Für eine neue Generation von umweltneutralen mit CO2 als Kältemittel betriebenen Kfz-Klimaanlagen wurde ein Verdichter entwickelt und erprobt, dessen Gehäuse aus Stahl hergestellt ist. Sämtliche derzeitigen mit dem konventionellen Kältemittel R134a betriebenen Verdichtern in Kfz für Klimaanlagen sind mit einem Aluminium-Druckgussgehäuse ausgeführt, ebenso wie die für erste Tests im Rahmen von Machbarkeitsstudien zu CO2-Systemen gebauten Verdichter. Mit dem Gehäuse aus dem Werkstoff Stahl wurde somit ein neuer Weg beschritten. Der Grund hierfür war, dass bei den neuen Verdichtern mit deutlich höheren Gehäuseinnendrücken bis 132 bar und Temperaturen bis 150 Grad C für Klimaanlagen zu rechnen ist, die eine Zeitstandbeanspruchung des Aluminiums bewirken dürften, mit der ein mögliches Dauerfestigkeitsproblem und nicht tolerierbare Kriechdehnungen zu erwarten sind. Bei Stahl hingegen ist Kriechen im Temperaturbereich bis 300 Grad C zu vernachlässigen. Für das Stahlgehäuse bot sich im Hinblick auf eine möglichst kostengünstige Fertigung eine zylindrische Form an. Um die mechanische Bearbeitung auf ein Minimum zu reduzieren, wurde diese über Kaltfließpressen vorgeformt. Im Rahmen des Vorhabens wurden mehrere Entwicklungsstufen des Gehäuses erprobt. Die letzte stellt eine Schweißkonstruktion dar. Der zylindrische Bereich des Gehäuses mit Boden (Housing Tube) ist aus Werkstoff S420NL (1.8912) kaltfließgepresst, das sogenannte Insert, das im Wesentlichen die Lagerung der Antriebswelle übernimmt, ist aus Werkstoff S460N (1.8901) spanend gefertigt und über eine Laser-Rundnaht in den Gehäuseboden eingeschweißt. Das Festigkeits- und Lebensdauerpotential des Gehäuses wurde sowohl experimentell anhand von Berst- und Schwingversuchen als auch numerisch über Finite Elemente Analysen untersucht. Die Charakterisierung des Gehäusewerkstoffes, der Nahtqualität und des Zustandes der Gehäuse nach den experimentellen Erprobungen erfolgte über mechanisch-technologische, zerstörungsfreie, metallografische und fraktografische Prüfmethoden. Parallel hierzu wurde vom Verdichterhersteller die in den R134a-Anlagen bewährte Verdichtertechnik an die zylindrische Gehäuseform angepasst, für die wesentlich höheren Betriebsdrücke und -temperaturen neu ausgelegt und in Prüfstandsuntersuchungen erprobt und ertüchtigt. Die erzielten Untersuchungsergebnisse beschreiben somit einen Stand des Verdichtergehäuses aus Stahl, der als gute Basis für die Optimierung des Gehäuses hin zur Serienreife betrachtet werden kann. Gegenüber Aluminiumgehäusen dürfte sich hierbei als Vorteil erweisen, dass ein mögliches, die Lebensdauer beeinflussendes Kriechverhalten bei den gegebenen Betriebstemperaturen beim Werkstoff Stahl nicht zu erwarten ist.
Qualifizierung von Stahlgehäusen für Verdichter einer neuen Generation von Kfz-Klimaanlagen
Qualification of housings made of steel and developed for a new generation of automotive air conditioning systems
2007
159 Seiten, 124 Bilder, 16 Quellen
Book
German
Kraftfahrzeugbau , Automobilbau , Klimaanlage , Verdichter , Gehäuse , Stahl , Werkstoffauswahl , Aluminiumgehäuse , Vergleichsanalyse , mechanische Eigenschaft , Festigkeit , Lebensdauer , Dauerschwingprüfung , Tieftemperatur , metallographisches Untersuchen , Finite-Elemente-Methode , technologische Materialeigenschaft , Wirtschaftlichkeit , Chromstahl
Externe Regelung für variable Verdichter in Kfz-Klimaanlagen
Online Contents | 2000
|Externe Regelung fuer variable Verdichter in Kfz Klimaanlagen
Automotive engineering | 2000
|Externe Regelung für variable Verdichter in Kfz-Klimaanlagen
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