Komplexe Testaufgaben erfordern tiefes Systemverständnis

Bei der Entwicklung eines Testsystems geht es zunächst darum, sich sehr intensiv mit der Testaufgabe des Kunden auseinanderzusetzen. Egal, ob SMART das System komplett liefert, oder weitere Dienstleister mit im Boot sind: Wir wollen die Aufgabe bis ins letzte Detail durchdringen. Denn für die optimale Testlösung sind alle Details wichtig, auch wenn es auf den ersten Blick nicht so scheint. Aktuell machen wir diese Erfahrung bei der Entwicklung eines Teststandes für Dosierkomponenten, die für die Harnstoffeinspritzung bei modernen Dieselfahrzeugen zuständig sind.

Die Einspritzgeräte sitzen in der Abgasanlage direkt hinter dem Dieselpartikelfilter und spritzen eine Harnstoff-Wasser-Lösung in die Abgase. Bei Minusgraden frieren die Leitungen und im Extremfall sogar die beiden Hauptkomponenten regelmäßig ein. Das darf das System auf Dauer nicht schädigen. Es muss so gebaut sein, dass es auch nach zig Einfrierzyklen noch innerhalb der Toleranzen einspritzt.

Klimakammer bietet Platz für 12 Prüflinge

Um zu testen, ob die Komponenten diese Anforderungen erfüllen, baut SMART derzeit in enger Zusammenarbeit mit einem Kunden ein System, das zum einen die komplette Prüflingsbedienung übernimmt – also  die Harnstoff-Pumpen und -Dosiereinheiten bedient, und zum anderen eine große begehbare Klimakammer von außen steuert. Durch die Klimakammer läuft ein großer Luftschacht, durch den Heißluft strömt und an dem 12 Prüflinge angebracht werden können. Der Schacht simuliert den Abgasstrang.

Während der Dauererprobung durchläuft die Klimakammer immer wieder einen dreistufigen Prozess: Von Raumtemperatur geht es runter auf -40 ° Celsius, so dass die Komponenten einfrieren, dann bleibt die Temperatur auf diesem Niveau, so dass sie durchfrieren und schließlich werden sie wieder aufgetaut. Unser Testsystem gaukelt den Prüflingen vor, sie seien im Fahrzeug eingebaut und fragt laufend den Zustand der einzelnen Prüflinge ab. Zudem misst es an diversen Punkten des Gesamtsystems die aktuellen Temperaturen und loggt die Daten mit.

Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse adressiert Risiken

Schon bei den ersten Gesprächen mit dem Kunden und dem Lieferanten der Klimakammer wurde klar, dass das Thema Sicherheit bei der Entwicklung des Systems eine entscheidende Rolle spielt. Um Gefahren für Leib und Leben und deren Ursachen möglichst umfassend aufzudecken, gilt es die richtigen Fragen zu stellen:

Was passiert, wenn nur elf Prüflinge aufgeschraubt sind, 400°C heiße Luft durch den Luftschacht strömt und am nicht belegten Prüflingsplatz austritt? Wie kann man in diesem Fall verhindern, dass ein Mensch, der sich in der Klimakammer aufhält, zu Schaden kommt?

Wie heiß oder kalt können die Oberflächen werden? Was passiert, wenn ein Zuleitungsschlauch porös wird und Harnstoff-Wasser-Lösung auf den Boden läuft und einfriert?

Was passiert, wenn im laufenden Betrieb die Tür geöffnet und geschlossen wird? Was bei einem Stromausfall und was, wenn der Strom dann wieder da ist?

Im Rahmen einer umfassenden Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) spielen wir derzeit zusammen mit unserem Kunden und dem Lieferanten der Klimakammer all diese Szenarien und viele mehr durch, um die notwendigen Fehlerbetriebsstrategien zu entwickeln und das Testsystem um die dafür erforderlichen zusätzlichen Schalter, Sensoren und Software zu erweitern. Unsere Stärke dabei ist unser großes Systemverständnis. Mehr zum Projekt können wir hoffentlich berichten, wenn es abgeschlossen ist. Das wird im Laufe des Jahres der Fall sein.