Neue Mess- und Testeinrichtungen für schnellere und bessere Produktvalidierung

Der Abgasgesetzgebung einen Schritt voraus

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Neue Testzyklen und immer strengere Abgasgrenzwerte verlangen nach intensiveren Komponenten- und Motorenversuchen. Delphi Powertrain hat deshalb seine Test- und Prüfeinrichtungen für Nutzfahrzeug-Dieselmotoren am Technikzentrum in Gillingham (England) umfassend modernisiert und erweitert.

Der Autor: Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter der AutomobilKonstruktion

Vorzeigeobjekt des Technikzentrums im Südosten von England ist eine neue Motor-Testzelle, die Delphi gemeinsam mit der AVL aus Graz realisiert hat. Sie beherbergt einen Abgasprüfstand zur Messung von praktisch allen relevanten gasförmigen Abgasbestandteilen sowie Ruß- und Partikelemissionen. Mit dem Leistungsteil können Motoren bis 13 Liter Hubraum und 440 kW Leistung in allen relevanten Testzyklen gefahren werden – etwa dem NRTC (non-road transient cycle), ETC (european transient cycle) und WHTC (world harmonized transient cycle). Parallel dazu erfasst die Abgasmesstechnik von AVL sämtliche bei aktuellen und künftigen Abgasgesetzen definierten Emissionen.
Gesteuert und versorgt werden die vollautomatisch ablaufenden Tests von einem benachbarten Kontrollraum aus. Eine separate Auf- und Abrüstkammer ermöglicht kurze Rüstzeiten und Wechsel der Prüflinge. Herzstück des Prüfstands ist ein AVL-Automatisierungssystem, in dem unter anderem diverse Prüfprogramme für verschiedene Motoren und Testzyklen hinterlegt sind. Es fungiert außerdem als Plattform für die Bedienung folgender AVL-Teilsysteme:
  • Das Abgasmesssystem AMA i60 analysiert mit verschiedenen Sensoren den Gehalt an Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden, Kohlenmonoxid und -dioxid, Schwefeldioxid, Sauerstoff, Ammoniak und Lachgas.
  • Zur Erfassung der Rußpartikel, ihrer Masse und Anzahl kommen eine gravimetrische Partikelmessung, ein photoakustisches Spektroskop, ein Rauchmessgerät und ein Trübungsmessgerät zum Einsatz.
  • Die Verbrennungsprozesse dokumentieren außerdem ein Luftmassenmesser, ein Blow-by-Messsystem sowie ein Kraftstoffmesssystem.
Start für die Umrüstung des Prüfstands war im Januar 2014. Andrew Fitt, Key Account Manager bei AVL UK: „Es kommt sehr selten vor, dass ein Kunde so viel Messtechnik für nur einen Prüfstand bestellt. Aus diesem Grund ist diese Anlage für AVL ein besonderes Projekt.“ Anfang 2015 wurde die Testzelle dann in Betrieb genommen. Delphi plant die Umrüstung von weiteren der insgesamt zwölf im Technikzentrum vorhandenen Motor-Testzellen auf die neue Technik.
„Ein wesentlicher Treiber für die Modernisierung und Erweiterung unserer Prüfeinrichtungen in Gillingham ist die bevorstehende Ergänzung der gängigen Labor-Testzyklen um die RDE-Zyklen (real driving emissions). Diese auf der Straße ermittelten Emissionswerte basieren auf deutlich anspruchsvolleren Lastwechseln, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen“, erläutert John Fuerst, Vizepräsident Antriebsentwicklung bei Delphi. Zumal durch die wachsende Anzahl lokal und regional gültiger Regelungen und den Einfluss der lokal herrschenden Umgebungsbedingungen auf das Emissionsverhalten der Motoren die Anzahl der länderspezifischen Kalibrationsvarianten beträchtlich zunehmen wird. John Fuerst: „Für diese Aufgaben sind schnellere und effizientere Test- und Validierungsprozeduren unerlässlich.“
Für alle Fälle gerüstet
Aus diesen Gründen hat Delphi auch in die Testeinrichtungen für die anderen Phasen der Produktentwicklung viel Geld investiert. Beispielsweise wurde fast die Hälfte der 62 Prüfstände zur Produktvalidierung auf den neuesten technischen Stand gebracht. Auf ihnen werden B-Muster der Einspritzkomponenten und-systeme getestet, die anschließend dann zu Motorentests beim OEM gehen. Sobald neue Abgasnormen anstehen oder in Kraft treten, will Delphi sukzessive weitere Prüfstände aktualisieren oder neu aufbauen. Ergänzt werden diese Validierungseinrichtungen von 31 Leistungsprüfständen, an denen beispielsweise Brennraumuntersuchungen am Einzylindermotor, Tests kompletter Einspritzsysteme, bis hin zu Dauerläufen von Nutzfahrzeugmotoren mit bis zu sechs Zylindern stattfinden. Insgesamt etwa 60 dieser Testeinrichtungen sind laut Delphi für Dauerläufe geeignet.
Die Implementierung moderner Testprozesse verdeutlicht zum Beispiel ein neuer Block mit acht Prüfkammern für Komponenten- und Systemtests. Die separaten und individuell klimatisierten Kammern werden von zwei gemeinsamen Rüstkammern aus beschickt, in denen neue Prüflinge und die dazu erforderlichen Testsysteme parallel zu laufenden Tests vorbereitet werden. Modulare Hydrauliksysteme ermöglichen einen raschen Wechsel der Kraftstoffqualitäten. Von einem zentralen Kontrollraum aus werden alle acht Kammern kameraüberwacht und gesteuert. Eine umfangreiche Steuerungssoftware ermöglicht Tests rund um die Uhr.
IAA: Halle 5.1, Stand B06
Delphi Automotive
Tel.: +49 202 291 2115
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