Глубоко скрытые и в основном незамеченные топливные баки существуют. Они являются важной функцией безопасности в автомобилях, к которым предъявляются все более строгие технические требования. Кроме того, законодатели регулярно ужесточают нормы выбросов для автомобилей, что повышает требования ко всей подаче топлива. Центральной отправной точкой для оптимизации являются танки - для транспортных средств на массовом рынке, а также для гоночных автомобилей. Porsche впервые использует специальные напорные баки в своем нынешнем гибридном спортивном автомобиле 918 Spyder. Чтобы проверить рабочие нагрузки этих новых типов топливных баков, Институт Фраунгофера по долговечности и надежности системы LBF исследовал резервуары под циклическим внутренним давлением. Из-за значительного объема в 87 литров и низкого испытательного давления институт расширил свои испытательные мощности и разработал новую концепцию испытаний, которая была успешно использована при валидации резервуаров под давлением.
Имитация влияния окружающей среды
Для испытаний на усталость исследователи Fraunhofer LBF разработали очень гибкую концепцию испытаний, которая, с одной стороны, очень изменчива в объемах, которые необходимо исследовать, независимо от наполнителя. С другой стороны, тестовые давления до ± 500 гектопаскалей могут быть установлены относительно давления окружающей среды, и, таким образом, могут создаваться как положительные, так и отрицательные давления. Подключив внешние климатические камеры к испытательному помещению, можно смоделировать дополнительные воздействия окружающей среды, такие как температура, чтобы индивидуально отобразить диапазон использования резервуара.
Из-за часто сложной ситуации установки топливных баков и для наиболее реалистичных возможных испытаний, изолированная испытательная камера имеет объем два кубических метра. «Благодаря этому испытательному оборудованию, которое специально предназначено для потребностей клиентов, Fraunhofer LBF может сопровождать процесс проектирования производителей параллельно с испытаниями, а полученные знания могут напрямую влиять на подходы численного проектирования», - объясняет Даниэль Хофферберт, отвечающий за новую концепцию испытаний в Fraunhofer LBF. Там, где ранее были возможны тестовые объемы в диапазоне нескольких миллилитров при давлениях до 500 бар, в институте появилась новая область применения с давлением до ± 500 гектопаскалей для компонентов большого объема благодаря новой испытательной установке.
Сборки также можно проверить
В тестовой среде как отдельные компоненты, так и более крупные компоненты, объединенные в единое целое, могут циклически проверяться с наложенным температурным профилем с автоматическим тестированием давления и контролем уровня. Частью теста является также мониторинг областей с высоким напряжением с использованием тензодатчиков. Таким образом, можно измерить локальные напряжения и обнаружить возможный отказ.
Fraunhofer LBF провел испытание эксплуатационной нагрузки на напорных баках на основе спецификации испытаний, предоставленной Porsche AG при комнатной температуре и повышенной температуре при циклическом внутреннем давлении в оригинальном монококе от производителя. Стефан Ризер (Stefan Rieser), разработчик технологии цельных материалов для автомобилей в Porsche, в восторге от технологии испытаний, которая была специально внедрена на Fraunhofer LBF. «Топливный бак в Porsche 918 Spyder был успешно проверен. Кроме того, знания, полученные в ходе испытаний на испытательном стенде, могут быть перенесены на другие модели транспортных средств и, таким образом, могут сократить время разработки ». (Jv)