In der Motoren- und Fahrzeugentwicklung müssen Luftmenge und Luftfeuchtigkeit unter definierten Bedingungen bereitgestellt werden. Da die Ansaugluft maßgeblich von Motorgröße, Lastzustand und Umgebungsbedingungen abhängt, ist eine präzise und stabile Feuchteregelung erforderlich. STASTO realisierte hierfür eine fein justierbare Ventillösung zur exakten Dosierung der Luftfeuchtigkeit im Prüfprozess.
Auf einen Blick
- Branche: Motoren- und Fahrzeugentwicklung
- Anwendung: Klimatisierung und Feuchtedosierung der Ansaugluft
- Medium / Prozess: Luft / definierte Befeuchtung im Prüfstandsbetrieb
- Herausforderung: Präzise Einstellung und Reproduzierbarkeit der Luftfeuchtigkeit unter variablen Betriebsbedingungen
- STASTO-Lösung: Kombination aus Gleitschieberventil und Mikroventil im Split-Range-Betrieb
- Ergebnis: Sehr hohe Regelgenauigkeit und stabile Prozessführung
Die Herausforderung
In Prüfständen für Motoren und Fahrzeugkomponenten muss die angesaugte Luft hinsichtlich Menge und Feuchte exakt definiert werden. Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst Verbrennungsprozesse, Emissionsverhalten und Leistungsparameter.
Die Ansaugluft ist dabei von mehreren Faktoren abhängig: Motordimensionierung, Lastzustand sowie äußere Umgebungsbedingungen. Diese Parameter verändern sich dynamisch und müssen dennoch reproduzierbar eingestellt werden können.
Standardlösungen mit nur grob ausgelegten Ventilen oder einfachen Regelkonzepten stoßen hier an Grenzen. Insbesondere bei niedrigen Feuchtezusätzen ist eine sehr feinfühlige Dosierung erforderlich, während bei höheren Lastzuständen größere Volumenströme sicher beherrscht werden müssen. Gefordert war daher eine Lösung, die sowohl im unteren als auch im oberen Regelbereich präzise arbeitet und eine stabile Integration in die Prüfstandstechnik ermöglicht.
Die STASTO-Lösung
Zur Realisierung der geforderten Feuchtedosierung wurde eine Ventilkombination aus Gleitschieberventil und Mikroventil eingesetzt. Beide Ventile wurden im Split-Range-Betrieb betrieben, sodass unterschiedliche Regelbereiche gezielt abgedeckt werden konnten.
Das Mikroventil übernimmt die hochpräzise Dosierung im unteren Durchflussbereich. Für größere Volumenströme wird das Gleitschieberventil zugeschaltet. Durch diese abgestufte Regelstrategie konnte eine sehr feine Auflösung im gesamten Arbeitsbereich erreicht werden.
Die Ventilauswahl erfolgte unter Berücksichtigung der erforderlichen Regelcharakteristik, der dynamischen Anforderungen sowie der Einbindung in das bestehende Automatisierungskonzept. Die Ansteuerung wurde so ausgelegt, dass eine reproduzierbare Übergabe zwischen den Regelbereichen gewährleistet ist.
In enger Abstimmung mit dem Maschinen- bzw. Prüfstandsbauer wurde die Lösung sowohl mechanisch als auch steuerungstechnisch integriert. Besonderes Augenmerk lag auf der sicheren Einbindung in die vorhandene Prozessumgebung sowie auf der guten Wartungszugänglichkeit der Komponenten.
Das Ergebnis
Durch die Kombination aus Gleitschieberventil und Mikroventil konnte eine sehr hohe Regelgenauigkeit erreicht werden. Laut Projektbeschreibung war eine Regelbarkeit im Bereich von 1:1000 realisierbar.
Die Lösung ermöglicht stabile und reproduzierbare Prüfbedingungen im Dauerbetrieb. Schwankungen der Umgebungsbedingungen können gezielt kompensiert werden.
Darüber hinaus führte die frühzeitige technische Abstimmung in der Planungsphase zu einer zügigen Umsetzung. Der strukturierte Integrationsprozess reduzierte Projektaufwand und Abstimmungszeiten.
Mehrwert für Maschinenbauer
- Präzise Feuchteregelung über einen großen Arbeitsbereich
- Reproduzierbare Prüfbedingungen für Entwicklungs- und Testprozesse
- Klare Trennung von Fein- und Grobdosierung
- Gute Integrierbarkeit in bestehende Automatisierungssysteme
- Wartungsfreundliche Ventiltechnik
Diese Lösung ist besonders geeignet für
- Motorenprüfstände
- Fahrzeugprüfstände
- Klima- und Umweltprüfanlagen
- Entwicklungs- und Testeinrichtungen
- Anwendungen mit hoher Regelauflösung
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