IABG baut zweiten Zylinderkopfprüfstand am Standort Ottobrunn

Der Zylinderkopfprüfstand 1 ermöglicht die zeitgeraffte Erprobung des Verhaltens von Zylinderköpfen für PKW- und LKW-Motoren unter thermischer Wechselbeanspruchung, wie sie bei Heiß/Kalt-Zyklen von Verbrennungsmotoren auftritt. Dabei kann sowohl die Lebensdauer bis zur Anrissbildung nachgewiesen als auch die Rissausbreitung im weiteren Betrieb unter reproduzierbaren Bedingungen untersucht werden. Die thermomechanische Belastung wird durch speziell entwickelte, geregelte Brennermodule erzeugt, die den Wärmeeintrag des Verbrennungsprozesses im befeuerten Motor simulieren. Bis zu sechs Brennermodule können im Rahmen der geometrischen und thermischen Randbedingungen von PKW und LKW-Motoren positioniert und geregelt werden.

Der Zylinderkopfprüfstand 2 (ZKP2) setzt bei gleichem Prüfprinzip zusätzlich auf einen modularen Aufbau des Prüfstandes. Die einzelnen Brenner sind variabler positionierbar, so dass sich nun auch Zylinderköpfe von Großmotoren prüfen lassen. Dabei können bis zu vier Brennermodule für die Prüfung eines Brennraumdachs angeordnet werden. Weiterhin wird der ZKP2 (wie jetzt auch der ZKP1) über eine erweiterte Brennerregelung verfügen, die es erlaubt, definierte Aufheiz- und Abkühlkurven sowie Temperaturhaltezeiten zu realisieren.

Im Zuge der Errichtung des neuen Prüfstands, der noch in diesem Jahr in Betrieb genommen wird, ist auch ein neues und modernes Prüfstandsgebäude entstanden, das ab 2012 beide Prüfstände beherbergen wird.

Mit dem Zylinderkopfprüfstand lassen sich die thermischen Beanspruchungen von Zylinderköpfen im Labor zeitgerafft nachbilden und damit der Nachweis der Betriebsfestigkeit unter zyklischer thermomechanischer Belastung erbringen. Die Zylinderköpfe können im Gegensatz zum herkömmlichen Motordauerlauf bereits in einem sehr frühen Entwicklungsstadium getestet werden, ohne dass der komplette Motor zur Verfügung stehen muss. Damit wird den immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen in der Automobilindustrie Rechnung getragen. So können aufwändige, teure Motorprüfstandsläufe und Fahrversuche auf ein Minimum reduziert werden.

Herzstück der Anlage ist eine mit einem Propan-Sauerstoff-Gemisch betriebene Brennereinheit, auf der mit insgesamt sechs separat justierbaren Brennern Zylinderköpfe verschiedener Dimension im Dauerbetrieb geprüft werden. Die Prüflinge können in kürzester Zeit auf Betriebstemperatur aufgeheizt und mit temperierten Kühlmitteln in frei definierbaren und wählbaren Zyklen abgekühlt werden. Zur Kühlung stehen zwei getrennte Kreisläufe mit verschiedenen Vorlauftemperaturen zur Verfügung. Hier ist es möglich, die Prüfungen mit kundenspezifischen Kühlmitteln durchzuführen. Typische Zeiten für einen kompletten Kalt–Heiß-Kalt-Zyklus liegen im Bereich von 60 Sekunden.

Alle Bestandteile der Anlage sind auf einen automatisierten Dauerbetrieb ohne Bedienpersonal im Versuchsraum eingerichtet. Am Prüfstand ist ein Kamerasystem installiert, mit dem auftretende Risse erkannt und dokumentiert werden können. Der offene Aufbau ermöglicht Inspektionen während des Dauerlaufs. Der Prüfstand lässt sich vollautomatisch über eine eigens definierte Benutzeroberfläche steuern. Angeschlossen an den Versuchsraum sind eine Leitwarte sowie ein getrennter Montage- und Lagerbereich.

Als neue Leistungen zur Vervollständigung der umfassenden Services bei der Erprobung von Zylinderköpfen bieten wir auch Werkstoff- und Schadensanalysen der Prüflinge in unserem akkreditierten Materiallabor an. Damit kann die IABG neben der Erprobung von Zylinderköpfen und der Validierung von Berechnungsmodellen auch die Analyse und Schadensbeurteilung der Prüflinge durchführen.

Der zweite Zylinderkopfprüfstand ist für die IABG ein weiterer Meilenstein auf dem Weg hin zu einem strategischen Entwicklungspartner im Motorenbau mit dem Schwerpunkt kundenspezifischer Gesamtleistungen im Bereich Test, Analyse und Simulation.