Einführung von Ladeluftkühlerschläuchen in Turboladern? | PASSIONHOSE

Einführung des Turboladers

Das Ansaug- und Auslass-Ladeluftkühlersystem eines Automotors mit Turbolader besteht im Allgemeinen aus Luftfiltern, Turboladern, Ladeluftkühlern und Verbindungsrohren sowie weiteren Komponenten.

Die Druckluftleitung muss mit einem Gummischlauch und einem Stahlrohr, einem Gummischlauch und einem Blasrohr oder einem direkt gewellten Blasrohr verbunden werden. Dank der guten Flexibilität und Schwingungsdämpfung des Gummi- oder Wellblasrohrs lassen sich die Leitungsführung und die Montage vereinfachen und die Schwingungsdämpfung des Druckluftleitungssystems deutlich verbessern.

Nachdem die Frischluft durch den Luftfilter gefiltert und vom Turbolader verdichtet wurde, steigt die Temperatur des Gases durch die Kompression erheblich an und erreicht üblicherweise Werte zwischen 150 °C und 200 °C. Bei Motoren mit hohem Ladedruck kann die Gastemperatur jedoch 200 °C überschreiten oder sogar 275 °C und mehr erreichen.

Das Gasmedium wird durch den Ladeluftkühler gekühlt und anschließend auf unter 60 °C abgesenkt, wodurch die Dichte der Frischluft erhöht wird, sodass der Motor mehr Luft ansaugen und mehr Kraftstoff einspritzen kann, um eine vollständigere Verbrennung zu fördern, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen zu reduzieren und die Motorleistung zu verbessern.

Ideen für die Gestaltung und Materialauswahl von Ladeluftkühlerschläuchen

1. Der Ladeluftkühler-Ansaugschlauch ist Temperaturen von bis zu 150 °C bis 275 °C ausgesetzt. Das Material muss daher hervorragende Hoch- und Tieftemperatureigenschaften sowie gute Öl- und Witterungsbeständigkeit aufweisen. Zu den gängigen Kautschukarten zählen Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, EPDM-Kautschuk, Chlorbutylkautschuk, Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk, Fluorsilikonkautschuk und Fluorkautschuk.

2. EPDM-Kautschuk und chlorierter Butylkautschuk eignen sich aufgrund ihrer Eignung für den Langzeiteinsatz bei 120 °C und den Kurzzeiteinsatz bei 150 °C unter den Anforderungen an die Hitzebeständigkeit und Alterungstechnologie des Produkts besser, sind aber offensichtlich nicht für Ladeluftkühler-Ansaugschläuche geeignet. Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk, Fluorsilikonkautschuk und Fluorkautschuk hingegen weisen eine Hochtemperaturbeständigkeit von 150 °C und darüber auf und können daher als Ladeluftkühler-Ansaugschlauch verwendet werden.

3. Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk, Fluorsilikonkautschuk und andere Materialien mit ausgezeichneter Hochtemperaturbeständigkeit sind die einzigen, die keine gute Ölbeständigkeit aufweisen. Silikonkautschuk ist jedoch das günstigste der vier Materialien. Acrylatkautschuk, Fluorsilikonkautschuk und Fluorkautschuk sind etwa 2-, 17- bzw. 6-mal so teuer wie Silikon. Daher bietet die Verwendung von Fluorsilikonkautschuk oder Fluorkautschuk als Gummimaterial im geschlossenen Öl- und Gasabscheidesystem des Ladeluftkühlers keinen Kostenvorteil. Acrylatkautschuk hingegen ist nur bis ca. 175 °C hochtemperaturbeständig und eignet sich daher für Motoren mit geringem Abgasvolumen.

4. Die Modifizierung des Polymermaterials und die gezielte Entwicklung differenzierter Konstruktionen sind sehr effektive Methoden. Hochtemperatur- und kostengünstiges Silikon sowie Fluorsilikonkautschuk mit ausgezeichneter Ölbeständigkeit werden mit Fluorkautschuk gemischt und modifiziert. Dabei wird der Schlauch mit einer ölbeständigen Kautschukschicht ausgekleidet, während die übrigen Teile aus Silikon bestehen und eine „Fluor-Außensilikon“-Struktur aufweisen. So werden die Anforderungen des Motors erfüllt und gleichzeitig die Kosten gesenkt.

Fluorsilikonpolymer (FVMQ, FPM/VMQ oder mit Silikon gemischtes Fluorharz etc.) vereint die hervorragenden Eigenschaften von Silikonkautschuk (VMQ) hinsichtlich hoher und niedriger Temperaturen mit der besseren Ölbeständigkeit von Acrylatkautschuk (AEM). Es löst das Problem der mangelnden Ölbeständigkeit herkömmlicher Silikonschläuche und der unzureichenden Temperaturbeständigkeit von AEM- und ACM-Schläuchen und erfüllt zudem die Anforderungen an neue Polymerprodukte für die immer anspruchsvolleren Einsatzbedingungen von Ladeluftkühler-Einlass- und -Auslassschläuchen in Automobilen.