Wie Zylinderdrucksensoren von Kistler Großmotoren effizienter machen

Winterthur, Dezember 2019 – Kistler entwickelt seine piezoelektrischen Drucksensoren für Großmotoren stetig weiter, um Effizienzsteigerungen und Technologien wie Dual- oder Multi-Fuel-Betrieb zu ermöglichen. Dank innovativer Sensortechnik, kundenspezifischen Anpassungen und einem Lebensdauer-optimierten Design können Leistung und Wirtschaftlichkeit nachhaltig gesteigert werden.

Vor dem Hintergrund strengerer Emissionsrichtlinien für Schiffsantriebe und stationär betriebene Großmotoren kommt der Überwachung des Zylinderdrucks entscheidende Bedeutung zu. Nicht nur lässt sich durch kontinuierliches Monitoring eine Effizienzsteigerung der Motoren erreichen; die Optimierung des Verbrennungsprozesses ermöglicht insbesondere den Betrieb von umweltfreundlicheren, aber auch komplexeren Dual-Fuel-Motoren. Mit Lösungen von Kistler lassen sich pro Jahr und Großmotor bis zu 2 Prozent Treibstoff einsparen – das sind im Durchschnitt etwa 200 Tonnen CO2, mit denen die Umwelt weniger belastet wird.

Neue Sensordesigns für mehr Präzision und Lebensdauer

Der Trend zu höheren Mitteldrücken (MEP – mean effective pressure) führt dabei zu steigenden Anforderungen an die Robustheit der Sensoren, die in hohem Maße Druck, hohen Temperaturen (bis 350°C) und Vibrationen ausgesetzt sind. Kistler entwickelt deshalb neue Sensorarchitekturen, die große Robustheit mit hoher Genauigkeit über die gesamte Lebensdauer vereinen. Mit dem Zylinder­drucksensor 6635A1 haben die Schweizer Messtechnikexperten eine Lösung vorgestellt, die in Viertaktmotoren mit mittlerer Drehzahl zum Einsatz kommt und dank einer Reihe von innovativen Features neue Maßstäbe setzt.

Ressourcen- und kosteneffizienter Langzeitbetrieb

Zylinderdrucksensoren von Kistler sind heute bei Motorherstellern weltweit Teil eines geschlossenen Regelkreises zur Optimierung der Motorleistung im laufenden Betrieb. Der kontinuierlich überwachte Druck in allen Zylindern wird an ein Motorsteuergerät übermittelt, visualisiert und entsprechend nachgeregelt. Diese sogenannte Closed Loop Combustion Control (CLCC) sorgt für eine Optimierung des Verbrennungsprozesses, spart Treibstoff, beugt vorzeitigem Verschleiß teurer Bauteile vor und hilft damit Motorschäden zu vermeiden.

Applikationsspezifisches Know-how

Die simulationsbasierte Entwicklung neuer Sensorkonzepte wird ergänzt durch die enge Zusammenarbeit mit dem Motorhersteller, um die genauen Einbau- und Betriebsbedingungen zu berücksichtigen. Bei neuen Motoren kann so bereits während des Entwicklungsprozesses Einfluss auf wichtige Parameter des Sensors wie Einbauposition im Zylinder, Art der Dichtung und elektrische Komponenten genommen werden.

Eine entscheidende Rolle kommt insbesondere der Validierung der Sensoreigenschaften über die Lebensdauer zu. Hierfür hat Kistler eigene Testverfahren entwickelt, die die Belastung durch Hitze und Vibrationen über mehr als eine Milliarde Druckzyklen nachbilden können. Letzten Aufschluss über die reale Leistungsfähigkeit der Zylinderdrucksensoren für CLCC können jedoch nur Tests am entsprechenden Motor geben.

Ein wichtiges Einsatzfeld für Kistler Zylinderdrucksensoren sind Motorenkraftwerke, die dank CLCC vermehrt mit Dual-Fuel oder sogar Multi-Fuel betrieben werden können – und auch wenn zukünftig Energie vermehrt aus Sonne und Wind erzeugt wird, werden solche Großanlagen eine wesentliche Rolle zur Stabilisierung des Stromnetzes spielen.

Die Vorteile der Lösungen von Kistler auf einen Blick:

• Höchste Verlässlichkeit des Betriebs dank bewährten und hochwertigen Produkten
• Reproduzierbare und hochaufgelöste Zylinderdruckmessung
• Präzises Motorfeedback zur Optimierung der Verbrennung
• Senkung des Kraftstoffverbrauchs
• Reduzierung von Emissionen
• Kundenspezifische Lösungen für jede Anwendung
• Besonders geeignet für Motoren mit flexiblen Kraftstoffoptionen (Multi-Fuel)
• Verminderter Serviceaufwand
• Attraktiver ROI dank langer Lebensdauer der Sensoren