Effizienz & schnelles Ansprechverhalten Abgassystem, IAA, Industrie, Motor

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Downsizing, Downspeeding und Low-End-Torque – das neue Hochleistungsmodul von MANN+HUMMEL ist ein wichtiges Element für zukunftsorientierte Motoren.

Komplexes Bauteil mit Ladelufttechnik vom Feinsten.

  • Kraftstoffeinsparung von mehr als drei Prozent
  • Geringere Emissionen
  • Bessere Motordynamik durch bedarfsgerechte Aufladung
  • Gewichtsersparnis und höchste Sauberkeit durch Heißgasschweißen
  • Verschiedene Formgebung je nach Bauraum möglich

Ludwigsburg, 15. September 2015 – Aktives Ansaugmodul mit integrierter Ladeluftkühlung und eBooster – dieses innovative Konzept vereinigt gleich mehrere technische Highlights: ein Saugrohr mit Tumbleklappensystem und voll integriertem, indirektem Ladeluftkühler, einen eBOOSTER sowie ein selbstregelndes Bypass-Ventil und das clevere Ausgleichsgelenk Agile Joint. Das integrative Konzept entlockt dem Motor zusätzliche Leistungsreserven und optimiert gleichzeitig das Bauteilgewicht. Damit trägt das mit Spitzentechnologie gespickte Ansaugmodul zur Verringerung von CO2-Emissionen und Kraftstoffverbrauch bei.

Voll integrierte Ladeluftkühlung

Als wichtiger Bestandteil des Systems fällt zunächst die voll integrierte indirekte Ladeluftkühlung auf. Neben einer günstigeren Bauraumverteilung sorgt sie für eine kürzere Ladeluftstrecke und ein kleineres Ladeluftvolumen. Das Ansprechverhalten des Motors profitiert davon direkt. Durch die indirekte Ladeluftkühlung wird eine wesentlich konstantere Kühlleistung als bei der direkten Ladeluftkühlung, vor allem im dynamischen Betrieb, erreicht. Dadurch kann die Verbrennung im gesamten Drehzahl- und Lastkennfeld des Motors optimiert werden, wodurch bis zu drei Prozent Kraftstoff eingespart werden können.

Effizienter eBOOSTER

Der Entwicklungspartner BorgWarner steuert zum Integrationskonzept einen elektrisch betriebenen Zusatzkompressor bei, den sogenannten eBOOSTER. Die intelligente Regelung von eBOOSTER und Abgasturbolader durch das Bypass-Ventil erhöht das Low-End-Torque, d.h. das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich wird schneller aufgebaut. Der eBOOSTER erreicht eine Verdichtung bis zu 1,45 und zeichnet sich durch ein schnelles Ansprechverhalten und hohe Effizienz aus. Solche Lösungen gelten als Wegbereiter für weiteres Downsizing, also für kleinere Triebwerke, und für Downspeeding. Das kompakte Bauteil ermöglicht neben einer besseren Motordynamik einen reduzierten Kraftstoffverbrauch, folglich geringere Emissionen durch bedarfsgerechte Aufladung.

Selbsttätiges Bypass-Ventil

Das mechanisch selbstregelnde Bypass-Ventil übernimmt die Steuerung der Luftströme von Turbolader und eBOOSTER. Bei zu geringen Ladedrücken des Abgasturboladers ist die Klappe des Bypass-Ventils gegen eine Rückstellfeder zum Abgasturbolader hin geschlossen. Der Ladedruckaufbau findet in diesem Zustand über den eBOOSTER statt. Sobald der Ladedruck des Abgasturboladers den des eBOOSTERs übersteigt, wird die Ladeluftleitung des eBOOSTERs verschlossen und der eBOOSTER abgeschaltet.

Turbulenz im Zylinder

Ein weiteres Highlight ist das robuste Tumbleklappensystem, welches in dieser Ausführung bei MANN+HUMMEL bereits erfolgreich in Serie eingesetzt wird. Es regelt die Turbulenz im Zylinder abhängig von Lastzustand und Drehzahl des Motors und sorgt für eine optimierte Zylinderfüllung. Auch dieses System trägt zur Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen bei. Das Ladungsbewegungssystem verfügt über eine durchgehende Edelstahlwelle mit angespritzten Kunststoffklappen. Diese wird von einem Unterdruckaktuator mit integrierter, berührungsloser Lageerkennung betrieben und erfüllt damit die Anforderungen der OBD2 Norm des CARB (California Air Resources Board).

Heißgasschweißen

Für die Verbindung der Kunststoffschalen des Saugrohrs setzt MANN+HUMMEL das Heißgasschweißverfahren ein. Diese Technik erfüllt höchste Sauberkeitsanforderungen. „Reibflusen“ und schweißbedingte Partikel über 0,6 Millimeter werden komplett vermieden. Positiv zu Buche schlagen bei diesem Verfahren zudem die Gewichtsersparnis, die höhere Festigkeit der Schweißnaht sowie konstruktive Bauraumvorteile durch geringere Breite der umlaufenden Schweißnaht.

Agile Joint

Abgerundet wird das technische Highlight durch das Agile Joint Ausgleichsgelenk in den Ladeluftleitungen des Ansaugmoduls. Hierbei handelt es sich um eine innovative Gelenklösung, die mit Hilfe von Ausgleichslagern die Relativbewegungen und Bauteilausdehnungen in alle Richtungen ausgleicht.

Quelle: MANN+HUMMEL / IAA