Mehrdimensionale Magnetfeldmessung
Hall-Sensoren in Ventilen und Aktuatoren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
Auch bei Wastegate-Aktuatoren oder Turboladern mit variabler Turbinengeometrie können Hall-Sensoren sinnvoll eingesetzt werden. Vor allem Turbolader stellen vermehrt einen wichtigen Baustein zur Kraftstoffreduktion dar. Das erklärte Ziel von maximal 95 g/km CO2-Ausstoß lässt sich über das sogenannte „Downsizing“ der Motoren erreichen. Hiermit ist hauptsächlich die Verkleinerung des Hubraums bei Verbrennungsmotoren gemeint. Entweder wird das Volumen der Zylinder verringert oder deren Anzahl. Diese kleineren Motoren haben weniger Reibungsverluste und sind auch leichter. All dies wirkt sich vorteilhaft auf die CO2-Emission des Motors aus.
Gerade im Teillastbetrieb bei Fahrten in Städten spielt dieses Konzept seine Vorteile aus. Der Fahrkomfort soll für den Kunden ohne Abstriche bei der Motorleistung erhalten bleiben. Hier kommt der Turbolader ins Spiel. Gerade bei niedrigen Drehzahlen wird durch den Turbolader mehr Luft in die Zylinder gedrückt und die Leistung und das Drehmoment steigen bei gleichzeitig reduziertem Verbrauch. Mittlerweile sind die ersten Fahrzeuge mit drei Zylindern oder Varianten, bei denen der vierte Zylinder zeitweise abgeschaltet wird, auf dem Markt erhältlich.
Bei einem üblichen Verbrennungsmotor werden die Zylinder durch den von den Kolben erzeugten Unterdruck mit Luft gefüllt. Bei steigender Drehzahl öffnet sich das Einlassventil für eine immer kürzere Zeitspanne und die erreichbare Leistung des Motors wird dadurch begrenzt. Eine bessere Befüllung der Zylinder kann mittels Druckunterschied über einen Turbolader erreicht werden. Der Turbolader besteht aus einer Turbine und einem Verdichter. Beide sind auf einer gemeinsamen Welle montiert. Der Abgasstrom versetzt das Turbinenrad in Rotation und dessen Drehmoment sorgt über ein Verdichter-Rad auf der Ansaugseite für einen Unterdruck und somit für eine bessere Befüllung des Zylinders. Prinzipbedingt dreht sich die Welle des Abgasturboladers mit steigender Motordrehzahl immer schneller. Dadurch wird wieder mehr Luft in den Zylinder befördert und die Abgasmenge steigt. Irgendwann ist eine Grenze erreicht (mechanisch und thermisch) und die Aufladung des Motors kann bei höheren Drehzahlen problematisch werden. Aus diesem Grund wird eine Ladedruckregelung über ein Bypass-Ventil (Wastegate) benötigt. Der Aufbau ähnelt einem AGR, mit dem Unterschied, dass das Abgas an der Turbine vorbei in den Auspuff geleitet wird. Auch hier werden Informationen über die Stellung des Ventils benötigt: Die perfekte Aufgabe für einen Hall-Effekt-basierten Direktwinkelsensor.
Alternativ kommen immer mehr Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG) zum Einsatz. Diese VTGs lassen sich besser an die Leistungsabgabe und unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassen. Dazu werden nicht rotierende Leitschaufeln im Turbineneintritt platziert. Der Anstellwinkel der Leitschaufeln wird dabei so geregelt, dass bei wenig Gasdurchsatz der reduzierte Strömungsquerschnitt die Leistung erhöht. Umgekehrt kann bei geringerem Leistungsbedarf der Querschnitt vergrößert werden und die Leistung des Laders vermindert werden. Für die Verstellung der Schaufeln wird auch ein elektrischer Aktuator verwendet. Die Stellung der Schaufeln kann dann über einen Winkelsensor oder einen Positionssensor an das Motorsteuergerät zurückgemeldet werden.
Jobangebote+ passend zum Thema
- Hall-Sensoren in Ventilen und Aktuatoren
- Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
- Eine neue Single-Mold-Lösung
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
Micronas und Glyn
Partnerschaft auf EMEA ausgeweitet
Nach der Übernahme durch TDK
Wechsel in der Führungsriege von Micronas
