Emissionen runter, Leistung hoch - das müssen moderne Motoren heute bieten. MANN+HUMMEL unterstützt seine Kunden hierbei mit einem neuen Ansaugmodul und einer Vielzahl von integrierten Funktionen.

Ganz schön anspruchsvoll sind die Anforderungen, die moderne Motoren heute erfüllen müssen: im Realbetrieb auf der Straße weniger Emissionen ausstoßen und gleichzeitig mehr Leistung bringen. Gut, dass die Spezialisten von MANN+HUMMEL dafür eine Lösung entwickelt haben. Ein aktives Ansaugsystem, das die komplette Ansaugstrecke vom Turbolader bis zum Zylinderkopf abdeckt und eine zweistufige, indirekte Ladeluftkühlung sowie Wassereinspritzung beinhaltet. Das trägt dazu bei, dass Motoren auch zukünftige Emissionsvorgaben wie die Norm Euro 6d erfüllen. Außerdem bietet es durch die flexible Anordnung der Komponenten im System mehr Gestaltungsfreiraum.

Nächste Entwicklungsstufe

MANN+HUMMEL präsentierte bereits 2015 ein aktives Ansaugmodul mit vollintegrierter Ladeluftkühlung. Dieses Konzept ist Basis für das neue System. Beim neuen Konzept sind Vor- und Hauptkühler selbsttragend ausgeführt. Vercrimpungen mit den angrenzenden Kunststoffbauteilen sichern die erforderliche Stabilität. Dadurch können die Bypassdichtung sowie Zugankerverbindungen und ein Schweißprozess eingespart werden. Die kompakte Bauweise spart zudem Bauraum und Gewicht.

Konstant gekühlt

Die Entwickler integrierten zwei indirekte Ladeluftkühler in die Ansaugstrecke. Die dadurch verkürzte Ladeluftstrecke und das verkleinerte Ladeluftvolumen verbessern das Ansprechverhalten des Motors. Im Vergleich zur direkten punktet die indirekte Ladeluftkühlung vor allem im dynamischen Bereich durch eine konstantere Kühlleistung. Robuste Tumble-Klappen im Saugrohr sorgen zudem für eine kontrollierte Turbulenz der Luft beim Einströmen in die Zylinder. Beides zielt auf eine optimierte Verbrennung des Motors ab und ermöglicht eine Kraftstoff- und damit CO2- Reduzierung von bis zu drei Prozent. Ein selbstregulierendes Bypassventil mit zwei Verbindungsleitungen zwischen Turbolader und elektrischem Zusatzverdichter verbessert außerdem den Low-End-Torque, das heißt den Drehmomentaufbau im unteren Drehzahlbereich. Zum Gesamtsystem gehören auch die Ladeluftleitungen vom Turbolader zum Vorkühler und von diesem zum Ansaugmodul mit Hauptkühler. Sie sind mit AgileJoint-Verbindungen ausgestattet, die den nötigen Toleranzausgleich ermöglichen. Auf der heißen Seite lässt sich die Leitung zusätzlich mit einem optionalen Breitbanddämpfer zur Eliminierung von Störgeräuschen ausstatten.

Optionale Wassereinspritzung

Der Einsatz eines optionalen Wassereinspritzsystems kann zur Reduzierung von Rohemissionen, zum Bauteilschutz bei Volllast und zur Wirkungsgradsteigerung genutzt werden. Welcher dieser Nutzen im Vordergrund steht, kann von der Motorenentwicklung individuell festgelegt werden. Wasserfilter, Wasser-Verteilerleiste und Injektoren sind bei dieser Variante ebenfalls ins Saugrohr integriert. MANN+HUMMEL überträgt hier seine jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Flüssigkeitsfiltration auf diese neue Anwendung. Das mehrlagige, vollsynthetische MULTIGRADE Filtermedium für Wassereinspritzung erfüllt alle Anforderungen an den Partikelabscheidegrad, die Schmutzaufnahmekapazität sowie die chemische und mechanische Beständigkeit. Bei Bedarf kann ein zusätzlicher elektrischer Heizer in das Filtergehäuse integriert werden, der das System beim Auftauvorgang unterstützt. Somit kann die Wassereinspritzung auch bei tiefen Temperaturen zum Einsatz kommen.

Schnittdarstellung des aktiven Ansaugmoduls mit zweifach integrierter Ladeluftkühlung und Wassereinspritzsystem

Ladeluftleitung heiße Seite mit AgileJoint Verbindung für Toleranzausgleich

Eigenständiger indirekter Ladeluftkühler als Vorkühler

Ladeluftleitung kalte Seite mit AgileJoint Verbindung für Toleranzausgleich

Selbstregulierendes Bypassventil mit zwei Verbindungsleitungen zum elektrischen Zusatzverdichter oder zweiten Turbolader

Selbsttragender indirekter Ladeluftkühler als Hauptkühler (Niedrigtemperatur-Kühlkreislauf)

Wassereinspritzsystem mit Inline-Filter, Verteilerleiste und Einspritzdüsen (optional)

Saugrohrmodul inklusive Tumble-Klappensystem mit elektrischem Plug-In Aktuator

Erfolg am Markt

Das neue System und seine Komponenten stoßen auf großes Interesse am Markt. Sowohl für die Entwicklung eines Saugrohrs mit selbsttragendem, indirektem Ladeluftkühler als auch für einen eigenständigen, indirekten Ladeluftkühler wurde MANN+HUMMEL bereits nominiert. Erste Anwendungen für Vierzylinder Diesel und Benzinmotoren von europäischen Motorenherstellern werden ab 2019 in Serie gefertigt. Die Kunden profitieren gleich mehrfach von einer leistungsstarken Lösung mit integrierten Funktionen und einem zuverlässigen Partner mit weltweitem Entwicklungs- und Produktionsnetzwerk. Die nächsten Schritte zur Weiterentwicklung hat MANN+HUMMEL bereits geplant. Durch Optimierungen in der Kühleranordnung sollen Schnittstellen weiter reduziert werden.

Vorteile auf einen Blick

  • Konzept zur Erfüllung zukünftiger CO2-Emissionsziele
  • Steigerung der Motoreffizienz durch Einsatz eines integrierten Ladeluftkühlers
  • Erhöhtes Low-End-Drehmoment durch selbstregulierendes Bypassventil
  • Optimale Steuerung der Turbulenz im Zylinder durch Tumble-Klappensystem
  • Höhere Leistung durch Wassereinspritzsystem