THERMOMANAGEMENT. Prüflingskonditionierung am Antriebsprüfstand. AVL List GmbH

Transkript

1 THERMOMANAGEMENT Prüflingskonditionierung am Antriebsprüfstand AVL List GmbH

2 ENERGIEBILANZ VERBRENNUNGSMOTOR TU-Darmstadt

3 STRASSENFAHRT FREIE ANSTRÖMUNG Straßenfahrt -Wärmeabfuhr durch Umgebungsluft PKW-Turbodiesel130kW/2.0 L 200kmh IVD

4 MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG Straßenfahrt -Wärmeabfuhr durch Umgebungsluft IVD

5 MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG Deutliche Geschwindigkeitsabsenkung im Motorraum gegenüber Fahrgeschwindigkeit qpunkt

6 MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG Luftgeschwindigkeit am Katalysator Motor längs eingebaut IVD

7 MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG Erwärmung nach Warmlauf Relativ gleichmäßiges Temperaturniveau T>> in Grenzschicht zu heißen Oberflächen qpunkt

8 ABZUFÜHRENDE WÄRMELEISTUNGEN [kw] Kühlmittel, Öl, Kraftstoff Ladeluftkühlung Strahlung/Konvektion Abgasenthalpie TU-Darmstadt; PKW-Turbodiesel 130kW/2.0L

9 LADELUFT - KÜHLLEISTUNG IVD

10 EINFLUSS DER MEDIENKONDITIONIERUNG Der thermodynamische Arbeitsprozess mit seinen Rohemissionen Der thermodynamische Arbeitsprozess und damit die Rohemissionen am Motoraustritt und die Abgastemperatur werden abgesehen von inner- und außermotorischen Maßnahmen von der Temperatur des Luft-Kraftstoffgemischs und der Temperatur der Brennraumwände beeinflusst. Temperatur Luft-Kraftstoffgemisch Ladeluftkonditionierung Temperatur Brennraumwände Kühlmittelkonditionierung Die Abgasnachbehandlung Für die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung ist die Temperatur im Inneren der Abgasnachbehandlungskomponenten entscheidend. Diese Temperatur ist von der Abgastemperatur und von der Außenkühlung der Abgasnachbehandlungskomponenten abhängig. Durch geeignete Maßnahmen (motornahe Komponentenanordnung, Wärmeisolierung) kann der Einfluss der Außenkühlung weitgehend eliminiert werden

11 PRÜFAUFGABEN Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand Prüfung und Optimierung einzelner Komponenten oder Subsysteme, Bauteilmodifikationen, Basisbedatung Motorsteuergerät, Basisbedatung Abgasnachbehandlung, Robustheitsprüfung

12 PRÜFAUFGABEN Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand Straßenfahrt bestmöglich reproduzieren Problemphasen analysieren Problemlösungen prüfen Motorkühlmittel- und Ladeluftkühlkreislauf so fahrzeugnah wie möglich nachbilden

13 PRÜFAUFGABEN Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand Motorkühlmittel- und Ladeluftkühlkreislauf so fahrzeugnah wie möglich nachbilden Für die Ladeluftkühlung empfiehlt sich die Abfuhr der Abwärme mittels Kühlwasser unter Verwendung eines eingehausten originalen Ladeluftkühlers

14 PRÜFAUFGABEN Basisbedatung Motor und Abgasnachbehandlung, Robustheit, Bauteilmodifikation Basisbedatung Verbrauch Rohemission Abgasnachbehandlung Robustheitsüberprüfung transienter Motorbetrieb unterschiedliche Umgebungsbedingung Straßenfahrtereignisse Kaltstartbedatung Zylinderdruck, Laufruhe, Ruß Abgaszusammensetzung Auswirkung Bauteilmodifikationen Statistische Versuchsplanungsmethoden unterstützen Steuergerätebedatung Medien auf konstante, einstellbare und vor allem reproduzierbare Zustände regeln

15 PRÜFAUFGABEN Basisbedatung Motor und Abgasnachbehandlung, Robustheit, Bauteilmodifikation Medien auf konstante, einstellbare und vor allem reproduzierbare Zustände regeln. Hierzu ist anzumerken, dass damit die instationäretemperaturverteilung im Motor in ein stationäres Bauteiltemperaturfeld übergeht. Für die Ladeluftkühlung empfiehlt sich die Abfuhr der Abwärme mittels Kühlwasser unter Verwendung eines eingehausten originalen Ladeluftkühlers

16 PRÜFAUFGABEN Vorkonditionierung des unbefeuerten Motors Zur Herstellung von Kaltstart-Bedingungen. Mit offen blockiertem Motorthermostaten / mit normal regelndem Motorthermostaten über die Anschlüsse des Innenraum-Heizkreises. Vorkonditionierung GTR-15 (WLTP) auf 23 C ±2 C

17 RDE-MESSFAHRT UMGEBUNGSBEDINGUNGSBEREICHE Temperatur der Umgebungsluft WLTP: 23 C ±5 C (Rollenprüfstand); zusätzlicher EU-Test bei 14 C? RDE: 0 C bis 30 C moderat (-7 C bis 35 C erweitert) Absolute Feuchte Umgebungsluft (Ha) WLTP: 5.5 Ha 12.2 (g H2O/kg trockener Luft); Feuchtekorrektur NOx-Emission RDE: keinen Limits; Luftfeuchte wie real vorhanden; keine Feuchtekorrektur Seehöhe (Druck Umgebungsluft) WLTP: keine Vorgaben RDE: 0 m -700 m moderat; 700 m m erweitert (2400 m China) Beispiel nach barometrischer Höhenformel: 101 kpa bei 15 C auf Meereshöhe; 93 kpa bei 10.5 C auf 700 m ü. M.; 86 kpa bei 6.2 C auf 1350 m ü. M

18 MOBILE UMWELT- UND HÖHENSIMULATION

19 VIELEN DANK