AVL List GmbH

THERMOMANAGEMENTPrüflingskonditionierung am Antriebsprüfstand

| 2017 | 2Public

ENERGIEBILANZ VERBRENNUNGSMOTOR

TU-Darmstadt

| 2017 | 3Public

Straßenfahrt - Wärmeabfuhr durch Umgebungsluft

STRASSENFAHRT – FREIE ANSTRÖMUNG

PKW-Turbodiesel 130kW/2.0 L – 200kmh

IVD

| 2017 | 4Public

Straßenfahrt - Wärmeabfuhr durch Umgebungsluft

IVD

MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG

| 2017 | 5Public

Deutliche Geschwindigkeitsabsenkung im Motorraum gegenüber Fahrgeschwindigkeit

MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG

qPunkt

| 2017 | 6Public

Luftgeschwindigkeit am Katalysator Motor längs eingebaut

IVD

MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG

| 2017 | 7Public

� Erwärmung nach Warmlauf� Relativ gleichmäßiges Temperaturniveau� ∆T>> in Grenzschicht zu heißen Oberflächen

MOTORRAUMDURCHSTRÖMUNG

qPunkt

| 2017 | 8Public

TU-Darmstadt; PKW-Turbodiesel 130kW/2.0L

ABZUFÜHRENDE WÄRMELEISTUNGEN [kW]

Kühlmittel, Öl, Kraftstoff

Abgasenthalpie

Ladeluftkühlung

Strahlung/Konvektion

| 2017 | 9Public

LADELUFT - KÜHLLEISTUNG

IVD

| 2017 | 10Public

� Der thermodynamische Arbeitsprozess mit seinen RohemissionenDer 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

EINFLUSS DER MEDIENKONDITIONIERUNG

� Die AbgasnachbehandlungFür 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.

| 2017 | 11Public

PRÜFAUFGABEN

� Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand

� Prüfung und Optimierung einzelner Komponenten oder Subsysteme, Bauteilmodifikationen, Basisbedatung Motorsteuergerät, BasisbedatungAbgasnachbehandlung, Robustheitsprüfung

| 2017 | 12Public

PRÜFAUFGABEN

Motorkühlmittel- und Ladeluftkühlkreislauf so fahrzeugnah wie möglich nachbilden

Problemlösungen prüfen

Straßenfahrt bestmöglich reproduzieren

� Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand

Problemphasen analysieren

| 2017 | 13Public

PRÜFAUFGABEN

Für die Ladeluftkühlung empfiehlt sich die Abfuhr der Abwärme mittels Kühlwasser unter Verwendung eines eingehausten originalen Ladeluftkühlers

Motorkühlmittel- und Ladeluftkühlkreislauf so fahrzeugnah wie möglich nachbilden

� Reproduktion und Analyse von Straßentestfahrten am Prüfstand

| 2017 | 14Public

PRÜFAUFGABEN

Robustheitsüberprüfung• transienter Motorbetrieb• unterschiedliche Umgebungsbedingung• Straßenfahrtereignisse

Kaltstartbedatung• Zylinderdruck, Laufruhe, Ruß• Abgaszusammensetzung

Basisbedatung• Verbrauch• Rohemission• Abgasnachbehandlung

� Basisbedatung Motor und Abgasnachbehandlung, Robustheit, Bauteilmodifikation

Medien auf konstante, einstellbare und vor allem reproduzierbare Zustände regeln.

Auswirkung Bauteilmodifikationen

Statistische Versuchsplanungsmethoden unterstützen Steuergerätebedatung

| 2017 | 15Public

PRÜFAUFGABEN

Hierzu ist anzumerken, dass damit die instationäre Temperaturverteilung im Motor in ein stationäres Bauteiltemperaturfeld übergeht.

Für die Ladeluftkühlung empfiehlt sich die Abfuhr der Abwärme mittels Kühlwasser unter Verwendung eines eingehausten originalen Ladeluftkühlers

� Basisbedatung Motor und Abgasnachbehandlung, Robustheit, Bauteilmodifikation

Medien auf konstante, einstellbare und vor allem reproduzierbare Zustände regeln.

| 2017 | 16Public

� 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

PRÜFAUFGABEN

| 2017 | 17Public

� 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 - 1350 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.

RDE-MESSFAHRT UMGEBUNGSBEDINGUNGSBEREICHE

| 2017 | 18Public

MOBILE UMWELT- UND HÖHENSIMULATION

| 2017 | 19Public

VIELEN DANK