Ver­bor­ge­ner Mikro­kos­mos

Bei der Ent­wick­lung neu­er, fei­ne­rer und noch leis­tungs­fä­hi­ge­rer Fil­ter­me­di­en setzt MANN+HUMMEL auf moderns­te Simu­la­ti­ons­tech­no­lo­gie. Neben com­pu­ter­ge­stütz­ten Ana­ly­sen der Faser­struk­tu­ren, wer­den vir­tu­el­le Model­le ent­wi­ckelt, um wis­sens­ba­siert die Fil­tra­ti­ons­leis­tung für die unter­schied­lichs­ten Anwen­dun­gen zu opti­mie­ren.

Auf dem Moni­tor erschei­nen rie­si­ge zer­klüf­te­te Höh­len, Vor­sprün­ge und Ver­tie­fun­gen. Die Ana­ly­se der hoch­auf­lö­sen­den com­pu­ter­to­mo­gra­phi­schen Auf­nah­men des Fil­ter­me­di­ums ermög­licht dem Ent­wick­ler ein tief­grei­fen­des Ver­ständ­nis der drei­di­men­sio­na­len Faser­struk­tur durch einen ein­zig­ar­ti­gen Ein­blick in die Faser­an­ord­nung sowie Gra­di­en­ten­struk­tur. Mit­hil­fe kom­ple­xer Model­le sowie unter Ein­satz von Hoch­leis­tungs­rech­nern kann die Schmutz­be­la­dung über die Lebens­dau­er des Mate­ri­als simu­liert wer­den. Visua­li­sie­run­gen zei­gen anschau­lich, wo und wie sich die Schmutz­par­ti­kel im Fil­ter­me­di­um ver­tei­len. Dar­aus kön­nen Rück­schlüs­se gezo­gen wer­den, wel­chen Ein­fluss die Struk­turei­gen­schaf­ten des Faser­ma­te­ri­als auf die Fil­tra­ti­ons­leis­tung haben.

Soft­ware vs. Expe­ri­ment

Schon seit Jah­ren arbei­tet MANN+HUMMEL mit Hoch­druck an der Ent­wick­lung und Ver­bes­se­rung von vir­tu­el­len Metho­den zur Cha­rak­te­ri­sie­rung von Fil­ter­me­di­en und hat sich auf die­sem Gebiet einen Wis­sens­vor­sprung ver­schafft. Die Ansprü­che an moder­ne Fil­ter zum Schutz von Motor, Fahr­zeug und Insas­sen wer­den immer höher. Bei der Ent­wick­lung neu­er Fil­ter­me­di­en wer­den daher leis­tungs­star­ke Soft­ware­tools als Ergän­zung zu kon­ven­tio­nel­len Prüf­ver­fah­ren zuneh­mend wich­ti­ger. Wäh­rend frü­her in Pilot­an­la­gen mit Mate­ria­li­en so lan­ge expe­ri­men­tiert wur­de, bis die gewünsch­te Fil­tra­ti­ons­leis­tung erreicht war, arbei­ten die Exper­ten heu­te auch auf Grund­la­ge von com­pu­ter­ge­stütz­ten Ana­ly­sen der Faser­struk­tu­ren. Sie opti­mie­ren die Mate­ria­li­en ziel­ge­rich­tet und wis­sens­ba­siert, unter­stützt durch inno­va­ti­ve Berech­nungs­pro­gram­me.

Vir­tu­el­le Model­lie­rung eines Zel­lu­lo­se­fil­ter­me­di­ums mit anschlie­ßend simu­lier­ter Staub­be­la­dung

Fein­jus­tie­rung bis zum Opti­mum

Anhand der Erkennt­nis­se aus den com­pu­ter­to­mo­gra­phi­schen Auf­nah­men ent­wi­ckeln Simu­la­ti­ons­ex­per­ten vir­tu­el­le para­me­tri­sche Model­le. Die Soft­ware benö­tigt dafür eine Beschrei­bung des Fil­ter­me­di­ums durch cha­rak­te­ris­ti­sche Eigen­schaf­ten wie Faser­durch­mes­ser, Packungs­dich­te und den Auf­bau der Schich­ten. Das so berech­ne­te 3D-Modell ermög­licht dann buch­stäb­lich das Ein­tau­chen in den Mikro­kos­mos des Fil­ter­ma­te­ri­als, des­sen Tau­sends­tel-Mil­li­me­ter-Struk­tu­ren für das blo­ße Auge nicht sicht­bar sind. Der ent­schei­den­de Vor­teil: Die Eigen­schaf­ten des vir­tu­el­len Modells las­sen sich durch Vari­ie­ren der Para­me­ter jeder­zeit ver­än­dern. Für ganz spe­zi­fi­sche Anwen­dungs­zwe­cke kön­nen so Fil­ter­me­di­en­struk­tu­ren mit opti­ma­len Fil­tra­ti­ons­ei­gen­schaf­ten in einer Fein­jus­tie­rung gene­riert wer­den.

Die Opti­mie­rung erfolgt damit nicht empi­risch, son­dern wis­sens­ba­siert auf Grund­la­ge der in der vir­tu­el­len Fil­ter­me­di­en­cha­rak­te­ri­sie­rung erlang­ten Kennt­nis­se. Dadurch kön­nen Ent­wick­lungs­schlei­fen ein­ge­spart und inno­va­ti­ve Lösun­gen für die Zukunft ent­wi­ckelt wer­den.

Loka­le Kom­pe­tenz für Suzu­ki

Saug­roh­re aus dem glo­ba­len MANN+HUMMEL Netz­werk.

Die Fil­ter wer­den immer indi­vi­du­el­ler

Dr. Mar­tin Leh­mann spricht im Inter­view über den Luft­fil­ter der Zukunft. 

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– Hal­le 8, Stand D37