Slogan

Thermomanagement

Unter Thermomanagement verstehen wir die effiziente Nutzung und Steuerung von Energie. Als Zielgrößen dienen z.B. die Verbrauchs- und Emissionsreduzierung, die Sicherstellung der Motorenkühlung sowie der Innenraumkomfort (bei Fahrzeugen).

ITB entwickelt Berechnungsverfahren für die Optimierung der Systemkühlung um somit den steigenden Anforderungen, z.B. einer höheren Leistungsdichte (Link Abgasturbolader) trotz leichterer und kompakterer Systeme, gerecht zu werden. Dabei kommen unterschiedlichste Berechnungsverfahren (1D-Systemsimulation, 3D-Strömungssimulation, Festigkeitsberechnung) zum Einsatz um die Energieströme von der Wärmeentstehung bis hin zur Abgabe an die Umgebung oder an die Kühlflüssigkeit abzubilden. Maßgebliche Einflussfaktoren sind hierbei Wärmeübergänge und Kontaktkoeffizienten, deren Genauigkeit das Bewertungskriterium Temperaturfeld maßgeblich beeinflussen. Mit unserer Expertise sind wir in der Lage zuverlässige Aussagen bezüglich der thermischen Absicherung für unterschiedliche Systeme und Motorkonzepte (2-Takter, 4-Takter) zu liefern, dies ist ein wichtiger Bestandteil für den nachgelagerten Festigkeitsnachweis.   

Im Bereich der 2-Takt Motoren betrachten wir luftgekühlte Konzepte. Neben dem Triebwerk werden hierbei auch umliegende Bauteile z.B. Schalldämpfer, Luftführungselemente und das Lüfterrad berücksichtigt. Dabei ist die Temperaturverteilung des Schalldämpfers aufgrund der hohen Beanspruchung ein wichtiger Bestandteil für die thermische Absicherung der Maschine. ITB bildet dabei die instationäre Gasdynamik ab und ist in der Lage, die sich für den jeweiligen Betriebspunkt einstellenden Beharrungstemperaturen zu ermitteln.

Bei 4-Takt Motoren für Personen- und Nutzfahrzeuge werden neben den Hauptkomponenten Kurbelgehäuse und Zylinderkopf auch weitere Komponenten mit einer Kühlflüssigkeit gekühlt. Das Zusammenspiel verschiedener Berechnungsverfahren ermöglicht Aussagen über die Kühlmittelverteilung im Zylinderkopf sowie über die einzelnen Verbraucher, den Betriebspunkt der Pumpe sowie die thermische Belastung der Motorkomponenten.

Weitere Anwendungsbeispiele dieser Expertise finden sich bei ITB:

  • Kühlung von Elektroantrieben und –komponenten sowie Batterien
  • Aufheizen / Kühlung von Produktionsprozessen (Karosserie, Formwerkzeuge)

 

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