Um Schwankungen zu vermeiden und vergleichbare Werte zu erhalten, misst der Sensor die elektrischen Eigenschaften und die Zähigkeit immer erst dann, wenn der Schmierstoff - beispielsweise während der Aufheiz- oder Abkühlphase - eine Temperatur erreicht hat, bei der bekannte Werte für neues Öl vorliegen.

Eine Schicht aus Siliziumkarbid schützt den Sensor vor den aggressiven Medien. Er kann direkt im Motor oder Getriebe eingesetzt werden. Über ein Bussystem lässt sich der Sensor an einen zentralen Bordcomputer anschließen. So weiß der Fahrer jederzeit über den Zustand des Öls Bescheid. Frühestens in zwei Jahren wird der Sensor für Pkws der Luxusklasse erhältlich sein.
Informationen: Dr. Anton Leidl, IMS, E-Mail: leidl@imsm.fhg.de (idw)

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