Motortechnik. Schnell und wirtschaftlich zur Serienreife. · • Urea-Verbrauchsmessgeräte. •...

Motortechnik. Schnell und wirtschaftlich zur Serienreife.

007_EKMT_Imagebro_D_ro.indd 1 11.03.2009 12:42:00 Uhr

Motortechnik. Wir holen alle Straßen für Sie ins Labor.

DQS zertifiziert nach

QS 9000 Reg-Nr. 56352-08 / 541DIN, EN, ISO 9001 Reg-Nr. 56352-08 / 541DIN, EN, ISO 14001 Reg-Nr. 56352-10-1

2


Früher war die Straße Ihr Testlabor.

Heute ist das Testlabor besser als

die Straße. Denn wir bieten Ihnen

die Vollsimulation instationärer Fahr-

zu stände am Motor mit CAN-Bus-

Funk tionalität und Simulation der

Kommunikation mehrerer Steuer ge-

räte untereinander. Auf dynamischen

Prüfständen bringen wir Sie schneller

zu realistischen, reproduzierbaren

Testergebnissen – mit maximaler

Sicherheit.

Wir sind Ihr Partner, wenn es darum

geht, Entwicklungszeiten für neue

Bauteile und für den ganzen Motor

zu verkürzen. Mit unseren Dienst leis-

tungen unterstützen wir Sie von der

Planung über die Ausführung bis zur

Analyse. In der Dauerlauf- und Ther-

moschock-Erprobung sind wir Spe-

zia listen, bei Mapping und Kenn feld-

optimierung ganz vorne mit da bei.

Und wir entwickeln unser führendes

Know-how, neue Techno lo gien und

unser Dienstleistungs ange bot konti-

nuierlich für Sie weiter.

0

Drehzahl [1/min]

7000

Drehmoment Md_Act [Nm]250

200

150

100

50

0

– 50

– 1001000 2000 3000 4000 5000 6000

Kennfeld Betriebspunkte – Autobahntest

Kennfeld Betriebspunkte – Autobahntest

0

Eff. Mitteldruck [bar]

0

10

6000Drehzahl [1/min]

8

6

4

2

50004000300020001000

Verweildauer – Autobahntest

11 3500

5

5

3

3 3

2

22

2 2 2

2 5

2

3

4

10

3

Thermoschockerprobung,Funktionsuntersuchungen und Belastungsdauerläufe,Rundumüberwachung I 4- 5

Dynamische Prüfstände:Fahrzyklus-Simulation,Fahrzeugumgebung I 6-7

Schadstoffmessung:Constant Volume Sampling,Partikelemissionen I 8-9

Motorkaltstartoptimierung,Katalysatorerprobung I 10-11

Dieselpartikelfilter-Applikationen,Thermomanagement,Brennverfahrensentwicklung I 12-13

Motormanagement-Entwicklung,Fahrzeuglabor I 14-15


Thermoschockerprobung. In 100 Sekunden auf -35 0C.

Stress für den Motor

Moderne Kältetests kombinieren Heißfahr-, Nachhitze- und Thermo schock-

anteile mit einem geschleppten Motorbetrieb bei geöffneter Drosselklappe.

So wird maximaler Stress für Zylinderkopf, Abgaskrümmer, Katalysator und

Dichtungen erzeugt. Zusätzlich können bestimmte Aufheiz- und Abkühl kur-

ven aus dem Straßenbetrieb exakt nachgestellt werden.

Eiskalte Prüfung

Mit unseren Thermoschocktests stellen wir Motoren in kürzester Zeit kalt

und testen, was das Material hergibt – zum Beispiel bei der Dauererprobung

des Motor-Dichtverbands. Auf unseren Anlagen können wir Thermo-

schockversuche mit Motorkühlwassertemperaturen von bis zu -35 °C durch-

führen. Die langjährige Erfahrung hat uns zu einem der führenden Anbieter

von kombinierten Kältetests gemacht.

4


In kürzester Zeit. Unter exakten, reproduzierbaren Randbedingungen. Für

die Untersuchung der Funktionstüchtigkeit und Dauerhaltbarkeit stehen

modernste Asynchronmaschinen-Prüfstände bereit. Alles ist möglich: von

stationären Tests bis zur Simulation kom pletter Straßenfahrzyklen inklu-

sive Gangwechsel und Schubbetrieb. Wir unterstützen Sie auf unseren Prüf-

ständen durch

•Nardoläufe,

•SimulationenvonBeschleunigungsvorgängenvon0auf100km/h,

•gezielteSimulationenvonMVEG-Testsequenzen,

•Standard-Dauerläufe,

•Resonanz-Dauerläufe,

•Ölverbrauchsläufe.

Rundumüberwachung

Unsere Tests werden mit neuesten steuerungstechnischen Anlagen im

mannlosen Betrieb gefahren und überwacht. Fehler überwachungsanlagen

stellen sicher, dass im Störungsfall der Prüfstand abschaltet, bevor ein

Folgeschaden entsteht. Gerade dies ist bei der Ent wick lung von Proto-

typmotoren extrem wichtig: Sicherheit und Rundum über wachung ohne

Kompromisse.

Funktionsuntersuchungen und Belastungsdauerläufe. Motor-MarathonimZeitraffer.

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Dynamische Prüfstände. DieStraßeaufdenPrüfstandgeholt.

Fahrzyklus-Simulation

Die Abgasgesetzgebung verschärft sich weiter. Zukünftig reicht es nicht

mehr aus, Motoren und ihre Abgasnachbehandlungssysteme nur auf dem

Stationärprüfstand zu entwickeln. Es müssen Instationäreffekte mitbedacht

werden, die das Verhalten gerade in Beschleunigungs-, Verzögerungs- und

Gangwechselphasen signifikant beeinflussen.

Für diese Untersuchungen stehen

bei ElringKlinger Motortechnik drei

dynamische Motorprüfstände zur

Verfügung, die das Straßenfahr-

profil des Fahr zeuges auf ein

Motorfahrprofil umrechnen. Auf-

fälligkeiten werden sofort erkannt

und eliminiert. Je nach Bedarf

können unterschiedlichste Zyklen

(Stadt, Autobahn, Überland, Renn-

strecke) simuliert werden.

elekt. KühlmittelpumpeKühlmittelpumpe Serie

kum. Kraftstoffverbrauch [kg]

0.00

Laufzeit [s]

200 400 600 800 1000 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.0200 400 600 800 1000 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

kum. HC-Emissionen [g/km]

0

0200 400 600 800 1000 12000 100 300 500 700 900 1100

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Katalysatortemperatur [°C]

Laufzeit [s]

Laufzeit [s]

1,5 sec

Katalysatortemperatur

im Vorkat

vor Vorkat

0

500450400350300250200150100

500

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



0.00

Laufzeit [s]

200 400 600 800 1000 1200

0.1

0.2

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0.4

0.5

0.6

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0.1

0.2

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0

0200 400 600 800 1000 12000 100 300 500 700 900 1100

100

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300

400

500

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800

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Laufzeit [s]

Laufzeit [s]

1,5 sec


im Vorkat

vor Vorkat

0

500450400350300250200150100

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5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



0.00

Laufzeit [s]

200 400 600 800 1000 1200

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0200 400 600 800 1000 12000 100 300 500 700 900 1100

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Laufzeit [s]

Laufzeit [s]

1,5 sec


im Vorkat

vor Vorkat

0

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500

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

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Fahrzeugumgebung

Für den instationären Motorfahrbetrieb ist eine Simulation der Fahr zeug-

umgebung unerlässlich. Spezielle Rechenprogramme erstellen das physika-

lische Modell, das das virtuelle Fahrzeug in allen Belangen (Widerstände,

Trägheiten, Wirkungsgrade etc.) abbilden kann. Zusätzlich werden die

Kühlluftströmungen um den Motor herum geschwindigkeitsabhängig so

variiert, dass die Verhältnisse im Motorraum exakt nachgestellt werden

können. Nur so sind z. B. realistische Katalysatortests mit bestmöglicher

Übereinstimmung zum Straßenfahrbetrieb zu erreichen.

Ein weiteres Detail ist die Restbus-Simulation: Motorsteuergeräte sind auf

die Kommunikation zu benachbarten Steuergeräten – z. B. von Getriebe und

ABS-System – angewiesen, um fehlerfrei im Insta tionär betrieb arbeiten zu

können. Diese Kommuni kations-Signale müssen simuliert und über den

Bus dem Motorsteuergerät zur Verfügung gestellt werden. Die Simulation

übernimmt die CAN-Bus-fähige Prüf stand sautomatisierung.

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Schadstoffmessung.BasisfürsaubereLösungen.

Messung gasförmiger Schadstoffkomponenten

Unabhängig davon, ob Motoren mit angekoppeltem Abgasnachbehand-

lungssystem (3-Wege-Katalysator, Dieselpartikelfilter, SCR-Katalysator

etc.) stationär oder instationär auf ein optimales Schadstoffverhalten hin

entwickelt werden: Basis für alle weiteren Schritte ist die Erfassung der

gasförmigen Schadstoffkomponenten NO, NOx, HC, CO, CO2 mithilfe

modernster mehrliniger Abgas-Analyseanlagen. Darüber hinaus messen

FTIR-Geräte Zwischenprodukte, die bei der chemischen Umsetzung der

Schadstoffe im Katalysator entstehen können.

Die ElringKlinger Motortechnik arbeitet seit Langem mit diesen Anlagen auf

stationären und dynamischen Prüfständen und bringt hier umfangreiche

Erfahrungen in Kundenprojekte mit ein.

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Partikelemissionen

Partikelemissionen und Feinstäube sind ein Thema, mit dem sich die

Entwickler in den nächsten Jahren noch intensiver beschäftigen werden,

um die Dieselmotoren für höchste europäische und amerikanische

Anforderungen zertifizieren zu können. Für entsprechende Untersuchungen

stellt die ElringKlinger Motortechnik Vollstrom-Verdünnungstunnel

(Untersuchungen an Pkw-Motoren) oder Teilstrom-Verdünnungstunnel

(Untersuchungen an Nfz-Motoren) zur Verfügung. Neueste Smokemeter

415S sind Standard an unseren Prüfständen.

Die Lungengängigkeit der Dieselpartikel ist bekannt. Aus diesem Grund

werden die Motoren nicht nur auf minimale Partikel-Masseemissionen hin

entwickelt, sondern auch auf den Ausstoß einer möglichst geringen Anzahl

von Partikeln. Dazu ist der Einsatz eines Partikel-Counters unabdingbar.

Unsere Spezialisten sind im Umgang mit diesen Geräten geschult sowie

erfahren und setzen sie zielgerichtet in den entsprechenden Entwicklungs-

projekten mit ein.

Constant Volume Sampling

Um dem Motorabgas am Tailpipe-Ende die Gelegenheit zu

Nachreaktionen zu geben, die auch in der freien Umgebung

stattfinden würden, vermischt man es mit einer definierten

Menge Frischluft. Von dem so verdünnten Abgas wird konti-

nuierlich eine Probe entnommen, in Probengasbeuteln ge-

sammelt und nach dem dynamischen Testzyklus analysiert. Diese Technik

ist an Fahrzeugrollenprüfständen „state of the art“. Die ElringKlinger

Motortechnik hat sie für ihre dynami-

schen Motorprüfstände übernommen

und garantiert absolute Kompatibilität

zu den Ergebnissen von projektbeglei-

tenden Fahrzeugrollenuntersuchungen

des Kunden.

9


10

Nicht erst seit dem Druck der Ab-

gasgesetzgebung fällt der Motor-

opti mie rung in der Kaltstart- und

Warmlaufphase eine Schlüsselrolle

zu. Die Be herrschung der in diesen

Phasen anfallenden Emissionen ist

bei allen moder nen Abgas nach be-

handlungssystemen eine zentrale

Entwick lungs frage. Hier können

nennenswerte Potenziale durch eine

gezielte Motor kalt startoptimierung

nutzbar gemacht werden. Dabei

können wir unsere Kunden maßgeb-

lich unterstützen.

Für die speziellen Aufgaben im Bereich der Motorkaltstartoptimierung steht

ein umfassendes Testequipment zur Verfügung:

•DynamischePrüfständemitumfassenderMedienkonditionierung.

•RechenprogrammezurZyklus-Modalanalyse.

•Asap3- und CAN-Bus-Schnittstellen zum Motorsteuergrät. Neben der

Erfassung von physikalischen Messwerten ist die gleichzeitige Erfassung

von ECU-internen Größen im Versuchsprotokoll möglich.

•DOE-Rechner zur Steuerung von Programmen zur rechnergestützten

Kennfeldoptimierung.

Die Möglichkeiten, die sich aus der Kombination dieser Werkzeuge erge-

ben, sind in Europa einmalig. Die Kaltstartoptimierung wird dadurch höchst

effizient, zielgerichtet und in kürzester Zeit durchgeführt.

Motorkaltstartoptimierung. FürbestmöglicheSchadstoffreduzierung.

Emissionennach Vor-katalysator

Emissionennach Haupt-katalysator

Roh-Emissionen

Zeit [s]

NOx [ppm]

0 10 20 30 40 50 60 70

Zeit [s]

C3H8 [ppm]

0 10 20 30 40 50 60 70

Zeit [s]

CO [ppm]30000

0

25000

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10000

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010 20 30 40 50 60 70

Kaltstartemissionen

Emissionennach Vor-katalysator

Emissionennach Haupt-katalysator

Roh-Emissionen

Zeit [s]

NOx [ppm]

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Zeit [s]

C3H8 [ppm]

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Zeit [s]

CO [ppm]30000

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010 20 30 40 50 60 70

Kaltstartemissionen


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Die ElringKlinger Motortechnik bietet Prüfstände an, auf denen an einem

großvolumigen Basismotor bis zu 5 Katalysatoren gleichzeitig gealtert

werden können. Auch an diesen Prüfständen gibt der Kunde vor, ob statio-

näre Hochlastprogramme oder instationäre Zyklen zur Katalysatoralterung

gefahren werden. Der Zugriff auf die Alterungsmotoren und deren Abstim-

mung erfolgt über eine eigene Elektronik.

Light-Off-Versuche werden mit motorischem Abgas durchgeführt, das über

die Motorelektronik auf ein definiertes Verbrennungsluftverhältnis einge-

stellt und über einen speziellen Wärmetauscher auf eine gewünschte

Temperaturrampe konditioniert wird. Mit diesem Aufbau sind exakte

Vermessungen des Light-Off-Vehaltens möglich.

Des Weiteren bietet die ElringKlinger Motortechnik GmbH Misfire-fire-

Versuche an. Um eine definierte Schädigung des Katalysators herbeizu-

führen, werden über einen Zufallsgenerator Zündaussetzer des Motors

provoziert.

Auf Wunsch rüstet die ElringKlinger

Motortechnik auch Motoren mit

einem motorunabhängig arbei-

tenden DeNOx-System zur Urea-

Dosierung aus. Für Untersuchungen

zum Konvertierungs- und Reaktions-

verhalten des SCR-Katalysators hält

die ElringKlinger Motortechnik einen

umfangreichen Bestand an Prüf-

standssystemen bereit:

•Urea-Verbrauchsmessgeräte.

•Systeme zur Eindüsung von

gasförmigem Ammoniak, um eine ideale Urea-Aufbereitung zu simulieren.

•FTIR-Geräte und Massenspektrometer, um chemische Verbindungen, die

aus Zwischenprodukten der SCR-Katalyse entstehen, nachweisen zu

können.

Die Entwicklung der SCR-Technik ist für moderne Dieselmotoren der

Schlüssel zur Erfüllung der Emissionsstufe Euro 6.

Katalysatorerprobung.FürsichereundeffizienteAbgasnachbehandlung.


12

Dieselpartikelfilter-Applikationen.Nichtnursauber,sondernrein.

Zukünftig werden alle Dieselmotoren mit Diesel-

Partikelfiltern (DPF) ausgestattet sein. Insbeson-

dere die Abstimmung der Regenerierungsphasen

bedarf einigen Aufwandes. Neben Komfortgesichts-

punkten – der Fahrer darf die Regeneration nicht

spüren – stehen vor allem Fragen nach einem

sauberen, gleichmäßigen Durchbrennen des Fil-

ters ohne lokale Überhitzungen im Vordergrund.

Kritisch sind hier nicht nur die Spitzenwerte der

Temperaturpeaks im Substrat, sondern auch die

steilen Gradienten der Temperaturerhöhung.

Die ElringKlinger Motortechnik appliziert angepasste Steuerungsalgorith-

men zur geführten Nacheinspritzung, die exakt auf die Motor/DPF-

Kombination abgestimmt sind.

Ruß- und Partikelmessungen werden mit Rauchgastestern 415S,

Opazimetern, Verdünnungstunneln oder Particulate-Countern gemessen.

Damit bietet die ElringKlinger Motortechnik ihren Kunden die derzeit

modernste verfügbare messtechnische Ausstattung zur Partikelmessung.

12


1313

CO2-Emissionen werden zukünftig einen sehr

hohen Stellenwert bei der Motorentwicklung

haben. Die europäische Gesetzgebung hat den

Druck auf die Automobilhersteller verstärkt. Ab

2015 müssen die CO2-Emissionen im Flotten-

durchschnitt aller Neufahrzeuge auf 130 g/km

abgesenkt sein. Dies soll allein durch motorische

Maßnahmen erreicht werden Fahrzeugmodifika-

tionen sollen zusätzlich weitere CO2-Minderungen

um 10 g/km erbringen.

Die ElringKlinger Motortechnik GmbH ist bereits

seit mehr als 5 Jahren mit dem Thema „Motor-

Thermomanagement“ befasst und hat in Zu-

sammenarbeit mit namhaften Kunden Konzepte

bis zur Serienreife mitentwickelt. Ein optimiertes

Thermomanagement ist vor allem in der Warmlauf-

phase des Motors in der Lage, die Reibleistung

zu senken und die Aufheizung des Triebwerkes

signifikant zu beschleunigen. Gerade weil 45 % aller Fahrten mit dem Pkw

im Kurzstreckenbereich zwischen 1 und 6 km anfallen, bewirken die Maß-

nahmen zum Thermomanagement eine deutliche CO2- und Kraftstoff-

verbrauchs-Absenkung.

Thermomanagement.MaßnahmenzurCO2-Absenkung.

Wer nach der Optimierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen fragt,

muss immer auch die Verbrennungsvorgänge im Motor berücksichtigen.

Die ElringKlinger Motortechnik beschäftigt sich mit den Fragestellungen

•bestmöglicheProzessführung,

•BrennraumsensorikzurSteuerung

des Brennverfahrens,

•MaßnahmenzurMinimierungder

Emissionsent stehung im Brennraum

und betreibt im Rahmen von gezielten Forschungs-

projekten Brenn ver fah rens entwicklung an 1-Zylinder-

Versuchsmotoren.

Brennverfahrensentwicklung. DieVerbrennungimFokus.


Die Motormanagement-Entwicklung besteht heute nicht mehr nur aus dem

Anpassen von Datensätzen in vorgefertigten Kennfeldrahmen. Bei den anste-

henden Heraus forderungen – insbesondere wenn es um Emis sionen geht –

müssen neue Software programme

zur Regelung und Überwachung von

neuen, komplexen Mo torfunktionen

entwickelt und getes tet werden.

„Modellgestützte Regler“ und viele

andere Aufgaben kommen auf uns

zu. Die ElringKlinger Motortechnik

stellt ihren Kunden eine umfassende

Ausrüstung zur Durchführung von

Motormanage mentprojekten zur

Verfügung und hat Mitarbeiter, die

im Umgang mit diesen Techniken

langjährige Er fah rung haben. Im

Einzelnen werden die folgenden

Systeme betrieben:

•Inca-Applikationsrechner zur Durchführung von Motormanagement-

Kalibrierungen.

•Ascet-SDIES1000-Entwicklungsstationen zur Quellcodeprogrammierung.

•Kennfeldoptimierungsrechner mit DOE-Funktionalität zur vollauto-

matisierten Nachoptimierung von Kennfeldern zur Motor steuerung.

Mit diesem Werkzeug werden bestmögliche Kraftstoff ver bräuche und

Emissionen erreicht.

Gerade für die Entwicklung neuer Systeme zur Schadstoffminderung

wird die Kombination dieser Werkzeuge besonders vorteilhaft eingesetzt.

Motormanagement-Entwicklung. IntelligenzfürHigh-Performance-Motoren.

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Fahrzeuglabor. VomPrüfstandindenrealenFahrbetrieb.

Schneller in Serie.

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Seit 2009 können wir für unsere Kunden die am Motorprüfstand entwick-

elten Lösungen auch in Prototypfahrzeugen testen, um die Versuche auf der

Straße fortzusetzen. Dazu steht ein eigenes Fahrzeuglabor zur Verfügung.

Hier können die Versuchsmotoren in die Fahrzeuge eingebaut und auch

umfangreiche Messtechnik am Fahrzeug appliziert werden.

Die Fahrzeuge können wahlweise vom Kunden bereitgestellt oder als

Kauf- bzw. Leasingfahrzeuge durch die ElringKlinger Motortechnik beschafft

werden, die auch über die Lizenzen verfügt, grundsätzlich jedes Prototyp-

fahrzeug auf der Straße zu Testzwecken fahren zu dürfen.

Ganz gleich, ob Sie Versuchsergebnisse unter rauen Alltags- und Allwetter-

Bedingungen benötigen, ob Sie reale Fahrzyklen auf der Straße über

Transientenrecorder aufzeichnen und auswerten wollen, oder ob Sie ein

Vorführfahrzeug realisieren möchten. ElringKlinger Motortechnik ist Ihr

Partner. Sprechen Sie mit uns und lassen Sie sich die Möglichkeiten der

Fahrzeugerprobung näher erläutern.

Prozesse optimieren. Kosten sparen. ElringKlinger Motortechnik beschleu-

nigt die Motor entwicklung. Für Sie holen wir alle Straßen ins Labor. Oder

bringen das Labor in unseren Messfahrzeugen auf die Straße. Starten Sie

mit uns durch.


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