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14.11.2016 | Mess- und Prüftechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Prüfstandtechnik im Wandel

Autor:
Stefan Schlott

Die kontinuierlich steigenden Anforderungen an die Antriebs- und Fahrzeugtechnik bedingen neue Wege in der Entwicklung. Aber auch die Prüffelder müssen ausgebaut und erweitert werden.

Wenn es um den täglichen Kampf um Verbrauchs- und Abgaswerte, um das Feilen an Fahrzeugkonzepten, die beim Endverbraucher einen Will-ich-haben-Reflex auslösen, und die vielen damit verbundenen Fragestellungen im Detail geht, sind die Ingenieure in der Fahrzeugindustrie eigentlich nicht zu beneiden. In ihrem Artikel Das Prüffeld der Antriebsentwicklung im Wandel für das MTZextra 2-2016 bringen Johannes Guggenmos, Joachim Rückert, Daniel Stopper und Sebastian Thalmair die Situation auf den Punkt: "Die Variantenanzahl im Automobilbau steigt weiter, unterschiedliche Technologien existieren parallel zueinander und die anstehenden Verbrauchs- und Emissionsgesetzgebungen bedingen immer aufwendigere und längere Applikations- und Zulassungsprozesse." Dies, so die Autoren, führe zu einem stark ansteigenden Testumfang in der Entwicklung. Demgegenüber werde immer mehr Produktreife durch virtuelle Ergebniserzeugung eingebracht und es stelle sich die Frage, welcher Bedarf an künftigem Prüf- und Testequipment besteht, beziehungsweise in welche Art von Einrichtungen investiert werden soll. 

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Diese Frage stellt sich auch Zulieferern. Im Interview "Wir werden die Variantenvielfalt begrenzen müssen" für das MTZextra 2-2016 macht sich auch Gerald Eifler, Geschäftsführer von ElringKlinger Motortechnik, Gedanken über die Zukunft von Simulation und Versuch. Dabei sieht er zwei zentrale Punkte. So werden die elektrifizierten Antriebsstränge die Komplexität an den Prüfständen erhöhen, insbesondere auf Seiten der Messtechnik. Und: "Der Produktentstehungsprozess wird teurer werden. Ob er langsamer wird, ist noch die Frage." Um dem entgegenzuwirken, sollten sich Simulationen und Motorprüfstand immer ergänzen. Dies sei im Sinne eines schnellen und sicheren Entwicklungsprozesses.

Hausgemachte Komplexität und politische Vorgaben treiben die Entwicklung

Doch nicht nur die hausgemachte Komplexität aufgrund immer noch mehr Fahrzeugvarianten und Triebstrangkombinationen treibt die Branche um. Auch die Politik trägt dazu bei, dass es den Fahrzeugentwicklern nicht langweilig wird. So wird zum Beispiel mit den künftigen Richtlinien der Europäischen Kommission auch eine Fahrzeughomologation in Höhenlagen eingeführt, um Normen den tatsächlichen Fahrbedingungen anzunähern. "Aus diesem Grund benötigen die Hersteller zuverlässige und praktische Prüfsysteme, um Tests unter Betriebsbedingungen bei geringem Druck und niedriger Temperatur auch im Labor durchzuführen", schildern Stefan Bender, Jose Ramon Serrano, Pedro Piqueras und Javier Gómez die praktischen Folgen. In ihrem Artikel Der Einfluss von Höhe auf die Emissionsmessung für das MTZextra 2-2016 beschreiben sie einen neu entwickelten Höhensimulator, der sich mit dem Motoreinlass und -auslass verbindet, um Druckverhältnisse von NN bis zu 5000 m über dem Meeresspiegel zu erzeugen. Das System hat den Autoren zufolge bereits gezeigt, dass es für ein breites Spektrum an simulierten Höhenlagen stabile Druck- und Temperaturbedingungen schaffen kann.

Auch die im Raum stehenden RDE-Messungen erweitern die zu prüfenden Betriebszustände.

Aufgrund der immer größer werdenden Bedeutung von Real-Driving-Emissions (RDE) bietet der virtuelle Prüfstand die Möglichkeit, diverse Fahrzyklen automatisiert abzufahren und so das Verhalten des Motors in jedem Fahrzustand zu überprüfen", schreiben Michael Paulweber und Klaus Lebert im Kapitel Prüfstandtypen des Fachbuchs Mess- und Prüfstandtechnik

So könnten Problemzonen frühzeitig aufgedeckt und behoben werden. Auch die Optimierung von Emissionen und Verbrauch als wichtigste Kriterien für den Kunden werde für den gesamten Betriebsbereich ermöglicht, ohne aufwendige Tests mit realen Versuchsträgern durchführen zu müssen.

Schnittstellen zwischen realen Messungen und digitalen Entwicklungen

Auch dabei stellt sich jedoch die Frage nach den Schnittstellen zwischen realen Messungen und Entwicklungstechniken im virtuellen Raum. In ihrem Artikel Übertrag von RDE-Anforderungen in eine modellbasierte Prüfstandumgebung für das MTZextra 2-2016 stellen Lutz Faubel, Christian Lensch-Franzen, André Schuhardt und Christoph Krohn eine Werkzeugkette vor, die es ermöglicht, Realfahrtemissionen gemäß der Gesetzesvorgabe zu bewerten sowie kritische Fahrsituationen zu ermitteln und gezielt in eine modellbasierte Prüfstandumgebung zu übertragen. "Durch das Zusammenwirken aller Bausteine der Werkzeugkette können sowohl die Einflüsse innermotorischer Kenngrößen und Verstellparameter als auch die Auswirkungen der Fahrstrategie des Triebstrangs hinsichtlich ihrer RDE-Fähigkeit analysiert werden", so die Autoren.

Auch Victor Fäßler, Stefan Staudacher, Bernhard Wieland und Markus Wolff setzen sich im MTZextra 2-2016 mit der Verknüpfung von RDE und digitalen Entwicklungswerkzeugen auseinander. In ihrem Artikel Methode zur digitalen Identifikation RDE-tauglicher Routen plädieren sie für eine Kombination aus Verhaltensmodellierung von Fahrze 10871978 ug und Fahrer mit Navigations- und Routingansätzen, um so für die Versuchsdurchführung digital RDE-zertifizierungstaugliche Routen identifizieren zu können. Diese Methode, so die Autoren, stelle ein wichtiges Werkzeug im Kontext der Emissionszertifizierung von Pkw dar. Effektive, digitale Planung von Versuch, Prüfstand- und Simulationslastfällen werde auf diese Weise erst möglich. Ein Übertrag auf ähnlich gelagerte konkrete Fragestellungen, beispielsweise zur Abgaszertifizierung von Nutzfahrzeugen, sei problemlos möglich.

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Quelle:
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