Modine und BorgWarner Kühlpaket als Beziehungskiste

Wärmeübertragung macht nicht vor Zuständigkeiten halt, Luftströme kennen keine Firmengrenzen, Air-Flow-Management ist unteilbar. Daher entwickeln BorgWarner und Modine zusammen integrierte Module.

In einer guten Beziehung profitieren beide Seiten. Paradebeispiel dafür ist die strategische Zusammenarbeit des Lüfterherstellers BorgWarner und des Unternehmens Modine, mit rund 8 000 Mitarbeitern einer der größten Kühler- und Klimatechnikzulieferer weltweit. Die Kooperation hat sich bereits bei mehreren Entwicklungsprojekten für die Euro-6-Motorengeneration bewährt. „Auch auf Komponentenebene kommen wir uns nicht ins Gehege“, freut sich Ralf Beck, einer der Initiatoren und bei Modine Europe verantwortlich für die Antriebsstrangkühlung.

Beispielsweise erfordert die Auslegung von Kühlmodulen, Ventilatoren, Kühlmittelpumpen und Steuerungen eine intensive Abstimmung. So kann ein spezielles Lüfterdesign von BorgWarner zwar größere Luftmengendurchsätze auch schon bei geringeren Antriebsdrehzahlen ermöglichen. „Ob dies aber die optimale Lösung ist, entscheidet sich erst an den Parametern des gesamten Kühlsystems“, erläutert Dr. Jörg Soldner. Er ist für die Anwendungsentwicklung der Antriebsstrangkühlung Nutzfahrzeuge bei Modine Europe verantwortlich und freut sich, dass er jetzt auch von BorgWarner die Systemparameter auf den Schreibtisch bekommt.

„Kühlleistung verbessert sich um fast drei Grad Celsius“

„Spätestens ab Euro 6 müssen wir alle Register ziehen“, weiß auch Frank Michael Haase. Er ist Vorentwickler für das Airflow-Management bei BorgWarner. Bis dahin genüge es noch, die Lüfterdrehzahlen und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, etwa durch ein effizienteres Kühlernetz. Euro 6 erfordert nach seiner Ansicht zudem die volle Regelung von Ventilator und Kühlmittelpumpe zusätzlich zu den effizientesten Kühlsystemen und das ginge nur im Firmenverbund.

So sei allein der geometrische Abstand zwischen Kühlernetz und Lüfter entscheidend für den Wirkungsgrad des gesamten Systems. „Nimmt dieser in einem bestimmten Korridor um rund 50 Millimeter zu, so verbessert sich die Kühlleistung um fast drei Grad Celsius“, weiß Haase. Packageoptimierung steht daher im Fokus beider Firmen.

Dies gilt besonders für Geometrieparameter wie den Lüfterdurchmesser im Vergleich zur Frontfläche des Kühlers. Nur eine optimale Relation beider Überdeckungsflächen sichert den maximalen Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Um die nächst höhere Emissionsnorm zu erfüllen, muss man den Arbeitspunkt des Gesamtkühlsystems verlagern. „Dabei steigen Temperaturen und Drücke von den im System bewegten Medien, also Ladeluft und Kühlmittel“, erklärt Haase.

Synergien auch bei der Nutzung der Prüfstände

Auf Simulationsebene wurde die Kooperation der Unternehmen am schnellsten Realität: Die Entwickler greifen bei der Strömungssimulation von Luft und Kühlflüssigkeit auf eine gemeinsame Datenbank mit kalibrierten Produktdaten und Prüfergebnissen zurück. Synergien gibt es auch bei der Nutzung der Prüfstände: So kann BorgWarner spezielle Routenprofile unter Berücksichtigung des Kraftstoffverbrauchs auf einem hauseigenen Dynamometer abfahren. Die Fahrtwinddurchströmung des Motorraumes wird dabei entsprechend mitgeführt. Die Last wird direkt auf die Kardanwelle beaufschlagt. Modine arbeitet hingegen auf einem Rollenprüfstand in einem Klimawindkanal, der die Umströmung des gesamten Fahrzeugs wirklichkeitsgetreu abbildet.

„Zudem hat BorgWarner in neuen Märkten wie Indien und Russland bessere Vertriebskontakte als wir. Das gleichen wir dann in anderen Regionen wieder aus. Letztendlich geht es aber dem Kunden überall darum, den eigenen Steuerungsaufwand und die Schnittstellen zu reduzieren. Und da bieten wir mit der Kooperation mehr als die Summe der Teile“, resümiert Modine-Entwickler Beck.

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