Mehrkanaliges Online Temperaturerfassungssystem am PKW-Kolben mittels Sensortelemetrie bis 200°C

In vielen namhaften Firmen hat sich die Temperaturerfassung auf dem Kolben mittels der Sensortelemetrie der Fa. MANNER als wichtiges Werkzeug für die Entwicklung etabliert.

Messung der Betriebsfestigkeit am Kolben:

Um die gesetzlich geforderten Emissionsgrenzen zu erreichen, ist eine ständige Optimierung des Verbrennungsprozesses notwendig. Hierfür verwendete Techniken, wie die „Common Rail“ Technik, stellen immer höhere Anforderungen an den Kolben. Die dadurch erforderliche Zünddruckerhöhung macht es unerlässlich, die Belastung des Kolbens durch Zünddrücke im Betrieb zu analysieren.

Eine weitere wichtige Komponente zur effektiven Kolbenentwicklung stellt die Optimierung des Schmierprozesses im Kolben dar. Mögliche Reibungsverluste die beim Kolbenhub entstehen können nur durch die optimale Gestaltung des Kolbens verhindert werden kann.

Herausforderung

Um die Betriebsfestigkeit zu garantieren und den Schmierprozess zu optimieren ist es unerlässlich, dass die Temperaturen am Kolben und deren Verteilung bei verschiedenen Lastszenarien gemessen werden ohne den Kolben selbst in seiner Funktionsweise einzuschränken. Die klassische Methode der Online-Temperaturerfassung mittels Tauchspule und einem NTC als Temperaturfühler (Essert’sche Methode) versagt bei der hohen Belastung zunehmend. Zudem ist der Einbau sehr zeitaufwendig.

Lösung

Die 8-kanalige Kolbentelemetrie der Fa. MANNER stellt schon seit Jahren ein wichtiges Werkzeug für die Entwicklung von Kolben den Nachweis zur Festigkeit, sowie zur Optimierung des Schmierprozesses im Kolben dar. Neu ist allerdings, dass die Kolbentelemetrie auch bei bis zu 200°C eingesetzt werden kann und somit noch umfassendere Tests gefahren werden können.

Das System erfasst online die Temperaturen mehrkanalig an wichtigen Punkten im Kolben. Es arbeitet mit robusten Thermoelementen, die dem zunehmenden Vibrationsgrad mühelos standhalten und unkompliziert in der Montage sind. Ein wichtiger Aspekt ist auch die einfache Kalibrierbarkeit. Der bis 200°C temperaturfeste Sensortelemetrieverstärker im Kolben scannt pro Kolbenhub die Temperaturmessstellen und überträgt die Messwerte auf die stationäre Auswerteeinheit. Die kontaktlose und batterielose Übertragungstechnik, bei der die Übermittlung der Messwerte punktartig im unteren Totpunkt erfolgt, ermöglicht eine sehr einfache Montage der Komponenten. Die Laufzeit des Systems ist aufgrund der induktiven und wartungsfreien patentierten Sensortelemetrieübertragungstechnik unbegrenzt. Der 8-kanalige Temperaturmessverstärker ist äußerst kompakt (21 x 12 x 5 mm) und wiegt nur 3g. Zur Erweiterung der Messkanäle können mehrere Bausteine kaskadiert werden.