Auslegung und Konstruktion einer Klappenauspuffanlage

Bei Personenkraftwagen mit hohen Motorleistungen muss die Abgasanlage einer kontinuierlichen Überwachung unterliegen. Um einen Hochleistungsmotor standfest auszulegen, ist es daher notwendig die entstehenden Abgase schnell abzuführen, aber dennoch gewünschte Gegendrücke im Abgasstrang aufrechtzuerhalten. Bei der Konstruktion und Auslegung einer Abgasanlage spielt die Straßenverkehrszulassungsordnung (STVZO) eine entscheidende Rolle. Hier muss gewährleistet werden, dass die hohen Volumenströme der Abgase im Katalysator auf die geforderten Emissionswerte gereinigt werden und die Schallemissionen im geforderten Bereich bleiben. Dazu wird in der Praxis auf bewährte Klappenauspuffanlagen zurückgegriffen. Die mechanische Fertigung einer solchen Anlage gehört zum Standard im Automobilbau. Schwierig bei einer solchen Anlage ist die Steuerung und die Möglichkeit der individualisierten Nutzbarkeit der Anlagen. Hierzu gibt es kommerzielle Systeme, die jedoch nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen und auch wirtschaftlich keine lohnenswerten Einsatzmöglichkeiten bieten.

Ziel soll die Konzeption und der Bau eines pilothaften Steuergerätes für eine Klappenauspuffanlage sein. Das Steuergerät wird auf Basis eines Arduino konzeptioniert. Die Hardware besteht aus einem Mikrocontroller mit analogen und digitalen Ein- und Ausgängen. Für die Programmierung wird meist eine C bzw C++ ähnliche Programmiersprache verwendet. Diese Plattform bietet ein weites Einsatzgebiet. Das Steuergerät soll anhand des Staudruckes in der Abgasanlage ein Magnetventil ansteuern, welches eine Klappe im Auspuff öffnet bzw. schließt. Die Betätigung der Klappe wird mittels einer Unterdruckdose gewährleistet. Je nachdem ob das Magnetventil geöffnet oder geschlossen ist, liegt der Unterdruck an der Dose an und verschließt die Auspuffklappe oder der Unterdruck wird abgeschaltet und die Klappe öffnet sich durch Federkraft.

Innovativ soll hierbei die Benutzerschnittstelle werden. Die Steuerung soll für die zukünftigen Digitalisierungsanwendungen im Fahrzeug nutzbar werden. Dabei spielt der Begriff „Internet der Dinge“ eine große Rolle. (IoT- Internet of things).