Verbrennungsmotorische Antriebe - APL

// Verbrennungsmotorische Antriebe

Effizienz steigern – Emissionen reduzieren

Um die übergeordneten, gesellschaftlichen Ziele des Umwelt- und Klimaschutzes erreichen zu können, müssen Antriebe permanent weiterentwickelt werden. Zielkonflikte entstehen dabei durch die verschiedenen zu optimierenden Zielgrößen wie Effizienz, Emissionen und Produktkosten. Immer kürzere Entwicklungszyklen, die höhere Produktkomplexität und die größere Derivatezahl erfordern eine systematische und effiziente Herangehensweise bereits zu Beginn der Antriebsentwicklung. APL stellt sich dieser Herausforderung gerne und unterstützt seine Kunden während des gesamten Entwicklungsprozesses.

Messdaten grafisch aufbereiten ist Teil der Auswertung

Mechanikentwicklung, Komponentenerprobung und –absicherung

Unsere Mitarbeiter des Antriebsengineerings kümmern sich um alle Fragestellungen unserer Kunden. Durch die genaue, differenzierte Arbeitsweise unserer Mitarbeiter werden Auffälligkeiten im Entwicklungsprozess früh erkannt und Schäden vermieden.

Die unterschiedlichsten Verfahren kommen hierfür zum Einsatz:

Online Verschleiß-/ Emissionsanalyse, um Schädigungsmechanismen zeitlich aufzulösen und zuordnen zu können
Ölhaushaltsabstimmung
Reibleistungsanalyse
Bauteil- und Schadensanalytik, für die uns u. a. moderne 3D Laserscanner zur Verfügung stehen

Tribologie

Die Reduktion von Reibung im Antrieb auf ein Minimum steigert neben der Effizienz auch die Lebensdauer der Bauteile. Um Gleitkontakte optimal auslegen zu können, wird ein kombinierter Ansatz aus Oberflächenvermessung, 3D-EHD Berechnung und Mikroverschleißsimulation angewandt. Validiert werden die Ergebnisse an Komponentenprüfständen und im realitätsnahen Betrieb mit der Radionuklid-Technologie.

Betriebsstoffauswahl und –erprobung

Die Betriebsstoffauswahl ist ein entscheidender Faktor, um Zielgrößen wie Motorleistung, Effizienz, Emissionen und Produktkosten stetig zu optimieren.

APL bietet umfassendes Know-how beim Erproben, Bewerten und Entwickeln von Betriebsmitteln. Beispiele hierfür sind das Bewerten der Kraftstoffzusammensetzung (Blending, Worstcase-& regenerative Kraftstoffe) hinsichtlich Emissionen oder die Entwicklung von Methoden zur Bewertung von Additiven und Schmierstoffen und deren Vorentflammungsneigung (engl.: „Low Speed Pre-Ignition).

Ölkreislauf

Die Kombination aus stetiger Weiterentwicklung der Motormechanik und immer niedrigviskoseren Motorölen – zur Reduzierung der Reibleistung – erhöht die Anforderungen an den Ölkreislauf moderner Verbrennungsmotoren. Zur Untersuchung und Validierung der Ölhaushaltskonzepte führen wir sowohl Gasgehaltsmessungen als auch Schwenkuntersuchungen auf dem Schwenkprüfstand durch. Hierbei wird der Einfluss von dynamischen Fahrmanövern aus dem Fahrzeug auf den Motorenprüfstand übertragen, um Einflüsse aus der Quer- bzw. Längsbeschleunigung auf sämtliche Komponenten im Ölkreislauf prüfen zu können.

Breites Messtechnikangebot

Durch den Einsatz verschiedener Sondermesstechniken gelangen wir viel schneller zum Ziel. Lösungsorientiert setzen wir Online-Messverfahren, Verbrennungsdiagnostik, Abgasanalyse-Systeme sowie Systeme zur Schwingungsanalyse und Schadensfrüherkennung ein und unterstützen so den Entwicklungsprozess effektiv und effizient. Ein Beispiel hierfür sind unsere Massenspektrometer, die eine Online-Ölemissionsmessungen ermöglichen.

Brennverfahren, Thermodynamik, Basisapplikation

Brennverfahren moderner Otto- und Dieselmotoren in Verbindung mit aufwendiger Abgasnachbehandlung werden immer komplexer. APL nutzt Simulationsmodelle, hochmoderne Prüfstände und (bildgebende) Messtechniken, um Güte und Robustheit von Brennverfahren weiter zu steigern.

Abgasnachbehandlung: Komponenten, Funktion, Bedatung, Alterung, Absicherung

Bei der Entwicklung der Abgasnachbehandlung ist stets der Systemverbund aus Motor, Abgasnachbehandlungskomponenten und Funktionen zu betrachten. APL bietet hierfür ein umfassendes Leistungsportfolio – beginnend mit Grundlagenuntersuchungen (z.B. Ablagerungsbildung) über die Komponenten- und Funktionsentwicklung bis hin zur Validierung am Motorprüfstand oder im Fahrzeug.

Auf unseren Prüfständen für Heißgas untersuchen wir beispielsweise Katalysatoren unter reproduzierbaren Bedingungen. Auf unseren Prüfständen für SCR-Systeme analysieren wir Spraybildung und können Mischstrecken optimieren.

Bei der Durchführung von Entwicklungsprojekten entsteht immer wieder Bedarf an gealterten Abgasnachbehandlungs-Komponenten. Sowohl im Rahmen unserer Kundenprojekte, als auch als eigenständige Leistung bietet APL die Alterung von Abgasanlagen im Hydrothermalofen und gezielte Alterung auf dem Motorprüfstand an. Die Alterungsparameter sind dabei frei wählbar und dank der Alterung auf mehreren parallelen Linien oder Prüfständen sind auch große Stückzahlen in kurzer Zeit möglich.

Basisapplikation

Sobald Brennverfahrens- und Komponentenkonzepte finalisiert sind, beginnt die Basisapplikation, sprich die Grund-Bedatung des Motors. Diese erfolgt modellbasiert und umfasst bei Bedarf die Entwicklung neuer Funktionen der Steuergerätesoftware. Die meist durch stationäre Messungen und Simulationen ermittelte Bedatung (z.B. Zündzeitpunkt, Luft- und Kraftstoffpfad, Momentenstruktur) ist die Basis für die folgende Applikation im Antriebsverbund bzw. im Fahrzeug.

Antriebsstrang: Applikation, Erprobung, Absicherung

Die hochmodernen Antriebsprüfstände der APL ermöglichen die Fahrzeugapplikation (Fahrbarkeit, Emissionierung etc.) bereits bevor Fahrzeug-Prototypen zur Verfügung stehen. Die schnellere Konditionierung des Antriebsstrangs lässt wesentlich mehr Testzyklen in derselben Zeit zu, im Vergleich zum Fahrzeug auf der Rolle.

Applikation, Erprobung und Validierung im Fahrzeug, Emissionierung, OBD

Die Fahrzeugthemen der APL sind breit gefächert. Überprüfung der Basisbedatung, Optimierung des Fahrzeugantriebs – auf dem Rollenprüfstand und/oder der Straße –, Zertifizierung und Serienüberwachung (CoP) - lesen Sie hier mehr!