Kühlerlüfterzarge

Füllung zuerst an der Nabe, Bewegung zuletzt am Rahmen. Eine 524 mm große Zarge aus glasfaserverstärktem PA66 mit ringförmigem Kanal, einer Motornabe und vier Tragarmen, bei der die Durchbiegung des Rahmens und die Ausrichtung von Motor zu Kühler die Bewertung bestimmen.

Anwendung
Fahrzeugkühlung
Werkstoff
PA66 mit 30 Prozent Glasfaser (BASF Ultramid A3WG6)
Methode
3D Fill + Pack + Warp
Schwerpunkt
Durchbiegung des Rahmens und Zusammenflusslage in den Motorarmen
Projekttyp
Interne Demonstrationsstudie
Gesamtverformungsdarstellung der Kühlerlüfterzarge, Maximum 5.225 mm
Gesamtverformung, alle Einflüsse · Maximum 5.225 mm · Interne Demonstrationsstudie

Hält eine große Zarge den Motor nach dem Abkühlen rechtwinklig zum Kühler?

Eine Lüfterzarge muss einen Motor konzentrisch zu einem Kanal halten und beide rechtwinklig zu einem Kühler. Sie ist ein großer, offener Rahmen mit schwerer Mitte, also eine maßlich schwer zu beherrschende Form.

Der 3D-Lauf füllt von einem einzelnen Anspritzpunkt an der Nabenunterseite, sodass die Studie zeigen kann, wo die Kanalquadranten zusammenfließen und wie sich Rahmen und Nabe relativ zueinander bewegen.

524.0 x 430.0 x 60.0 mm, 3 mm Nennwanddicke, 664.461 cm3: 32 Konstruktionselemente, ein ringförmiger Kanal mit Entformungsschrägen, eine Motornabe, vier Tragarme, Rippen und durchbrochene Kühlerbefestigungen.

Ein nachvollziehbares Berechnungsmodell.

Zweistufige Vernetzung: zuerst eine Dual-Domain-Oberfläche, dann ein aus der korrigierten Oberfläche erzeugtes 3D-Tetraedernetz, damit der im Vergleich ermittelte Anspritzknoten in den 3D-Lauf übernommen wird. Die Anschnittlage wurde vor dem Start des 3D-Laufs an abgeglichenen Dual-Domain-Modellen verglichen, ein Anspritzpunkt gegen zwei.

Der 3D-Lauf Fill + Pack + Warp wurde mit einem einzelnen punktförmigen Anspritzpunkt, einer nominellen Füllzeit von einer Sekunde, Umschaltung bei 99 Prozent des Bauteilvolumens und einem Nachdruck bei 80 Prozent des Fülldrucks gerechnet. Jede Darstellung behält ihre ursprüngliche Legende, damit jedes Ergebnis in seinen eigenen Einheiten lesbar bleibt.

Das Ergebnis im Zusammenhang bewerten.

1.052 sKavitätsfüllzeit
71.88 MPaUmschaltdruck
5.225 mmMaximale Gesamtverformung

Die Zarge füllt sich zuerst an der Nabe und endet bei 1.052 s am äußeren Rahmen, bei einem Umschaltdruck von 71.88 MPa. Die Fließfront liegt bei 290.0-297.7 °C, und die Scherspitze, 1667 pro Sekunde im 95. Perzentil, liegt am Anspritzpunkt und nicht entlang der Armwege.

Der wesentliche Zusammenfluss findet in den Kanalquadranten statt. Der Vergleichslauf mit zwei Anspritzpunkten und niedrigerem Druck verlagert diese Zusammenflussstellen stattdessen in die Motorarme, was ein Tausch und keine Verbesserung ist.

Die Gesamtverformung erreicht am äußeren Rahmen 5.225 mm bei einem Bereich von 8.338 mm senkrecht zur Ebene: Motornabe und umlaufender Rahmen bewegen sich unterschiedlich. Gegenüber einer Ausgleichsebene trägt der Rahmen weiterhin eine Restabweichung von 6.959 mm.

Von den Ergebnissen zur Umsetzung.

Trennen Sie die thermische Masse am Befestigungsübergang von den Einfallstellen an Nabe und Dom; das sind verschiedene Fehlermechanismen an verschiedenen Orten.

Definieren Sie Grenzwerte für die Ausrichtung von Motor zu Kühler und Formanforderungen an den Kanalrand und rechnen Sie anschließend mit modelliertem Anguss- und Kühlsystem dagegen neu.

Grenzen der Studie

  • Interne Demonstrationsstudie an einer eigenen Konstruktion; weder ein Kundenprojekt noch ein Abgleich mit einem physischen Versuch wird behauptet.
  • Dies sind Simulationsergebnisse, keine gemessenen Produktionskennwerte.
  • Eigene Lehrgeometrie; kein OEM-Anforderungssatz und keine Qualifizierung als Zulieferleistung.
  • Idealer Punktanspritzpunkt: Verluste in Anschnitt, Verteiler, Anguss und Düse sind ausgeschlossen.
  • Gleichmäßige Werkzeugtemperatur; Kühlkreisläufe und Werkzeugblöcke sind nicht modelliert.
  • Der Verzug wird auf einem zweischichtig zusammengefassten Netz gerechnet (Solver-Warnung 201412); die Netzempfindlichkeit an dicken Übergängen bleibt offen.
  • Ohne definierte funktionale Anforderungen wird keine Aussage über Maß-, Sicht- oder Dichtfreigabe getroffen.

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