Modulare VW TDI-Generation

7/21/2019 Modulare VW TDI-Generation

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1. Einleitung

Der Volkswagen Konzern hat in diesem Jahr fr die Marken Volkswagen, Audi, KODAund SA! den Modularen "uer#aukasten, kurz M"$ genannt, eingefhrt%

Das Krzel M"$ #ezieht si&h auf die Konstruktion und 'roduktion knftiger Automo#ilemit (orn )uer einge#auten Motoren%

A#messungen wie der A#stand der 'edalerie zur *admitte sind immer glei&h% AndereA#messungen sind +edo&h (aria#el%Dadur&h ergi#t si&h eine einheitli&he Vorderwagensstematik%

Der M"$ erstre&kt si&h da#ei alleine #ei Volkswagen #er die Modelle 'olo, $eetle, -olf,

S&iro&&o, Jetta, !iguan, !ouran, Sharan, 'assat und Volkswagen ..%

All diese Modelle k/nnen knftig 0 trotz unters&hiedli&her *adstnde und S2ur#reiten 0theoretis&h auf der glei&hen 3ertigungslinie ge#aut werden%Die ersten 3ahrzeuge, die auf der $asis des M"$ entstanden sind, sind der Audi A4 undder -olf V55%

Mit dem M"$ er/ffnet si&h fr den Volkswagen Konzern die M/gli&hkeit, langfristig undweltweit "ualitt zu e6trem wett#ewer#sfhigen Kosten herstellen zu k/nnen%

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2. Alternative Antriebe im MQB-Konzept

ine zentrale *olle #ernehmen #ei der M"$8Strategie der modulare Otto#aukasten undder modulare Diesel#aukasten%

s ist a#er au&h m/gli&h ne#en den kon(entionellen Ver#rennungsmotoren, au&h allegngigen alternati(en Antrie#e in identis&her in#aulage darzustellen 0 (on rdgas8 #er9#rid(ersionen #is hin zum rein elektris&hen Antrie#%

Der MO$ umfasst die neu entwi&kelte Motorenreihe A711 mit einem 9u#raum (on 1,7und 1,: ;itern und leisten zwis&hen :< k= und 11< k=%

3r den MD$ wurden die Motoren der *eihe A7>> e#enfalls neu entwi&kelt%

Die neuen Dieselmotoren kommen mit 1,? und 7,< ;itern 9u#raum und leisten zwis&hen?? und 1:< k=% Das ma6imale Drehmoment rei&ht (on 7@< #is 4>< m%Die neuen Dieselmotoren sollen im Ver#rau&h deutli&h s2arsamer werden und a#Se2tem#er 7


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3. Einheitliche Einbaulage aller Antriebe

5nnerhal# des M"$ werden alle Motoren in einer einheitli&hen ;age einge#aut% $ei denneuen $enzinmotoren wurde der Blinderko2f gedreht, so dass 8 analog zu denDieselmotoren 8 die Ansaugseite des Motors zur 3ahrzeugfront und die A#gasseite zur3ahrgastzelle geri&htet ist%

Auf diese =eise konnte eine einheitli&he Ver#indung zwis&hen Motor und -etrie#erealisiert werden, die es erlau#t, alle Motoren mit dem glei&hen -etrie#e zu ko22eln%;aut den Anga#en des V=8Konzerns konnten so die Motor8 und -etrie#e8Varianten imM"$ um >> 'rozent reduzieren%

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4. Der moulare Au!bau

Der modulare Auf#au des neuen 7,


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". #$liner%urbelgeh&u'eDas Blinderkur#elgehuse ist, wie #ei den !D5 Vorgngeraggregaten aus -rauguss -J;7@


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/. #$liner%op!

Der entwi&kelte Blinderko2f ist so gestaltet, dass dur&h geringfgige An2assungen desBlinderko2fes, unters&hiedli&he 9u#raum(arianten realisiert werden k/nnen%

Vom Vorgngermotor wurde der kom2lette Ventiltrie# #ernehmen% Also die in8Auslass(entile, die Ventilfedern, Ventilsitzringe, die *ollens&hle22he#el%LDer Blinderko2f im MD$ Konze2t hat eine $auh/he (on 1


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10. Khl'$'tem im #$liner%op!

ine =eitere euerung des MD$8Konze2ts ist das !hermomanagement wo derBlinderko2f eine zentrale *olle s2ielt% 5n den Blinderko2f wird ein Mikrokhlkreislaufintegriert%Der Auslass liegt in der $oden2latte mit Ver#indung zum Blinderkur#elgehuse,wel&hes die *&kfhrung des =assers #ernimmt%

Bur rh/hung der =rmea#fuhr im #rennraumnahen $erei&h wurde der =assermantelin einen unteren und einen o#eren =assermantelkern aufgeteilt% $eide Khlkanle sind(on einander getrennt und werden erst am Austritt im 9eizungsflans&h zusammengefhrt%

Dur&h diese Khlungsmassnahme konnte die -lei&h(erteilung der Khlleistung zwis&henden einzelnen Blindern im Verglei&h zum Vorgnger erhe#li&h (er#essert werden%

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11. Da' i,M

Der Ventiltrie# des neuen 7,


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12. 5augrohr mit integriertem 6aelu!t%hlerine euheit ist der saugrohrintegrierte ;adeluftkhler fr Dieselmotoren% $ereits fr den 7%< l !D5$5@ wurden die Vorteile einer indirekten wassergekhlten ;adeluftkhlung genutzt% Als=eiterentwi&klung wird der wassergekhlte ;adeluftkhler fr den MD$8Motor, wie #ei den 1,: l!S5 Motoren in das Saugrohr integriert% in se2arater iedertem2eratur8Khlmittelkreislauf mit;uft8=asser8=rmetaus&her erm/gli&ht in Ver#indung mit einer drehzahl(aria#len=asserumwlz2um2e eine #edarfsgere&hte ;adeluftkhlung%Die Vorteile sind (ielfltigE8 Dur&h die in -renzen einstell#aren Saugrohrtem2eraturen wird ein (on der Ansauglufttem2eraturund (om zur&kgefhrten A#gas una#hngiger $etrie# realisiert8 Die ;adeluftstre&ke wird e6trem kom2akt% Das (erringerte ;adeluft(olumen (er#essert das5nstationr(erhalten des Motors deutli&h8 Die Str/mungs(erluste werden reduziert8 Vereisung und Kondensation im ;adeluftkhler werden (ermieden

8 s entstehen 'a&kage8 und Kosten(orteile8 Snergien entstehen (or allem dur&h die utzung als leistungsfhiges iederdru&k8-*8KhlersstemDer saugrohrintegrierte ;adeluftkhler der 3irma Valeo ist kom2lett in Aluminium ausgefhrt% Das-ehuse #ernimmt die tragende 3unktion% Der Khlk/r2er, der aus Khlmittel2latten, ;amellen,De&k8 P$oden8 und Seiten2latten sowie Khlmittelans&hlssen #esteht ist kom2lett (erl/tet% Die in8und Austrittsksten werden ans&hlieFend mit dem Khlk/r2er (ers&hweiFt%Das Khlernetz #esteht aus insgesamt 1< 2aarweise gel/teten Khl2latten% Die Khlmittel2lattenwerden im -egenstrom2rinzi2 =8f/rmig dur&hstr/mt, um eine m/gli&hst (ollstndige utzung desKhlernetzes #ei (ertret#arem Dru&k(erlust zu erzwingen% Dur&h eine s2ezielle -eometrie derKhlmittel2latten wird der Khlmittelstrom #er die $reite des 3la&hrohres (erteilt und glei&hzeitigumgelenkt% Dies sorgt #ei geringem Dru&k(erlust fr einen guten =rme#ergang (om

Aluminium#le&h zum Khlmittel% -lei&hzeitig #ietet das Design der Khl2latten eine hohe *o#ustheit#ezgli&h der Dru&kwe&hselfestigkeit%;uftseitig wurden ;amellendi&ke und ;amellena#stand dahingehend o2timiert, daF die"uers&hnittfl&he der ;amelle die ma6imal anfallende =rmemenge zu den Khlmittel2latten leitenkann und glei&hzeitig der Dru&k(erlust minimal #lei#t% ;uftseitig sorgen kleine ausgestanzteCffnungen, die we&hselseitig wie Kiemen angeordnet sind, fr einen guten =rme#ergang underm/gli&hen zudem au&h eine Str/mung in "uerri&htung% 17


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13. Abga'%rmmermoul7 Abga'reinigung un Abga'rc%!hrung im moularemAu!bau

Die A#gasseite des MD$8Motors #esteht aus dem A#gaskrmmermodul, derA#gasna&h#ehandlung und der iederdru&ka#gasr&kfhrung D8-*L%Abga'%rmmermoulDer $auteilumfang des A#gaskrmmermoduls #esteht aus dem A#gaskrmmer, demA#gastur#olader A!;L der D8-*8inleitung%Bu insatz kommt ein A!; mit 2neumatis&h #ettigter V!- und 'ositionssensor der 3irma$os&h Mahle !ur#o Sstems%Man kann die missionsstufen : #is ? im Modul#aukasten darstellen in dem mannur das Verdi&htergehuse modifiziert%Abga'reinigungDie A#gasna&h#ehandlung #esteht +e na&h missionsstandards ausE

O6idationskatalsatorDiesel2artikelfilterO68S2ei&herkat #zw% selekti(es kataltis&hes *eduktionssstem S.*LDiese A#gasna&h#ehandlungs#austeine k/nnen singulr oder als Kom#ination zuminsatz kommen%Abga'rc%!hrungJe na&h missionsanforderungen kommen 4 (ers&hiedene Arten der A#gasr&kfhrungA-*L zum insatz%-ekhlte 9o&hdru&k8A-* ohne iederdru&k8A-*-ekhlte iederdru&k8A-* ohne 9o&hdru&k8A-*

-ekhlte iederdru&k8A-* und ungekhlte 9o&hdru&k8A-*Die Motornahe 'ositionierung der A#gasreinigung gewhrleistet ein s&hnellesAns2ringen des O6idationskatalsators und ein ras&hes Aufheizen desDiesel2artikelfilters mit nur einem geringen insatz (on sekundren 9eizmaFnahmen frdie *egeneration%Der modulare Auf#au der a#gasfhrenden Seite erm/gli&ht die Darstellung aller 1:


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Abga'rc%!hrung$ei hohen Ver#rennungstem2eraturen entstehen im Motor umwelts&hdli&he

Sti&ko6ide% Je h/her die Ver#rennungstem2eratur im Blinder ist und +e lnger derBeitraum o#erhal# 74< auf >< mgPkm%Alleine mit MaFnahmen der A#gasna&h#ehandlung selekti(e kataltis&he *eduktion,O68S2ei&herkatalsatorL sind die (orges&hrie#enen missionsgrenzwerte ni&hteinhalt#ar%

Somit ist die A#gasr&kfhrung #ei Dieselmotoren eine der wi&htigsten MaFnahmen zurSenkung der Sti&ko6idemissionen%

Dur&h Bufhren eines inerten -ases wird die ntstehung (on Sti&ko6iden gesenkt% insol&hes inertes -as ist #eis2ielsweise A#gas, (on dem ein kleiner !eil zur&k in den$rennraum geleitet wird% Die s&hnelle O6idation (on Kraftstoffmoleklen wird dur&h dasVorhandensein (on A#gasmoleklen #ehindert% Die !em2eraturs2itzen und die O68missionen werden somit a#gesenkt%

Die *egelung der *&kfhrung #ernimmt da#ei ein A#gasr&kfhr(entil%

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8D-A9Die r&kgefhrten A#gase der 9D 9o&hdru&kL8A-* ha#en eine hohe !em2eratur%

Dur&h die Bumis&hung des inerten A#gases zur 3ris&hluft im Saugrohr kommt es zurVerringerung der ;uftmasse%Dies hat zur 3olge, dass die 3llung a#nimmt, der Motor mit geringerem ;uft(erhltnisar#eitet und zudem die mittlere !em2eratur der 3ris&hladung zunimmt%Die 9D8A-* wird aufgrund der dnamis&hen und Kaltstart8As2ekten eingesetzt%uro848Konze2te (erfgten no&h #er eine ni&ht gekhlte A-*% 3ahrzeuge a# uro :#esitzen meist eine gekhlte A-*8Stre&ke%:D-A99ier ist eine Diederdru&kL8A-*8fhrende Stre&ke, die na&h dem Diesel2artikelfilterD'3L und (or dem Verdi&hter dargestellt%Da das zur *&kfhrung entnommene A#gas weiter hinten im A#gasstrang entnommen

wird, ist es khlere und (or allem 2artikelarmer%9ierdur&h lassen si&h zwei a&hteile der 9D8A-* #eseitigen%Bum einen wird die Ansaugluft ni&ht dur&h sehr warmes A#gas erwrmt und die 3llung(ermindert, zum anderen wird der A#gasmassenstrom (or !ur#ine des A#gastur#oladersA!;L ni&ht reduziert, was eine $ei#ehaltung der hohen A#gasenthal2ie erm/gli&ht, sodass der A!; #esser ans2ri&ht%a&hteilig wirkt si&h #ei der D8A-* aus, dass der Verdi&hter dur&h Kondensat, dasaufgrund (on !au2unktsunters&hreitung des A#gases entsteht, stark #es&hdigt werdenkann%m dies zu (erhindern, muss gesi&hert sein, dass das =asser des A#gases ni&ht (or dem

Verdi&hter kondensiert, sondern deutli&h zu(or und a#ges&hieden wird%uro8?8Motorkonze2te k/nnen eine gekhlte D8A-*8Stre&ke und aufgrund (ondnamis&hen und Kaltstart8As2ekten eine ungekhlte 9D8A-*8Stre&ke ha#en%

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Abga'reinigung=ie #ereits erwhnt kann die A#gasna&h#ehandlung +e na&h missionsstandards

#estehen ausEO6idationskatalsatorDiesel2artikelfilterO68S2ei&herkat #zw% selekti(es kataltis&hes *eduktionssstem S.*LDiese A#gasna&h#ehandlungs#austeine k/nnen singulr oder als Kom#ination zuminsatz kommen%;


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14. ?hermomanagement

Das !hermomanagement des 7%

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