ISBN 978-3-86853-895-3

978-3-86853-895-3, Reihe Ingenieurwissenschaften

David Schepers
Qualitätssicherungsverfahren für piezoelektrisch angetriebene Kfz-Kraftstoffinjektoren

163 Seiten, Dissertation Bergische Universität Wuppertal (2010), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Unter dem Druck der Emissionsgesetzgebung mit strengen Grenzwerten sowie den Kundenansprüchen hinsichtlich der Kraftstoff-Verbrauchswerte und des Drehmoment-Drehzahl-Verhaltens wurde mit den piezoelektrisch angetriebenen Injektoren eine neue Einspritztechnologie für Diesel-Motoren in den Markt eingeführt. Diese Piezoinjektoren ermöglichen als Schlüsselkomponente in modernen Direkteinspritzsystemen höchste Einspritzdrücke bis 2050 bar, Mehrfacheinspritzung im gesamten Kennlinienfeld sowie die präzise Kraftstoffdosierung, womit die Ansprüche des Gesetzgebers und der Kunden befriedigt werden können. Die entscheidenden Vorteile der Piezo-Technik können nur über den gesamten Lebenszyklus des Injektors garantiert werden, wenn auch die Einspritzmenge konstant gehalten wird. Daraus ergibt sich, dass der Piezoaktor als Antriebselement des Injektors in der Großserienfertigung hinsichtlich höchster Präzision und Ausfallsicherheit prozesssicher beherrschbar sein muss. An dieser Stelle setzt die vorliegende Arbeit an. Als Grundlage für ein robustes Einspritzsystem wird ein an der Hochschule Bochum durchgeführtes Forschungsprojekt zur Entwicklung eines wissenschaftlich abgesicherten Qualitätssicherungsverfahrens für Piezoaktoren beschrieben. Dazu werden in der Dissertation Möglichkeiten zur Charakterisierung der Aktoren im Großsignalbereich untersucht. Mit Hilfe von Lebensdauertests soll das Maß der Degradierung dieser Aktor-Großsignaleigenschaften ermittelt werden. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zur beschleunigten Alterung und zur künstlichen Initiierung von Aktorschäden definiert. Mit dem zerstörungsfreien Verfahren der Impedanzspektroskopie wird die Möglichkeit zur Detektion unterschiedlicher Aktorschäden unter Zuhilfenahme statistischer Methoden erforscht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden abschließend auf geeignete Art und Weise in ein produktionsbegleitendes Qualitätssicherungsverfahren zur Früherkennung von Aktorschäden integriert.