Das Kurbelgehäuse von Verbrennungsmotoren ist eine Quelle von Blow-by-Gasen, die durch Leckagen an den Kolbenringen, Turboladerdichtungen und Ventilschäften entstehen. Bei Motoren mit geschlossenem Kurbelgehäuseentlüftungssystem (CCV) werden die Kurbelgehäusegase in der Regel vor dem Turboladereinlass entlüftet. Ohne eine entsprechende Regelung würde die Saugwirkung des Turboladers zu einem hohen Unterdruck im Kurbelgehäuse führen.
Kurbelgehäusedruck
Ein zu hoher Kurbelgehäusedruck würde zu Öl- und Gaslecks im Kurbelgehäuse führen und Motorabschaltungen verursachen.
Die optimale Lösung wäre ein geregelter Kurbelgehäusedruck. Der elektronische Druckregler UT99 (EPR) mit Durchflussmesser (FlowSpin) wurde entwickelt, um einen optimalen Kurbelgehäusedruck aufrechtzuerhalten und einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Motorbetrieb zu gewährleisten. UT99-Lösungen für die Kurbelgehäuseentlüftung verringern die Wartungshäufigkeit des Motors, verlängern seine Lebensdauer und ermöglichen fortschrittliche intelligente Funktionen wie Motorüberwachung, vorausschauende Wartung und Diagnose.
Elektronische Regelung
Das EPR-CCV ist eine mechatronische Drosselklappe, die den Kurbelgehäusedruck regelt, indem sie den offenen Querschnitt reguliert, durch den der Blow-by-Strom fließen kann. Das Gerät muss mit dem aktuellen Kurbelgehäusedrucksignal und dem eingestellten Druck versorgt werden, damit die interne Steuerlogik/Datenverarbeitungseinheit die Drosselklappe auf die richtige Position einstellen kann. Ein federbelasteter Mechanismus sorgt dafür, dass die Drosselklappe auch bei Strom- oder Signalausfall öffnet.
Alle EPR-CCVs weisen identische Anschlussgrößen und Abmessungen auf, verwenden jedoch unterschiedliche Drosselklappengeometrien, die auf der Grundlage der Blow-by-Durchflussmenge und des tatsächlichen Druckprofils im Kurbelgehäuseentlüftungssystem ausgewählt werden. Die Funktionalität des Geräts kann durch die FlowSpin-Option erweitert werden, die eine Überwachung des Blow-by-Durchflusses ermöglicht. Weitere Informationen zu den Anforderungen und Eigenschaften von EPR-CCV und FlowSpin sind im Spezifikationsdokument aufgeführt.
Vorteile
- EPR-CCV vermeidet einen ungünstigen Über-/Unterdruck im Kurbelgehäuse des Motors, was zu weniger Schmierölaustritt führt und eine Verunreinigung des Öls durch Ansaugen von außen in das Kurbelgehäuse verhindert.
- EPR-CCV unterstützt die Lebensdauer des Ölnebelfilters und reduziert den Gegendruck.
- Der geringe Druckabfall des EPR-CCV (voll geöffnet) ermöglicht kompakte und effiziente Ölnebelfilterkonstruktionen.
- Verschiedene digitale Ausgangssignale über CANopen®-Bus-Kommunikation:
- Verwendbar für Motorüberwachung, Wartung, Diagnose
- Bereit für IoT- und Cloud-Analyseplattformen (IoT-Gateway nicht enthalten)
- Fehlererkennung: Ein schneller Anstieg des Kurbelgehäusedrucks, z.B. durch einen gebrochenen Kolbenring, wird durch EPR-CCV nicht gestört.
- EPR-CCV ist ausfallsicher. In dem unwahrscheinlichen Fall eines Stromausfalls öffnet der Regler vollständig (federbelasteter Mechanismus).
- Der optionale FlowSpin ermöglicht eine erweiterte Motor- und Ölnebelfilterdiagnose
Blow-By Volumenstrommessung
Der Blow-by Volumenstrom beeinflusst nicht nur das Betriebsverhalten der Kurbelgehäuseentlüftung, sondern lässt auch Rückschlüsse auf den Motorverschleiß zu. Darüber hinaus kann dieser Messwert zur Erkennung und sogar zur Vorhersage von Motorfehlfunktionen verwendet werden. Die Messung dieses wichtigen Parameters ist in der Motorenentwicklung gängige Praxis und bietet das Potenzial, die Betriebssicherheit in der Serie weiter zu erhöhen.
UT99 bietet mit den FlowSpin für den EPR und dem FlowSpin SA (stand alone) zwei Lösungen an, die den Blow-by Volumenstrom von Motoren bis zu 5 MW zuverlässig bestimmen. Das grundlegende Messprinzip ist das eines Flügelradanemometers, das durch zwei verschiedene Flügelradgeometrien optimal für den zu erwartenden Volumenstrombereich ausgerüstet werden kann. Die Gestaltung des FlowSpin ermöglicht eine drastische Reduzierung der erforderlichen Einlaufstrecke und gewährleistet einen linearen Zusammenhang zwischen Laufraddrehzahl und Blow-by Volumenstrom.