Luftmanagement für Pkw

Das Luftmanagement moderner Verbrennungsmotoren bedarf einer gesamtheitlichen Betrachtung. Der zu Verfügung stehende Bauraum unter der Motorhaube wird immer geringer, gleichzeitig steigen die Anforderungen an Emissions- und Verbrauchsreduzierung.

Systeme für das Luftmanagement

Luftansaugmodule

Durch die immer komplexeren Vorgänge im Motor wachsen auch die Anforderungen an die Ansaugsysteme. Abgasvorschriften und Verbrauchsvorgaben, kürzere Modellzyklen und steigende Leistungserwartungen bei sich verkleinernden Bauräumen sind Eckpfeiler einer modernen Entwicklung. MAHLE gelang zuletzt beispielsweise durch die Integration der Ladeluftkühlung in das Luftansaugmodul ein weiterer erheblicher Entwicklungsschritt für den modernen Verbrennungsmotor.

Elektrische Saugrohrsteller

Elektrische MAHLE Saugrohrsteller sorgen bei Vierventilmotoren für eine gute Gemischaufbereitung durch gezielte, kennfeldgesteuerte Ladungsbewegung der einströmenden Luft. Bei Dieselmotoren wird durch Kanaldeaktivierung eine Drallbewegung im Brennraum induziert. Bei Ottomotoren erzeugt die Verengung des Kanals und die Führung der einströmenden Luft in der oberen Kanalhälfte eine walzenförmige Tumble‐Strömung. Beides sorgt für eine gute Gemischverwirbelung und damit für verbesserte Abgasemissionen und Teillastverbräuche.

Luftfilter

Immer kleinere zur Verfügung stehende Bauräume erfordern höhere Filtrationsleistungen, insbesondere hinsichtlich des Partikelabscheidegrads. Dieser Trend erfordert den Einsatz von Hochleistungsfiltermedien, eine komplexere Auslegung der Strömungsführung sowie neue Filterelementkonzepte.

Durch die Technologieführerschaft im Bereich plastifizierter Filterelemente kann MAHLE mit dem Einsatz verschiedenster Bauformen flexibel auf jeden Bauraum reagieren.

Elektrische Heizer für Blow-by-Systeme

Elektrische Blow-by-Heizer werden zwischen Luftansaugmodul und Zylinderkopfhaube eingesetzt, um dort Vereisung zu verhindern. Sie arbeiten mit PTC-Technologie und sind in modularen Varianten innerhalb eines Leistungsbereiches von 200 bis 600 Watt verfügbar. Vorteile der MAHLE Heizer sind die optimierte Heizfunktion und der mögliche hohe Integrationsgrad in die Motorperipherie.

Elektrische Wastegate-Steller

Der elektrische Wastegate-Steller von MAHLE sorgt vor allem bei Downsizing-Motoren für bestmögliche Interaktion von Verbrennungsmotor und Turbolader. Die neuartige Technologie erlaubt sehr hohe Verstellgeschwindigkeiten und eine sehr präzise Ladedruckregelung.

Der elektrische Steller kann blitzschnell jede beliebige Wastegate-Position unabhängig von Unter- bzw. Überdrucksystemen erreichen. Die hohe Schließkraft gewährleistet minimale Leckage und damit schnellen Ladedruckaufbau. Ein sehr spontanes Ansprechverhalten ist die Folge. Ein weiterer Vorteil des elektrischen Stellers ist die Möglichkeit zur vollständigen Öffnung des Wastegates. Dies ermöglicht einen schnellen Kat-Light-Off und damit geringere Abgasemissionen sowie kundenrelevante Verbrauchssenkung.

Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG)

Elektrische Aktuatoren von MAHLE für Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG) passen die Anströmung  der Turbine optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen an. Damit sorgen sie für hohe Leistung, geringe Emissionen und niedrigen Kraftstoffverbrauch.

MAHLE hat die elektrischen Aktuatoren speziell auf die Anforderungen moderner Verbrennungsmotoren abgestimmt: So sind die Ausführungen für VTG Anwendungen sehr kompakt und mit einem Gewicht von weniger als 250g sehr leicht, zudem bieten sie durch ihren großen Verstellwinkel von bis zu 130° und einem Einsatztemperaturbereich von -40°C bis +160°C in der Standardausführung maximale Flexibilität in den Fahrzeuganwendungen.

Die Aktuatoren sind staubdicht und gegen Wassereintritt, beispielsweise bei Hochdruck- oder Dampfreinigung des Motorraums, geschützt. Angetrieben wird der Aktuator durch einen Gleichstrommotor  mit dreistufigem Getriebe. Die Positionsrückmeldung  erfolgt über ein kontaktloses Hall-Sensorsystem mit digitalem oder analogem Ausgang, die Regelung über die Motor ECU.

Aktuator für Variable Turbinengeometrie (VTG)
Aktuator für Variable Turbinengeometrie (VTG)

Resonatoren / Soundgeneratoren

Neben aller Effizienz, geht es bei der Fahrzeug- und Motorenentwicklung immer auch um Emotionen. Der Klang eines Motors spielt dabei eine entscheidende Rolle: Er spiegelt einerseits die Leistungscharakteristik des Antriebs wider, andererseits ist er fester Bestandteil von Alleinstellungsmerkmalen und Wiedererkennungswert einer Marke. Gerade bei aufgeladenen Motoren geht viel vom „natürlichen“ Klang eines Motors verloren, daher ist Sounddesign ein fester Bestandteil der Entwicklung. MAHLE entwickelt auf Kundenwunsch mit Hilfe modernster Simulationsmethoden zur Optimierung der Akustik direkt in die Luftführung integrierte Resonatoren oder Soundgeneratoren.

Ölnebelabscheider

Ölnebelabscheider-Systeme reinigen zuverlässig die mit Ölnebel beladenen Gase aus dem Kurbelgehäuse. So können der Ölverbrauch weiter reduziert und die Beeinflussung der Verbrennung auf ein Minimum reduziert werden. Der in die Kurbelgehäuseentlüftung integrierte Ölnebelabscheider dient zur Trennung der Gas- und Flüssigbestandteile. Das separierte Öl wird wieder dem Ölkreislauf und die gereinigte Luft dem Ansaugsystem zugeführt.

Motor- und Zylinderkopfabdeckung

Die Gewichtsreduktion und Funktionsintegration einer Thermoplast Zylinderkopfhaube, sind bei einem modernen Motor unabdingbar. MAHLE maximiert diese Vorteile durch optimale Werkstoffausnutzung, minimaler Werkstoffeinsatz und Umsetzung komplexester Geometrien. Die Anpassung an höhere Lasten und Temperaturen, Anforderungen an die Wartungsfreiheit über Lebensdauer und die Erfüllung akustischer Vorgaben sind steter Bestandteil in der Entwicklung.

Luftführung

Der Trend zum Baukastenprinzip verlangt flexiblere und leichtere Bauteile, die sich auch bei engsten Bauraumverhältnissen applizieren lassen. Eine weitere Herausforderung liegt in der kostengünstigen und effektiven Fertigung der häufig sehr komplexen Formen. Auch die dadurch immer schwierigeren Montage- und Demontagebedingungen im Service sind zentrale Aspekte bei der Entwicklung aktueller Luftführungen.

Die Integration von akustisch dämpfenden Bauteilen, wie Resonatoren und der Einsatz von dämpfenden Materialien, wie poröse Vlies-Werkstoffe gibt die Möglichkeit, den akustischen Eindruck des Antriebes zu gestalten.

Abgasrückführung (AGR)

Eine Möglichkeit, die strengen Grenzwerte zu erreichen, ist die gekühlte Abgasrückführung (AGR).

Dabei wird ein Teil des Hauptabgasstroms zwischen Motorauslass und Turbine entnommen, in einem speziellen Wärmeübertrager gekühlt und der Ansaugluft nach dem Ladeluftkühler wieder beigemischt. Dadurch sinkt die Verbrennungstemperatur im Motor und die Bildung von Stickstoffoxiden (NOx) wird reduziert. Die lasergeschweißten Abgaswärmeübertrager von MAHLE zeichnen sich durch eine sehr hohe Korrosionsfestigkeit aus.

Wir bieten auch schaltbare Abgaswärmeübertrager mit ins Kühlergehäuse integrierter Bypassstrecke an. Um den Schadstoffausstoß konstant niedrig zu halten, setzt der Bypass die Kühlung des rückgeführten Abgases in bestimmten Fahrsituationen - z. B. während der Kaltstartphase - außer Kraft.