Als zukünftiges Ersatzkältemittel für R134a (halogenierte Fluor-Kohlenwasserstoffe (HFKW)) wird von den deutschen Automobilherstellern CO2 (Kohlendioxid, R744) bevorzugt. Die Vorteile von CO2 sind ein GWP-Wert von 1 (Basis für Vergleich mit HFKW) und eine hervorragende Leistungszahl, sowohl beim Einsatz in Klimaanlagen als auch bei kombinierten Klimaanlagen mit möglichem Wärmepumpenbetrieb. Die Kälteleistungszahl liegt jedoch bei hohen Umgebungstemperaturen (>35 Grad C) und gleichzeitigem Stillstand des Fahrzeuges (Motor im Leerlauf) unterhalb der Leistungszahl des R134a-Systems. Bei Kleinfahrzeugen mit geringem Motordrehmoment wird ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und eine verringerte Beschleunigung zum Problem. Zur Minimierung der Leistungsaufnahme des Verdichters bei CO2-Systemen werden Lösungsansätze aufgezeigt, die schon bei der Fahrzeugentwicklung beachtet werden müssen. Das Fahrzeug-Design hat einen großen Einfluss auf die Lufteintrittstemperatur am Gaskühler. Hier liegt das Optimierungspotential im wesentlichen in drei Punkten: (1) Verbesserung der Abdichtung des Gaskühlers, um Rückströmungen aus dem Motorraum zu verhindern, (2) Optimierung der Luftströmung zum und durch den Gaskühler zum Beispiel durch Vergrößerung der Freiräume im Motorraum (Verlängerung des Fahrzeugs) oder durch Erhöhung der Anzahl der Lüfter und (3) Vergrößerung des Gaskühlers. Weiterhin muss mit Hilfe spezieller technischer Ansätze versucht werden die Verdichterleistungsaufnahme zusätzlich zu reduzieren. Dies ist möglich durch: (1) Erhöhung der Effizienz der Komponenten im System, (2) Verwendung des massenstromgeregelten Verdichters zur Drehmoment-Regelung und (3) Einsatz eines Dampfstrahlverdichters (Ejector). Mit dem massenstromgeregelten Verdichter erhält das Steuergerät (ECU) für das Motormanagement des Fahrzeugs das aktuell am Verdichter anliegende Drehmoment, das über Regelstrom und Verdichterdrehzahl errechnet wird, als Information. Anhand eines Beispiels wird die Kommunikation zwischen Motormanagement und Verdichter-Regelung verdeutlicht.
Besonderheiten der R744 (CO2) Klimaanlagen für Kleinfahrzeuge
2005
10 Seiten, 10 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Automobilindustrie , Beschleunigung , Dampfstrahlpumpe , Drehmoment , Drehmomentregelung , EG-Richtlinie , EU (Europäische Union) , Fahrzeugklimaanlage , Fluorchlorkohlenwasserstoff , Kältemittel , Klimaregelung , Kohlendioxid , Kraftstoffverbrauch , Leerlauf , Leistungsaufnahme , Leistungszahl , Massenstrom , Nullgeschwindigkeit , Pkw (Personenkraftwagen) , Rückströmung , Steuergerät , Stillstand , Treibhauseffekt , Umgebungstemperatur , Kältekompressor , Klimaanlagenverdampfer , Motormanagement
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