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Piezoaktorik

Qualitätssicherungsverfahren für piezoelektrisch angetriebene Kfz-Kraftstoffinjektoren

Unter dem Druck der Emissionsgesetzgebung mit strengen Grenzwerten sowie den Kundenansprüchen hinsichtlich der Kraftstoff-Verbrauchswerte und des Drehmoment-Drehzahl-Verhaltens wird aktuell mit den piezoelektrisch angetriebenen Injektoren eine neue Einspritztechnologie für Diesel- und Otto-Motoren in den Markt eingeführt. Diese Piezoinjektoren ermöglichen als Schlüsselkomponente in modernen Direkteinspritzsystemen höchste Einspritzdrücke bis 2050 bar, Mehrfacheinspritzung im gesamten Kennlinienfeld sowie die präzise Kraftstoffdosierung, womit die Ansprüche des Gesetzgebers und der Kunden befriedigt werden können.

Piezo-Injektor
Piezo-Injektor

Die entscheidenden Vorteile der Piezo-Technik können nur über den gesamten Lebenszyklus des Injektors garantiert werden, wenn auch die Einspritzmenge konstant gehalten wird. Daraus ergibt sich, dass der Piezoaktor als Antriebselement des Injektors in der Großserienfertigung hinsichtlich höchster Präzision und Ausfallsicherheit prozesssicher beherrschbar sein muss. Als Grundlage für ein robustes Einspritzsystem soll ein wissenschaftlich abgesichertes Qualitätssicherungsverfahren entwickelt werden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden dazu an der Hochschule Bochum Möglichkeiten zur Charakterisierung der Aktoren im Großsignalbereich untersucht. Mit Hilfe von Lebensdauertests wird das Maß der Degradierung dieser Aktor-Großsignaleigenschaften ermittelt. Darüber hinaus sollen geeignete Verfahren zur beschleunigten Alterung und zur künstlichen Initiierung von Aktorschäden definiert werden. Mit dem zerstörungsfreien Verfahren der Impedanzspektroskopie wird die Möglichkeit zur Detektion unterschiedlicher Aktorschäden unter Zuhilfenahme statistischer Methoden erforscht. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen soll ein produktionsbegleitendes Qualitätssicherungsverfahren zur Früherkennung von Aktorschäden abgeleitet werden.

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