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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Unbefeuerte Lasterzeugung an Verbrennungsmotoren - Eine innovative Methode der Kurbeltriebsentwicklung

Zur Optimierung der Reibung und Dauerfestigkeit verschiedener Kurbelwellenkonzepte wurde in der Vorentwicklung Ottomotoren der AUDI AG ein System zur unbefeuerten Lasterzeugung an Verbrennungsmotoren entwickelt. Dieses umfasst neben einer sehr starken Erhoehung des Verdichtungsverhaeltnisses des Verbrennungsmotors auch eine Fremdaufladung. Durch diese Kombination wird es moeglich, die Spitzendruecke einer Verbrennung am unbefeuerten Motor darzustellen. Da der Spitzendruck allein durch Kompression von Druckluft entsteht, zeigen die Druckverlaeufe selbst bei sehr hohen Lasten extrem niedrige - im befeuerten Betrieb nicht erreichbare - Standardabweichungen. Damit koennen einerseits schnell, kostenguenstig und umweltfreundlich Mechanikdauerlaeufe von Motoren gefahren und andererseits erheblich genauere indizierte Reibungsmessungen durchgefuehrt werden. Somit stellt die unbefeuerte Lasterzeugung eine herausragende Moeglichkeit dar, verlaessliche Aussagen zu Reibung, Kurbeltriebs- sowie Anbauteilbelastungen im Betrieb und mechanischer Dauerhaltbarkeit an neuartigen Kurbeltrieben noch vor der kostspieligen Brennverfahrensentwicklung zu treffen. Insbesondere fuer Motordauerlaeufe in fruehen Entwicklungsphasen der Kurbeltriebsentwicklung stellt sie eine technisch gleichwertige Alternative zu befeuerten Dauerlaeufen dar. Sie ist durch ihre Vorteile wie schnelle Umsetzbarkeit durch geringen Umruestungsaufwand von bestehenden Motoren, Umweltfreundlichkeit durch erhebliche Einsparung von Kraftstoff und verbesserte Randbedingungen fuer Reibleistungsanalysen aeusserst interessant. Durch die bei der unbefeuerten Lasterzeugung auftretende Kombination von voller mechanischer Belastung durch den Zylinderdruck und die durch deutlich niedrigere Spitzentemperaturen reduzierte thermische Belastung ist die Methode jedoch fuer Untersuchungen zur Dauerfestigkeit direkt am Kolben nicht geeignet. Andererseits wird die Methodik gerade durch diese Trennung von thermischer und mechanischer Beanspruchung fuer Untersuchungen zu gaskraftbedingten Reibungseinflussfaktoren an der Kolbengruppe interessant. Schliesslich ist die unbefeuerte Lasterzeugung durch den Entfall des Verbrennungsgeraeusches auch fuer akustische Untersuchungen gut geeignet. Durch den Umstieg von kostenintensivem Kraftstoff fuer Dauerlaeufe und Reibungseinlaeufe auf die im Vergleich wesentlich guenstigere Druckluft, ist die unbefeuerte Lasterzeugung in Punkto Betriebskosten deutlich ueberlegen. In Verbindung mit niedrigen Umruestkosten ist die Erprobungsmethode auch aus wirtschaftlicher Sicht hoch interessant. Es kann also festgehalten werden, dass die unbefeuerte Lasterzeugung insbesondere in fruehen Entwicklungsstadien der Kurbeltriebsentwicklung erhebliche Vorteile gegenueber konventioneller, verbrennungsbasierter Lasterzeugung aufweist. Sie ermoeglicht es lange vor der vollstaendigen Brennverfahrensentwicklung und Steuergeraeteapplikation, Mechanik- und Reibungsergebnisse zu generieren. Beitrag zum Themenbereich "Antriebstrang-Mechanik" der 15. VDI-Tagung "Erprobung und Simulation in der Fahrzeugentwicklung - Mess- und Versuchstechnik", Baden-Baden, 16. und 17. November 2010. Siehe auch Gesamtaufnahme der Tagung, ITRD D368238.

  • Availability:
  • Authors:
    • BRENDEL, M
    • DENGLER, S
    • WURMS, R
  • Publication Date: 2010

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 251-68
  • Serial:
    • VDI-Berichte
    • Issue Number: 2106
    • Publisher: VDI Verlag GmbH
    • ISSN: 0083-5560

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01447328
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 26 2012 10:11AM