Motor-Doctors

„Da wird der Motor wirklich gefordert“, sagt der für Motorenqualität zuständige Qualitätsingenieur Thomas Gabmayer ehrfürchtig, wenn er vom COP-Test spricht. COP steht für Conformity of Production und bezieht sich darauf, dass diesen Test nur jeder tausendste Motor – bezogen auf die Zahl der voraussichtlich verkauften Fahrzeuge – durchläuft.

Es ist ein Härtetest der ganz besonderen Art. Der Motor muss 42 Stunden lang beweisen, dass er selbst extremsten Fahrsituationen gewachsen ist.  Mit extrem hohen Drehzahlen. Und Extra-Peaks nach zehn Stunden und dann noch einmal nach dreißig Stunden: da wird eine „Volllastkurve“ gefahren – mit komplett geöffneter Drosselklappe über das gesamte Drehzahl-Spektrum. Sogar die komplette fahrzeugspezifische Ansaugstrecke wird hier angeschlossen, um eine völlig realitätsnahe Simulation zu erreichen.

Alle zum Betrieb des Motors notwendigen Sensoren und Aktoren des Motors werden bei den COP-Tests in Diagrammen aufgezeichnet, die wiederum untereinander verglichen werden. Die Werte der zweiten „Volllastkurve“ sollten jenen der ersten entsprechen.  Außerdem werden die Werte mit empirisch erhobenen Daten verglichen. Und schließlich gibt es in Rüsselsheim einen „Referenzmotor“, dessen Werte behördlich abgenommen wurden. Ähnlich dem Nullmeridian in Greenwich in England.

Nicht genug mit den rabiaten Prüfstands-Tests. Nach der 42-Stunden-Tortur wird der Motor auch noch von Gabmayer’s Team zerlegt und die Einzelteile nach Prüfplan vermessen. Und natürlich werden die Prüfprotokolle der gesamten Tests sowohl in Wien-Aspern als auch in Rüsselsheim hinterlegt; und liegen somit jederzeit für ISO-Audits bereit.

Beim Zerlegen des Motors (Fritz Zohar)

Beim Zerlegen des Motors (Fritz Zohar).


 

2016 durchliefen in Wien-Aspern 37 Motoren COP-Tests. 2017 werden es 44 Motoren sein.

 


So sieht ein zerlegter Motor aus.


Motor-Prüfstand 5201 verkleinert

Jetzt kommt der Motor in den Prüfstand (Wolfgang Grünauer).

Motor-Prüfstand 5209 verkleinert

Vor der Motorprüfstands-Steuerung (Wolfgang Grünauer).

Mit gezündetem Motor

In einer Reihe mit dem COP-Teststand stehen zwei weitere Heißprüfstände, auf denen die Motoren gezündet und in Echtbetrieb getestet werden. Auf diesen beiden Heißprüfständen werden ~0,6 % der Jahresproduktion getestet. „Das waren 2016 rund 3.200“, fügt Thomas Gabmayer hinzu.

Außerdem dienen diese Prüfstände dazu Motoren zu testen, bei denen im Endfunktionstest (EFT) Mängel erkannt wurden. „Seit ich bei Opel arbeite – etwa seit sechs Jahren – ist das nie vorgekommen“, sagt der Qualitätsingenieur. „Allfällige Probleme werden bei uns immer schon am EFT erkannt und noch in der Produktion behoben.“

Auf den „normalen“ Heißprüfständen dauern die Tests etwa zwanzig Minuten inklusive Auf- und Abrüsten – die Motoren müssen ja mit diversen elektronischen Anschlüssen (20 Steckverbindungen), sowie mit Wasser (5 Anschlüsse), Benzin (2 Anschlüsse), zwei Ladedruckschläuchen für den Ladeluftkühler (nur bei Turbo-Motoren), der Ansaugstrecke mit Luftfilter und der Ölkupplung für Öldruck und Auspuff verbunden werden. Denn der Motor soll im Echtbetrieb, als ob er wirklich in einem Auto wäre, geprüft werden. Die tatsächliche Prüfzeit umfasst dann etwa acht Minuten. In dieser Zeit startet und bremst der Generator des Prüfstands den Motor nach einem in Aspern erstellten, ausgeklügelten Prüfprogramm. Hinter diesem stehen nicht nur die vom Prüfstands-Hersteller vorgegebene Software, sondern auch eine vom Opel-Entwicklungszentrum in Rüsselsheim programmierte Fahrzeugsimulation. Alle Messdaten werden akribisch aufgezeichnet – Drehzahl, Drehmoment, Ventilverstellung, Luft- und Wassertemperatur, Luftfeuchtigkeit, Stellungssignale usw. – und mit Referenzdaten verglichen.

Bei Unregelmäßigkeiten wird der Motor auch noch zerlegt und näher analysiert; in der Werkstatt neben den Prüfständen.


Heiß-kalt-Programm

Damit die Motoren im COP-Test und auf den anderen Heißprüfständen gezündet getestet werden können, sind aufwändige Beheizungs- und Kühlungsvorrichtungen notwendig: Im Stockwerk oberhalb der Prüfstände gibt es eine Klimaanlage (abgesehen von Steuerung und Schaltschränken), die sommers wie winters die Ansaugtemperatur und die Temperatur der Klimakammer auf etwa 25oC hält.

Im Keller unter den Prüfständen befindet sich eine Kühlanlage, um das Kühlwasser auf einer gleichmäßigen Temperatur von etwa 80oC zu halten. Damit schlussendlich die Motoren in den Prüfständen bei der für sie geeigneten Betriebstemperatur von 90oC bis 100oC laufen können.

Klimaanlage für die Motorprüfstände.


Motorprüfstands-Spezialisten (v.l.n.r.): Peter Türk, Thomas Gabmayer, Fritz Zohar

Motorprüfstands-Spezialisten (v.l.n.r.): Peter Türk, Thomas Gabmayer, Fritz Zohar.

Blick auf die Steuerungsübersicht neben der Klimaanlage

Blick auf die Steuerungsübersicht neben der Klimaanlage.

Kalttests

Die vier Endfunktionstests am Ende des Motormontage-Bands muten im Vergleich mit den Heißtests fast einfach an: Hier wird jeder im Werk Aspern gefertigte Motor rund 42 Sekunden lang automatisiert getestet. Ohne den Motor zu zünden. Also in kaltem Zustand. Dabei werden alle Sensoren und Aktoren des Motors auf Herz und Nieren überprüft. In Summe werden an den Endfunktionstests rund 300 verschieden Parameter wie Zündfunktion, Vibrationen im Kopf oder am Block, Öldruck, das komplette Ansaug- und Abgassystem, die Ventilstellung, die Drosselklappe und das Drehmoment jedes Motors aufgezeichnet und überprüft.

Angesichts all dieser Prüfvorkehrungen ist es kein Wunder, dass Asperner Motoren bei Qualitätswerten hervorragend abschneiden. „assy ppm“ ist der Wert, der für die unmittelbare Kundenzufriedenheit steht. Er nennt die Anzahl der Fehler im Verhältnis zu den gelieferten Produkten; und zwar ppm/parts per million, also bezogen auf eine Million Produkte.  Quality Manager Gerhard Hintermeier sagt dazu: „Das aktuelle Ziel lautet 25 ppm. Wir haben das im Jahr 2016 unterboten.“

 


COP-Test-Prüfstand

COP = Conformity of Production

Testfrequenz: 1 Motor je 10.000 verkauften Fahrzeugen

Daten der Maschine:

Drehzahl:        max. 6.400 U/min

Drehmoment:   max. 250 Nm Zug und Schub

Kühlwasser:     80°C vorgewärmt mit 60-80 l/min Durchflussmenge

Kraftstoff:       40 l/h Durchflussmenge

Pneumatik:      1,5 Nm³/h (Normkubikmeter) Verbrauch bei 6 bar

Elektrik:         Anschlusswert 160 kVA, Nennbetriebsstrom 300 A

Messzeit: insgesamt 60 Stunden: davon 2 Stunden Vorbereitungen (Heißtest, Motor auslitern, Kompression prüfen und aufrüsten); reine Messzeit 42 Stunden (10 Stunden Dauerlauf, 1 Stunde Vollastkurve, 30 Stunden Dauerlauf, 1 Stunde Volllastkurve); 16 Stunden für Abrüsten, Zerlegen, Reinigen und Teile vermessen

Aufgezeichnete Parameter: 44 verschiedene Parameter: Drehzahl, Drücke (Luft-, Ansaug-, Abgasgegendruck …), Drehmoment, Ventilverstellung, Temperaturen (Kühlwasser, Ansaug- , Lade- , Umgebungsluft …), Lambdawert, Wastegatestellung, Gaspedalstellung, spezifischer Kraftstoffverbrauch

Heißtest-Prüfstände

Testfrequenz: ~0,6 % der Jahresproduktion werden bei Opel Wien auf zwei Heiß-Prüfständen getestet; im Jahr 2016 waren das ca. 3.200 Motoren

Daten der Maschine:

Drehzahl:        max. 6.400 U/min

Drehmoment:   max. 250 Nm Zug und Schub

Kühlwasser:     80°C vorgewärmt mit 60-80 l/min Durchflussmenge

Kraftstoff:       40 l/h Durchflussmenge

Pneumatik:      1,5 Nm³/h (Normkubikmeter) Verbrauch bei 6 bar

Elektrik:         Anschlusswert 160 kVA, Nennbetriebsstrom 300 A

Messzeit: 20 Minuten (inkl. Auf- und Abrüsten); reine Messzeit: ca. 8 Minuten

Aufgezeichnete Parameter: 44 verschiedene Parameter: Drehzahl, Drücke (Luft-, Ansaug-, Abgasgegendruck, …), Drehmoment, Ventilverstellung, Temperaturen (Kühlwasser, Ansaug- , Lade- , Umgebungsluft, …), Lambdawert, Wastegatestellung, Gaspedalstellung, spezifischer Kraftstoffverbrauch


Endfunktionstest

Testfrequenz: am Ende der Motormontage durchläuft jeder Motor einen der vier Endfunktionstests

Messzeit: ca. 70 Sekunden (inkl. Auf- und Abrüsten)

Aufgezeichnete Parameter: 300 verschiedene Parameter: Zündfunktion, Vibrationen im Kopf oder am Block, Öldruck, das komplette Ansaug- und Abgassystem, die Ventilstellung, die Drosselklappe, Drehmoment

 

Text: Kristin Engelhardt, Fotos: Helga Mayer