Die bestimmenden Entwicklungstreiber für den weltweiten PKW-Markt sind Kostenreduktion, Reduktion der Emissionen und Verbrauchsminimierung. Die Europäische Union limitiert ab 2012 den CO2-Flottenausstoß auf 130 g/km, mit kontinuierlichen Reduktionen danach. Die Herausforderung für die Motorenentwickler besteht dabei in der weiteren Effizienzsteigerung unter steigendem Kostendruck. Für weitere Verbrauchsoptimierung stellt Downsizing, die Reduktion von Hubraum und Zylinderzahl mit durchgehendem Einsatz von Turboaufladung auch in Zukunft einen möglichen Weg dar. Eine einheitliche Familienarchitektur ist dabei eine Lastenheftforderung für zukünftige Otto- und Dieselmotorfamilien. Aluminium-Kurbelgehäuse haben sich in der kostensensitiven Großserie insbesondere im Druckgussverfahren etabliert. Die Randbedingungen des Druckgussverfahrens, wie die offene Zylinderdeckstruktur, sind dabei als limitierende Faktoren hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung zu betrachten. Für Hochleistungsvarianten werden daher im allgemeinen Schwerkraft- oder Niederdruck-Gießverfahren bevorzugt. Gegenstand eines Entwicklungsprojekts war die Darstellung eines Reihen-4-Zylinder- Druckgusskurbelgehäuses für alle Varianten eines PKW-Dieselmotors einschließlich einer 2-stufig aufgeladenen Hochleistungsvariante. Dieser Artikel beschreibt insbesondere die virtuelle Entwicklungsphase und Schwerpunkte der Design-Optimierung, gibt aber auch Einblick in die Umsetzung der Prototypen und die Entwicklungsergebnisse von Komponentenprüfstand bis zum gefeuerten Motor.
The main drivers of new engine development for the worldwide passenger car market are cost reduction, emissions reduction and minimal fuel consumption. The European Union introduce a fleet-average limit of 130g/km CO2 in 2012 which will be progressively reduced. The challenge for engine developers is to improve efficiency under increasing cost pressure. Downsizing is a very promising route for further fuel consumption reduction. Here the engine capacity is reduced and turbocharging and direct injection technology will be introduced across the board. This leads to a clear requirement for a unified architecture for new gasoline- and diesel engine families. Aluminium cylinder blocks produced by high pressure die casting have become well established in the cost sensitive high volume sector. The requirements of the HPDC process, especially the open deck structure, represent a limitation on the maximum mechanical loading of these blocks.. For the highest power variants, closed-deck blocks produced by lowpressure or gravity casting are currently state of the art. AVL was set the objective to develop a 4-cylinder HPDC cylinder block for all variants of a passenger car diesel engine including a high power variant with 2-stage turbocharging This paper describes the virtual development process and the main design features in detail as well as giving a short overview of the results obtained on the component rig test and engine dynamometer testsnion will
Hochleistungsdiesel-Kurbelgehäuseentwicklung in Aluminium. Druckguß-Kurbelgehäuse für 180 bar Zünddruck
2011
22 Seiten, 25 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
Baukasten fur Aluminium-Kurbelgehause
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