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Am Zylinderkopfprüfstand lassen sich zyklische thermische Beanspruchungen von Zylinderköpfen im Labor zeitgerafft nachbilden. Die Betriebsfestigkeit gegen thermo-mechanische Ermüdung wird dabei ohne befeuerten Motor nachgewiesen.
Herzstück der Anlage ist eine mit einem Propan-Sauerstoff-Gemisch betriebene Brennereinheit, auf der mit insgesamt 6 separat justierbaren Brennern Zylinderköpfe verschiedener Dimension im Dauerbetrieb mit sehr hoher Leistung geprüft werden können.
Der Prüfling wird auf einem Kurbelgehäusedummy montiert. Dieser wird mittels CFD so ausgelegt und strömungstechnisch optimiert, dass sich in den Kühlkanälen des Zylinderkopfes die gleichen Strömungsverhältnisse einstellen, wie im befeuerten Betrieb.
Die Prüflinge können in kürzester Zeit auf Betriebstemperatur aufgeheizt und mit temperierten Glykol-Wassergemischen in frei definierbaren und wählbaren Zyklen abgekühlt werden. Als Kühlwasser stehen zwei getrennte Kreisläufe mit verschiedenen Vorlauftemperaturen zur Verfügung, so dass die Abkühlkurven an die gewünschten Verhältnisse angepasst werden können. Alle Anlagenbestandteile sind für einen unbemannten Dauerbetrieb eingerichtet.
Der offene Aufbau ermöglicht Inspektionen während des Dauerlaufs mit Versuchsunterbrechungen im Minutenbereich. Darüberhinaus ist zur Risserkennung ein digitales Kamerasystem im Einsatz. Der Prüfstand lässt sich vollautomatisch über eine Benutzeroberfläche steuern. Angeschlossen an den Versuchsraum sind eine Leitwarte sowie ein getrennter Montagebereich und ein Lagerraum.
Die Zylinderköpfe können bereits in einem sehr frühen Entwicklungsstadium getestet werden, ohne dass der komplette Motor zur Verfügung stehen muss. Sowohl Versuchszeiten als auch Kosten für Personal und Betriebstoffe liegen bei einem Bruchteil der Kosten für Versuche in Motordauerlaufprüfständen.
Ein zusätzlicher Vorteil: die frühe Erkennung von Anrissen und die Verfolgung des Rissfortschrittes. Dies ermöglicht die schnellere Ermittlung exakterer Versuchsergebnisse, die Durchführung von Variantentests sowie die statistische Absicherung der Versuchsergebnisse durch eine höhere Anzahl von Versuchen. Insbesondere für den Abgleich rechnerischer Methoden eröffnet dies neue Möglichkeiten.
Damit lässt sich die Anzahl aufwändiger und kostenintensiver Motordauerläufe minimieren. So tragen wir den immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen in der Automobilindustrie Rechnung.
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