Prüfstandstechnik

AVLs AMA SL für effizientere Abgasmessungen

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Eine um 70 % reduzierte Stellfläche, 40 % geringere laufende Kosten sowie halbierte Servicezeiten für höhere Verfügbarkeiten machen die AMA SL von AVL Emission Test Systems zu einer interessanten Abgasmessanlage an Motorprüfständen. Vorteile der neuen Messanlage ergeben sich vor allem angesichts der immer strikter werdenden Abgasgesetzgebungen mit neuen und längeren Testzyklen sowie damit verbunden der steigenden Komplexität von Motor- und Antriebsprüfständen.

Anlässlich der Automotive Testing Expo Europe in Stuttgart stellte AVL Emission Test Systems ein neues Mitglied der AMA-Produktfamilie für Aufgaben rund um die Abgasmessung vor. „Für die Entwicklung der neuen Abgasmessanlage haben wir nach und nach alle Komponenten bestehender Systeme unter die Lupe genommen – darunter Analysatoren, Pumpen, Leitungen, Filter und Ventile“, berichtet Dr. Arnd C. Heiden, Product Line Manager bei AVL Emission Test Systems. „Auf diese Weise konnten wir mit der neuen AVL AMA SL eine Abgasmessanlage realisieren, die neben wesentlich geringeren Betriebs- und Wartungskosten nur noch weniger als ein Drittel des Platzes einer herkömmlichen Anlage benötigt.“ Für hochpräzise Messergebnisse wurden die erforderlichen Abgasentnahmemengen deutlich abgesenkt, so dass eine Beeinflussung durch die Probenentnahme nahezu ausgeschlossen werden kann.

Die AMA SL analysiert mit einem großen dynamischen Messbereich bis zu acht Abgaskomponenten und bestimmt optional die Abgasrückführrate (AGR). AVL sieht Vorteile der neuen Messanlage vor allem angesichts der immer strikter werdenden Abgasgesetzgebungen mit neuen und längeren Testzyklen sowie damit verbunden der steigenden Komplexität von Motor- und Antriebsprüfständen. „Bei der Entwicklung haben wir uns deswegen vor allem auf vier Bereiche konzentriert“, ergänzt Dr. Ulf Behnke, Group Product Manager AMA bei AVL Emission Test Systems. Im Einzelnen sind dies:

  • Platzbedarf:
    Da häufig eine ganze Reihe von Messpunkten zwischen den verschiedenen Abgasnachbehandlungsmodulen vorhanden sind und dafür zahlreiche Messsysteme benötigt werden, kann es am Prüfstand eng werden – gefordert wird also ein möglichst geringer Platzbedarf bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit der Anlage.
  • Betriebs- und Wartungskosten:
    Mit der Anzahl der Messsysteme und -aufgaben steigen auch die laufenden Kosten für Wartung, Betriebsgase und Energieverbrauch – Ziel war, diese Kosten zu senken.
  • Abgasentnahmemenge:
    Typischerweise steigt mit der Menge der Messpunkte das zu entnehmende Volumen an Abgas, was die Messergebnisse beeinflussen kann. Teilweise werden deswegen schon getrennte Durchläufe für Partikel- und gasförmige Messtechnik beziehungsweise mit und ohne Abgasrückführung gemacht – Ziel war also, die Entnahmemenge zu reduzieren.
  • Zeitaufwand:
    Insbesondere die Zahl der Messdurchläufe treibt natürlich auch den Zeitaufwand nach oben – ganz generell wollte man also den Zeitbedarf für die Tests reduzieren sowie gleichzeitig die Stillstandszeiten der Anlage minimieren.

Rund 70 % weniger Stellplatz

Typische Abgasmessanlagen weisen eine Tiefe von etwa 1 m auf, hinzu kommt der Platzbedarf zwischen Rück- und Stellwand für die Anschlüsse. „Die AMA SL kommt mit unter 30 Zentimeter Tiefe aus – und benötigt deswegen rund 70 Prozent weniger Stellplatz“, betont Behnke. Außerdem könne man die Anlage aufgrund der geänderten Anschlüsse direkt an der Wand aufstellen. Zu dem reduzierten Platzbedarf hat neben der geringeren Anzahl sowie Größe der Komponenten (beispielsweise Pumpen) auch die geänderte Ausrichtung der Analysatoren beigetragen, deren Anschlüsse nun seitlich liegen. Mit wenigen Handgriffen lassen sich die Analysatoren deshalb auch herausziehen, was Wartung und Service erleichtert.

40 % geringere laufende Kosten

„Der Energiebedarf der AMA SL ist deutlich niedriger – abhängig von der Systemkonfiguration sind dies zwischen 40 und 50 Prozent weniger als bei herkömmlichen Systemen“, so Behnke weiter. Dies liege unter anderem daran, dass aufgrund der Reduzierung von Komponentenzahl und -größe nun weniger Volumen zu heizen sei. Ebenso wie weniger Pumpen und Lüfter den Verbauch senken, helfen auch drehzahlgeregelte Lüfter dabei, den Energieverbrauch gering zu halten.

Interessant ist auch die Auslegung der Spannungsversorgung. Das Netzteil verarbeitet nun Eingangsspannungen zwischen 100 und 400 V. Intern erfolgt die Spannungsversorgung ausschließlich im Niederspannungsbereich mit 24 beziehungsweise 48 V für Heizelemente. Das Netzteil ist zudem komplett gekapselt, so dass Wartungsarbeiten am System sehr einfach sind, weil diese nur im Niederspannungsbereich stattfinden. „Die AMA SL punktet deswegen und aufgrund der reduzierten Komponentenzahl auch mit einem in etwa halbierten Wartungsaufwand“, erläutert der Group Product Manager. Ein deutlicher Vorteil nicht nur hinsichtlich der Betriebskosten, sondern auch für die Verfügbarkeit der Anlage.

Probeentnahmemenge deutlich gesenkt

Gegenüber früheren Anlagen kommt die AMA SL mit rund 75 % weniger Probemenge aus, für die Messung der AGR-Rate sogar mit bis zu 90 % weniger. Was das bedeutet, lässt sich am Beispiel eines 1-l-Ottomotors schnell erkennen: Im Leerlauf werden typischerweise pro Minute rund 50 l Abgas produziert. Bei einer parallelen Messung an drei Messpunkten mit konventionellen Abgasmessanlagen werden hier zirka 30 l/min Abgas entnommen. Das schränkt die Möglichkeit weiterer Entnahmen, etwa für Partikelmessungen, deutlich ein und kann auch den Motor oder das Nachbehandlungssystem beeinflussen. „Bei Verwendung von AMA-SL-Systemen würde dagegen lediglich eine Menge von rund 7,5 l/min entnommen, was die Möglichkeiten für weitere Entnahmen signifikant verbessert sowie eine Beeinflussung von Motor und Abgasnachbehandlung unwahrscheinlich macht“, fährt Behnke fort. „Die AMA SL eignet sich damit insbesondere für Klein- und Kleinstmotoren – beispielsweise von Hybridfahrzeugen oder Motorrädern –, weil diese nur wenig Abgas produzieren und die Entnahmemenge speziell hier kritisch ist. Sie kommt aber genauso gut mit größeren Aggregaten zurecht.“

Zeitbedarf für Testläufe geringer

Nicht nur die deutlich geringere Entnahmemenge führt dazu, dass die Zahl der zeit- und kostenaufwändigen Prüfläufe je Messaufgabe durch Parallelisierung geringer ausfallen kann. Verbunden mit dem servicefreundlichen Design sind zudem die Wartungsintervalle länger und gleichzeitig die Wartungszeiten kürzer, wodurch die Verfügbarkeit der Anlage steigt und sich mehr Messungen durchführen lassen. In der Summe sinkt also der Zeitaufwand – angesichts größer werdender Prüfumfänge ein entscheidender Faktor.

Übrigens: Die AMA SL ist unabhängig von der Kraftstoffart für die Entwicklung und Zertifizierung von Verbrennungsmotoren geeignet, gemäß sämtlicher weltweit gültiger Abgasgesetze. AVL spricht zudem aufgrund der Standardisierung und darauf basierend der Vorfertigung von Komponenten von einer Lieferzeit von zirka zehn Wochen. co

Details zur neuen AMA SL:

http://hier.pro/TOxv5

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