Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel dieses Vorhabens war die Weiterentwicklung eines zweistufigen Hermetikverdichters mit CO2 als K\u00e4ltemittel. Die im vorangegangen Projekt getesteten Prototypen hatten bereits den Stand einer Machbarkeitsstudie erreicht und sollten nun f\u00fcr einen Einsatz in der PKW-Klimatisierung zur Produktreife gebracht und f\u00fcr ein Fahrstandsklimager\u00e4t f\u00fcr Stra\u00dfenbahnen bis zum Prototypen entwickelt werden. Weitere Anwendungen sollten ableitbar sein.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass eine anwendungsbezogene Gestaltung des Verdichters unter Einbeziehung des konkreten Prozesses n\u00f6tig ist. Somit sind neben umfangreichen Experimenten zur Ermittlung des Betriebsverhaltens, der Leistungsparameter und Wirkungsgrade auch theoretische Berechnungen ein wichtiger Projektbestandteil.
\nF\u00fcr die Durchsetzbarkeit am Markt und die Gew\u00e4hrleistung einer hohen Anlagenzuverl\u00e4ssigkeit muss eine Anlagenkonfiguration erreicht werden, die durch ein Minimum an Verbindungen und ein Maximum an Integration von Bauteilen in Baugruppen gekennzeichnet ist. In diesem Zusammenhang ist auch die Frage nach dem optimalen K\u00e4ltemittel- und \u00d6lmanagement zu beantworten. Durch die gegenseitigen Wechselwirkungen k\u00f6nnen diese Aufgaben nur durch komplexes Vorgehen bew\u00e4ltigt werden.
\nEine wesentliche S\u00e4ule einer Produktentwicklung zur Anwendungsreife ist der Nachweis einer ausreichenden Lebensdauer der Bauteile und des Gesamtaggregats. In Hinblick auf Zuverl\u00e4ssigkeit und Lebensdauer kommt beim hier verfolgten Verdichterkonzept dem Kolbendichtring eine Schl\u00fcsselrolle zu. Dazu wurden in Zusammenarbeit mit dem Hersteller des Kolbenrings weitere Entwicklungsarbeiten durchgef\u00fchrt.
\nSchlie\u00dflich sind Einsatzuntersuchungen beim Anwender, zun\u00e4chst der Visteon Deutschland GmbH, unter Einbeziehung der Feinabstimmung der Anlage essentiell.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurde die Lebensdauer des Verdichters bzw. seiner Komponenten entscheidend verbessert. Derzeit werden die zur Absicherung der f\u00fcr eine Marktreife vorausgesetzten Lebensdauer erforderlichen Anpassungen umgesetzt. <\/p>\n
Das Prinzip der Sprayschmierung wurde an der Versuchsanlage erfolgreich getestet. Damit ist die Machbarkeit eines Verdichters ohne \u00d6lsumpf mit sehr geringer \u00d6lmenge und geringem \u00d6lwurf praktisch nachgewiesen. <\/p>\n
Das Kolben-Zylinder-System zeichnet sich durch eine extrem gute Dichtheit aus. Dadurch konnten relativ hohe Liefergrade im Bereich von 0,75…0,8 erzielt werden. <\/p>\n
Sowohl das Kolben-Zylinder-System als auch das gesamte Triebwerk weisen geringe Reibleistungen auf. Die geringen mechanischen Verluste und der geringe Str\u00f6mungswiderstand der modifizierten Ventile sind die Grundlage f\u00fcr hohe isentrope G\u00fctegrade der beiden Verdichterstufen. In der 1. Stufe wurden mit Werten um 0,8 bereits sehr hohe G\u00fctegrade nachgewiesen. In der 2. Stufe wird der G\u00fctegrad noch zu stark durch Aufheizung des Sauggases in der Saugkammer gemindert. Der Einsatz eines Motors mit einem akzeptablen Wirkungsgrad von mindestens 80 % wird das Problem entscheidend verringern, da dann signifikant niedrigere Geh\u00e4usetemperaturen zu erwarten sind. Der optimierte Motor ist auch der Schl\u00fcssel f\u00fcr die Anhebung des Gesamtg\u00fctegrads auf Werte >0,7. <\/p>\n
Der Massestrom des Verdichters ist noch nicht applikationsgerecht. Das ist der Weiterverwendung des aus einer vorangegangenen Entwicklungsetappe stammenden Geh\u00e4uses geschuldet. Neben dem Massestrom ist die erzielbare K\u00e4lteleistung und damit auch die Leistungszahl des Prozesses insbesondere bei der Fahrzeugklimatisierung entscheidend von der Eintrittstemperatur des CO2 in das Drosselorgan beeinflusst. Die ermittelten Leistungskennfelder best\u00e4tigen diese Grundaussage. Anlagen mit einem inneren W\u00e4rme\u00fcbertr\u00e4ger haben f\u00fcr den vorliegenden Anwendungsfall das Potential zur Realisierung von Leistungszahlen von deutlich \u00fcber 2 bei Maximallast. Beim vorgestellten Verdichter ist daf\u00fcr analog zu den Aussagen zum isentropen G\u00fctegrad ein Motor mit einem Wirkungsgrad im gesamten Arbeitsbereich von mindestens 80 % essentiell.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse ist f\u00fcr die dkv-Tagung 2006 geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Auf dem weiteren Weg zum Serienprodukt ist zun\u00e4chst der endg\u00fcltige Nachweis der geforderten Lebensdauer zu erbringen. Weiterhin muss der Verdichter in Hinblick auf die anwendungsgerechte F\u00f6rderleistung modifiziert werden. Hauptziel ist dabei ein Kompromiss aus geringer Kolbengeschwindigkeit (Lebensdauer), Effizienz der Verdichtung sowie dem optimalen Motorkonzept (Wirkungsgrad, Lastbereich, Drehzahl, Kosten sowie Gewicht und Bauvolumen). Dar\u00fcber hinaus ist die Funktion der Sprayschmierung in einer realen Klimaanlage auch unter Extrembedingungen nachzuweisen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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