Verbrennungsmotoren werden auch in Zukunft ihre dominierende Stellung als Antriebsquelle für PKW und NFZ behalten. Somit besteht die große Herausforderung der Automobilindustrie, die vorgegebenen Grenzwerte hinsichtlich der Abgasemissionen wie CO2, NOx und Partikel hauptsächlich mit optimierenden Maßnahmen an Verbrennungsmotoren zu erreichen. Insbesondere findet dabei das Thema Downzising unter Verwendung der Turboladertechnik zunehmend an Gewicht. Turbolader gehören zu den am höchsten spezifisch belasteten Bauteilen von Verbrennungsmotoren. Es ist festzustellen, dass inzwischen - auf Grund steigender Mitteldrücke am Motor - häufig alle Komponenten des Turboladers grenzwertig belastet sind. Zur systematischen Absicherung und gezielten Testkomprimierung werden zunehmend Heissgasprüfstände eingesetzt. Dabei werden meist auf Erfahrung beruhende Prüfverfahren eingesetzt, die in den wenigsten Fällen allgemeingültig beschrieben sind. Mit der systematischen Untersuchung von Ausfallmechanismen bezogen auf die relevanten Bauteile können wissenschaftlich fundiert Testzyklen entwickelt werden. Beim TÜV SÜD als Experte für Prüfdienstleistungen wird aufbauend auf eine vorhanden mit BorgWarner entwickelte Testmethode zur Verschleißanalyse der Wastegateklappenlagerung eine Standardtestmethode erarbeitet. Bei der bereits seit Jahren erfolgreich eingesetzten Testmethode wird lediglich das Turbinengehäuse mit der Wastegateklappe aufgebaut und mit heißem Abgas durchströmt. Die Auslenkung der Wastegateklappe wird mit einer höherfrequenten Anregung über einen Shaker so überlagert, dass sich das entsprechende Verschleißbild in einer deutlich verkürzten Prüflaufzeit einstellt. Da hier nur eine Teilkomponente des Turboladers zur Untersuchung aufgebaut werden muss, ist die Reproduzierbarkeit und somit die gezielte Variation von Einflussgrößen sehr gut darzustellen. Zur systematischen Analyse anderer Ausfallmechanismen an den relevanten Bauteilen wird ein weiterer Hotshake-Prüfstand mit größerer Leistung aufgebaut. Die Erarbeitung grundlegender vereinheitlichter Prüf- und Testmethoden ist bei der steigenden Komplexität bei der Einbindung einzelner Komponenten in das Gesamtsystem zwingend erforderlich. Ziel der Zusammenarbeit zwischen der TU Berlin und dem TÜV SÜD ist es, wissenschaftlich fundierte standardisierte Testmethoden zu erarbeiten, die die Einflüsse auf Standfestigkeit und Emissionen bei der Alterung von Turboladern absichern und somit nachhaltig die CO2-Reduzierung sicherstellen.

    Combustion engines will continue to be the dominating power unit for cars and trucks in the future. The big challenge of the car industry will be to keep up with the emission standards. Standards that regulate CO2, NOx and particles will lead to find optimized solutions for combustion engines. Turbo charger technology is becoming more and more important, especially with regard to the topic of downsizing. The turbo charger is one of the highest stressed elements of the combustion engine. Because of the increasing middle pressure levels in the engine all elements of the charger are often stressed to their limits. Hot gas test benches are being used increasingly in order to ensure systematic safety and specific testing of turbo chargers. Therefore, testing methods are used that are mostly based on experience , but which are not very often described for general use. Scientifically based test cycles can be developed by systematically studying the failure mechanisms of the relevant components. At TÜV SÜD, the experts for testing services, standard testing methods are being developed based on the company's work with BorgWarner to analyze the wear and tear on the wastegate bearings. This test method, which has already been used successfully for many years, consists of mounting the turbine housing with the wastegate valve and streaming hot gas through it. The wastegate valve is opened and closed at a high frequency using a shaker, thus leading to the wear and tear in a significantly shortened testing time. Because only specific parts of the turbo charger are mounted on the test bench, it is possible to selectively reproduce and vary specific factors in the test. In order to systematically analyze other failures of relevant components, another hot gas test bench with higher power levels is being built. Because of the increasing system complexity, it is absolutely necessary to establish basic and standardized testing methods that combine the individual components of the overall system. The goal of the cooperation between TU Berlin and TÜV SÜD is to establish standardized and scientifically based testing methods that enable a reliable analysis of the influences on stability and emissions during the aging of turbo chargers, and thus likewise ensure CO2 reductions.


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    Titel :

    Standardisierung der Anforderungen an Testmethoden zur Absicherung der nachhaltigen Reduzierung der CO2-Emissionen bei dem Einsatz von Turboladern im PKW und NFZ


    Beteiligte:
    Nast, Rene (Autor:in) / Richter, Detlev (Autor:in) / Baar, Roland (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2015


    Format / Umfang :

    11 Seiten, Bilder, Tabellen, 7 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





    Abnahmepruefung an Turboladern

    Burkhard,U. / Brown Boveri,Baden,CH | Kraftfahrwesen | 1977



    Effiziente Pruefung von Turboladern

    Larsson,P.I. / Westin,F. / Andersen,J. et al. | Kraftfahrwesen | 2009


    Rechnerunterstuetzte Qualitaetskontrolle bei Turboladern

    Halbeisen,M. / Moulinier,J.C. / BBC,Baden,CH | Kraftfahrwesen | 1981