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Wie machen wir... Elektronik?

14.06.2013 | Text: Lucie Maluck | Bilder: Robert Hack

Elektronik

Was macht einen guten Motor aus? Ein möglichst hoher Einspritzdruck? Exakt gefertigte und konstruierte Bauteile? Eine rußarme Verbrennung? Alles, aber das eigentlich entscheidende ist das Zusammenspiel all dieser Komponenten. Dieses zu steuern und überwachen ist eine entscheidende Technologie bei Motoren. Die Motorsteuerung ist das Gehirn des Motors, das wichtige Systeme wie Einspritzung, Aufladung oder Abgasrückführung steuert. Damit ist sie so entscheidend, dass MTU sie nicht von Zulieferern kauft, sondern im eigenen Haus entwickelt und fertigt.

Ein klimatisierter Raum, Mitarbeiter in weißen Kitteln und ein leises Surren. Stellt man sich so die Fertigungshallen eines Motorenherstellers vor? Klingt eher nach Zahnarztpraxis. Doch dieser sterile große Raum ist das MTU-Elektronikcenter. Hier klickt und klackert es leise in einem großen weißen Roboter. Ein Bestückungsautomat setzt kleine, gerade mal fünf Milligramm leichte Bauteile wie Kondensatoren, Widerstände oder Dioden auf den Mikrometer genau auf eine Leiterplatte. Je nach Steuerung sind es 1.500 bis 2.000 Teile, die über große Rollen auf die Leiterplatte gesetzt und dann festgelötet werden. Vollautomatisch wird so innerhalb weniger Minuten aus einer schlichten grünen Platte eine fast fertige Leiterplatte.

Doch ganz fertig ist sie noch nicht: Sie wird noch geröntgt und Mitarbeiter stecken einige größere Bauteile per Hand auf die Platte. Auch die anschließende visuelle Prüfung ist ein fester Bestandteil des Fertigungsprozesses. Jedes der noch nicht einmal stecknadelkopf-großen Bauteile muss fest an der richtigen Stelle sitzen. „Im harten Alltag eines Dieselmotors muss alles automatisch laufen, da müssen wir uns drauf verlassen, dass die Steuerung läuft“, erklärt Heinrich Dageförde, der die Fertigung von MTU-Steuerungen leitet.

IFrame

Kleines Signal, große Wirkung

Ein Beispiel: Der Fahrer eines Muldenkippers möchte schneller fahren. Dazu drückt er aufs Gaspedal – wohl ohne zu wissen, welche komplexen elektronischen Prozesse er damit auslöst. Der Prozessor – das Herzstück eines jeden Steuergerätes – liest die Fahrpedalposition über einen Messkanal ein. Mehr Gas bedeutet für den Prozessor: Es muss mehr Kraftstoff und gleichzeitig mehr Luft in den Zylinder gelangen. Außerdem muss der Prozessor den Kraftstoffdruck erhöhen, damit der Kraftstoff besser zerstäubt. Er berechnet also die genaue Menge des Kraftstoß, der in den Brennraum eingespritzt werden muss, erhöht die Zeiten, in denen die Injektoren zum Einspritzen geöffnet sind und öffnet die Luftklappen. Da bei modernen MTU-Motoren immer auch eine bestimmte Menge Abgas dem Kraftstoff-Luft- Gemisch beigefügt wird, um die Stickoxidemissionen zu minimieren, berechnet der Prozessor mit Hilfe der Daten von Sensoren im Ladeluftrohr zudem, wie viel Gas im Brennraum benötigt wird. Diese Information gibt er über einen Datenbus an die Aktuatoren weiter. Diese setzen die elektrischen Signale des Prozessors in mechanische Bewegung um. In diesem Fall bewegen sie die Luft- und Gasklappen und verlängern die Bestromung der Einspritzventile.

Wie in einer Zahnarztpraxis

Ein komplexer Vorgang. Und er zeigt nur einen Bruchteil der Parameter, die der Prozessor regeln muss. Bis zu 60.000 Einstellwerte muss er verarbeiten. Die Software dafür entwickeln MTU- Mitarbeiter. Sie schreiben Regelalgorithmen, die berechnen, wie der Motor auf die Signale der Sensoren reagieren muss. Und damit diese Signale von den einzelnen kleinen Bauteilen richtig aufgenommen und weitergeleitet werden, wird beim Fertigen auf jedes Detail geachtet. Der Bestückungsautomat steht in einem auf 22 Grad Celsius klimatisierten Raum, in dem alle Mitarbeiter weiße Kittel tragen – wie in einer Zahnarztpraxis. Doch in den Kitteln sind spezielle Metallfasern. Denn die kleinen Bauelemente sind elektrostatisch empfindlich. So empfindlich, dass auch der Raum mit einem speziellen Bodenbelag ausgestattet ist, um zu verhindern, dass sich die Bauteile elektrisch aufladen. Ganz schön komplex, so eine Steuerung. Ob der Muldenkipperfahrer wohl daran denkt, wenn er aufs Gas drückt?

Der Inhalt der Beiträge entspricht dem Stand zum jeweiligen Erscheinungsdatum. Sie werden nicht aktualisiert. Weitergehende Entwicklungen sind deshalb nicht berücksichtigt.

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