Völlig variable Ventilverstellung
– Timing und Hub – für einen Kleinmotor zur praktischen
Unterweisung.
Ein seit vielen Jahren bekannter 4-Takt Motor für
das Praktikum wurde mit einer piezo-pneumatischen Ventilverstellung versehen.
Die Ansteuerung wird am PC mit Mausschiebern während des Laufs verstellt.
Der Motor ist in einen Prüfstand eingebettet, dessen Steuerung, Messdatenerfassung
und –Darstellung vollständig über einen PC erfolgt. Die
Echtzeit- Datenerfassung beinhaltet auch das permanente Indizieren mit
Darstellung im P/V- oder P/α-Diagramm mit Berechnung des mittleren
indizierten Druckes.
Abbildung 1
1. Der Motor
Der
Grundmotor ist ein 1-Zylinder mit einem Hubraum von 70 ccm und einer Verdichtung
von 1:4. Der Zylinder ist aus Glas. Der Kolben läuft trocken. Die Pleuellager
sind ebenfalls trocken laufende Nadellager. Das Kurbel-gehäuse ist
offen einsehbar.
Die Betriebs-Drehzahlen liegen zwischen 350 und 2500 Upm. Die hängenden
Ventile werden direkt durch übergestülpte Pneumatikkolben betätigt
(Abbildung 1). Die Hilfsluftsteuerung erfolgt durch Piezoaktoren. Die hohe
Luftleistung dieser ultraschnellen Wegeventile sind der eigentliche Grund
für den erfolgreichen Betrieb dieses Verfahrens.
Die Gemischbildung wird durch eine Einspritzung erzielt. Sie arbeitet mit
einem Einhub frei wählbarer Höhe, der ebenfalls von einem Piezoaktor
ausgeführt wird.
Die Teillastregelung erfolgt zwar vorwiegend über die Ventilverstellung
(frühes oder spätes Einlassventil schließen), jedoch kann
eine Drosselstellung eingestellt werden zum Vergleich.
Durch Minderung des Hilfsluftdruckes
von 2,8 bis hinunter auf 2,0 bar wird der Ventilhub verringert und damit
der Zeit- Querschnitt. Die elektronische Zündung ist bzgl. Zeitpunkt
und Schließwinkel völlig frei über einen Mausschieber einstellbar.
Die obere Partie des Bildschirms ist der Steuerung vorbehalten (Abbildung
2). Dazu gehören des weiteren der Folgeschalter Aus-Drehen-Zünden-Einspritzen
sowie der Drehzahlschieber.
Der Motor benötigt ein dichtes Feld von Kennpunkten für alle Betriebsbedingungen.
Diese werden im Praktikum erarbeitet und als Datei abgelegt. Mit dem Aufruf
so einer Datei wird der Motor einschließlich der Drehzahl unmittelbar
in diesen Betriebspunkt gefahren. Die beiden Schalter für Übergabe
in Datei und Aufruf aus Kennpunktdatei sind ebenfalls im Steuerteil des
Bildschirms (Abbildung 2).
Abbildung 2
2. Der Prüfstand
Wesentlicher Teil des Prüfstands ist der
direkt gekoppelte Elektro-Motor/Generator. Eine besondere elastische Kupplung
beherrscht die sehr ungleichförmige Kraftübertragung des Einzylinders.
Der Motor-Generator ist pendelnd gelagert und hat eine Momentstütze,
die mit einem Kraftsensor versehen ist. Der E-Motor beherrscht den Verbrennungsmotor.
Über den Drehzahlschieber wird eine Drehzahl eingestellt, bei der der
Verbrennungsmotor Leistung aufnimmt oder abgibt. Der Motor benötigt
eine zusätzliche Kolbenkühlung durch einen Luftstrahl ähnlich
einer Kolbenkühlung mit Spritzöl. Diese wird vom Prüfstand
automatisch ausgesteuert abhängig von der Abgastemperatur und der abgegebenen
Leistung. Die Abgasanlage enthält auch einen Katalysator. Die Abgase
werden durch ein Gebläse und eine Rohr- und Schlauchleitung weggeleitet.
3. Die Messeinrichtung
Moment
Kraftsensor an der Pendelstütze
Drehzahl
Inkrementgeber auf der Kurbelwelle
Kraftstoffverbrauch
Direkt bekannt durch den Hub der Einspritzung
Abgastemperatur
Thermoelement im Abgasstutzen
λ-Sondenspannung
λ-Sonde im Abgasstutzen
Ansaugluftmenge
Blenden Druckmessung im Ansaugstutzen
Indiz. Zylinderdruck
Gekühlter Geber am Zylinderkopf
Trigger
Impulsgeber 100 Imp. und OT auf der Kurbelwelle
Kolbenhub
Rechengröße bekannt durch die Impuls
Gradzahl
Die Datenverarbeitung ermittelt rollierend 40 Werte aller
äußeren Messgrößen pro Umdrehung und bildet den
Mittelwert. Zum Indizieren werden 200 Werte/AT erfasst. Für die Ventilverstellung
werden 400 Teilungen/AT genutzt.
4. Die Messwertdarstellung
Zur Messwertdarstellung werden Balken
benutzt. Es werden auch abgeleitete Größen dargestellt wie Leistung
P, spezifischer Verbrauch be und mittlerer indizierter Druck pmi. Das Feld
der Schreiber kann für alle Größen eingerichtet werden.
Für die x-Achse können ebenfalls alle Größen verwendet
werden, wobei Zeit und Drehzahl die gebräuchlichsten sind. Die Schreiber
skalieren sich selbst (Abbildung 3).
Das Indikatordiagramm in oszilloskopartiger Darstellung befindet sich links
unten im Bildschirm. Es kann mit der Schreiber-Darstellung auf Knopfdruck
den Platz tauschen, um es hervorzuheben. (Abbildung 5)
Das Indikatordiagramm kann als p/α oder p/V dargestellt werden. Über
eine p/V-Zoom-Darstellung kann die Gaswechsel-Schleife fokussiert werden
(Abbildung 7).
Indiziert werden kann auch das Moment und die Ansaugluftmenge. (Abbildung
4 u. Abbildung 6)
Alle Vorgänge am PC können ohne Unterbrechung erfolgen.
Indikatordiagramme können gespeichert werden. Auf Knopfdruck werden
die letzten 20 Diagramme zur Auswahl angeboten, um eins oder mehrere zu
speichern.
Die Speicherung der registrierten Daten (Schreiberfeld) umfasst sämtliche
Größen einschließlich der Steuergrößen. Das
Datenfeld liegt im Excelformat vor und kann sofort korrekt in andere Programme
übernommen werden.
Das eigene Programm enthält jedoch schon eine leistungsfähige
Datenbearbeitung und Protokolldarstellung mit vielen Varianten, die auch
vom Benutzer noch leicht geändert oder selbst erstellt werden kann
(Abbildung 8).
Schluss
Der Prüfstand wird vom Hersteller wohl zurecht
„Motortechnik Stand“ genannt. Die relativ kleine Einheit von
nicht 1 m² Grundfläche macht die z. Zt. modernsten Methoden
erfahrbar wie die
völlig variable Ventilverstellung in Verbindung mit außergewöhnlicher
Handhabung und Datenerfassung einschließlich Indizieren am PC.
Erster Verbrennungsmotor, der als 4- und 2-Takter läuft
Modell 2020:
Ansicht des Motors mit Einlass und dem Rohr das zum Spülluft Puffervolumen führt, Ventilbetätiger dahinter Direkteinspritzung mit eingebautem Drucksensor für Indizieren, stehende Zündung, Lambda-Sonde, Thermoelement, Fremd-Luftkühlung, Abgas Absaugung hinten.
Ein Kleinmotor für Laborübungen, der sich schon durch seine völlig variable Ventilverstellung auszeichnet, wurde so umgestaltet, dass er sowohl als 4-Takt- als auch als 2-Takt Motor betrieben werden kann. Dies ist möglich, weil seine sämtlichen Funktionen vollständig elektronisch gesteuert werden. Die neue Direkteinspritzung , die mit der verstärkten Piezopumpe verwirklicht wurde, erlaubt die Einspritzung in den Verdichtungshub nach Abschluss der Spülphase. Die Spülung wird durch die korrekte Ausbildung der Öffnungsphase der Ventile um UT und mit Spülluft erreicht, die aus dem Druckluftanschluss entnommen wird, der sowieso vorhanden ist. Steuerung und Datenerfassung erfolgen wie vorher vom Bildschirm. Auch werden die Parameter der Betriebszustände wie Kaltstart, Vollastn800, Teillastn800 usw. nach wie vor in Dateien abgelegt und im Lauf aufgerufen oder geändert neu gespeichert. Dabei kann zwischen 2- und 4-Takt Steuerdatei beliebig hin- und her- geschaltet werden. Allerdings wird bei 4-Takt Betrieb die Spülluft abgeschaltet, sonst wird aufgeladen.
So gesehen bietet diese neue Einrichtung nicht nur zusätzlich die 2-Takt Betriebsweise sondern auch noch die Aufladung.
Bildschirm mit:
Im Kopfteil Steuerdiagramm für EÖ-ES, Einspritz Ein-Aus, Zünd Ein-Aus, AÖ-AS
über 1 Umdrehung OT-UT-OT, ua. Balken für Messgrößen, Schreiber in Kleindarst.
Indizieren in Großdarstellung P/V
20 Diagramme zur Speicherauswahl
Kleiner verfahrbarer, leistungsfähiger
Motorprüfstand auf einem Quadratmeter Grundfläche welcher hohe
Messgenauigkeit, große Betriebssicherheit, größte Klarheit
im Aufbau und sofortige Betriebsbereitschaft vereinigt.
Systeme: Die enthaltenen Systeme sind komplett betriebsfertig
installiert:
Leistungsbremse
Kühlung
Abgas
Kraftstoffversorgung
Messsysteme: Die Anlage verwendet modernste Sensoren, deren Werte
digital ausgelesen, an den enthaltenen portablen Steuerungs- und Erfassungs-PC
übertragen und dort vom mitgeliefertemWindows-Programmdargestellt werden:
Hydrobremse 100 kW / 6000 Upm in
trennbarer Version ist ein Motor Prüfstands-System zum leichten An-
und Abkoppeln verschiedener Motoren.
Koppelung über steckbare Gelenkwelle
Rahmenverbindung über 2 Bolzen
Kühlwasserverbindung zum bremseneigenen Thermostaten
Kraftstoffversorgung über das TeLC Kraftstoff
Verbrauchsmessgerät
Last- und Leistungsregelung vom Bremsen-Pult oder
PC
Display im Pult zur Direktanzeige von Drehmoment,
Drehzahl und Kraftstoffverbrauch
Ferngaszug und Drehzahlregelung vom PC aus
Steuern und Datenerfassung über seriell verbundenen
externen PC
Indizieren u.a. Optionen
Funktionsmotoren,
die lediglich zu Leerlauftests eingerichtet werden, können in geringer
Modifikation auch zu Leistungs- und Verbrauchstests verwendet werden.
Modifikation von Funktionsmotoren:
Wasser / Wasser -Kühler mit Schlauchverbindung
zum Wassernetz oder zur Bremse
Schwungrad Steckadapter für Gelenkwellenverbindung
mit der Bremse
Gaszug wird mit dem Ferngaszug der Bremse verbunden
Kraftstoffleitungen werden mit dem TeLC Kraftstoff
Verbrauchsmessgerät verbunden
Motortest-
und Steuer- Software
Durch die serielle Verbindung mit dem externen PC wird gesteuert und werden
Daten erfasst. (siehe TeLC Motortest- und Steuer- Software)
Per Ferngaszug (Mausschieber) wird die Motorleistung eingestellt. Die
Soll- Drehzahl wird ebenfalls per Mausschieber gewählt und vom Regler
konstant gehalten.
Verlustwärme und Leistung werden thermostatisch geregelt an Kühlwasser
abgegeben.
Tandem 100 kW / 6000 Upm ist ein Motor Prüfstandssystem , das zum schnellen wechselweisen Testen von 2 Motoren - meist Diesel- und Ottomotor- eingerichtet ist.
Gemessen werden nicht nur Leistungen und Kraftstoffverbräuche sondern auch::
Abgastemperaturen
Verlustleistungen , abgegeben an das Kühlwasser
Mittlere indizierte Drücke
Das Indikatordiagramm wird in p-alpha und p-V-Form dargestellt
Tandem wird von einem PC aus bedient.
Besonderheiten:
Hydraulische Bremse mit 200 Nm Bremsmoment schon bei niedrigen Drehzahlen
Aufgebaute, betriebsfertige Motoren
Beweglichkeit und Änderbarkeit auch nach dem Zusammenbau
Starten und verbinden des jeweiligen Motors mit Zündschlüsseldrehung
Geschlossene Motorenkühlung über Wärmetauscher gegen Frischwasser
Kraftstoffversorgung über TeLC Kraftstoff Verbrauchsmessgeräte
Display im Pult zur Direktanzeige von Drehmoment, Drehzahl und Kraftstoffverbrauch
Kontrollgrößen über original Fahrzeugkombiinstrumente
Kleiner, luftgekühlter
Motorprüfstand welcher hohe Messgenauigkeit, große Betriebssicherheit
und große Klarheit im Aufbau vereinigt. Es besteht kein Ver-
und Entsorgungsbedarf für Kühlwasser. Dadurch ist der Prüfstand
sofort einsetzbar. Verfügbar sind Diesel- und Benzin-Motoren welche
im Zwei- oder Viertaktverfahren arbeiten. Ein besonderes Merkmal ist die
verfügbare Indiziereinrichtung. Die Messdatenerfassung und -Verarbeitung
erfolgt durch unsere leistungsfähige Software
für die Motortechnik.
Messsysteme:
Die Anlage verwendet modernste Sensoren, deren Werte
digital ausgelesen, an den Erfassungs-PC übertragen und dort vom
mitgeliefertem Windows-Programm dargestellt werden:
Das Angebot Indizieren umfasst
ein Hardware- und Softwarepaket welches in der Lage ist, verschiedenste
schnell veränderliche Größen, die an Verbrennungs- und Kolbenmaschinen
auftreten zu erfassen.
Technische Daten:
Auslöser/Trigger:
Drehwinkelgeber an Kurbel oder Nockenwelle
Triggerauflösung:
200 Impulse/ Umdrehung
Auflösung indizierte Messgröße:
11 Bit
Maximale Drehzahl:
7000 U/min
Zylinderinnendruck
Drehmoment
Ansaugluft-Volumenstrom
Weitere Messgrößen
wie z. B. Lambdasondensignal auf Anfrage.
Verfügbare Darstellungen
Jede indizierte Größe kann über das Zylindervolumen
V oder den Kurbelwellenwinkel alpha aufgetragen werden.
Jeder Zyklus der Kolbenmaschine wird erfasst und in einem
Diagrammbrowser dargestellt. Dort kann jedes einzelne Diagramm ausgewählt
und weiterverarbeitet werden.
Entwicklung eines Systems für Dampfmaschinen(-Lokomotiven), mit
dem auf einfache Weise, ohne aufwendige Demontage der Dampfmaschine genaue
Aussagen über den aktuellen Wirkungsgrad, den Verschleiß und
die Notwendigkeit zur Wartung und damit die Vermeidung von teuren Folgeschäden
gemacht werden kann.
Abb. 1: Dampflok bei der Einfahrt in den Bahnhof.
Auftraggeber
Der Auftraggeber, die BVO-Bahn GmbH, ansässig im
Kurort Oberwiesenthal betreibt touristischen Bahnverkehr auf einem von
der Reichsbahn erworbenes Schienennetz im oberen Erzgebirge. Mit vier
Dampflokomotiven (Abb. 1), Personen- und Salonwagen werden hier Touristen
zum Wandern und Skifahren auf den Fichtelberg gefahren. Die Fahrzeit beträgt
1 Stunde. Da der Hauptbetrieb im technikfeindlichen Winter stattfindet,
wird ein hoher Aufwand betrieben, um den Schienenverkehr bei jeder Witterung
aufrecht zu erhalten. Die Wartung der Dampflokomotiven
spielt eine entscheidende Rolle. Der Betriebsleiter
und Prokurist, Herr Schienen-Ingenieur Reichelt hat dazu die Firma TeLC
beauftragt, dies mit moderner Technik zu unterstützen.
Historisches
Mit der Messung des Druckes in den einzelnen Dampfzylindern
kann ein P/V-Diagramm (Druck gegen Volumen) erzeugt werden, aus dem die
für die Aufgabenstellung nötigen Informationen gewonnen werden
können. Dieses grundsätzliche Methode war bereits zur Hochzeit
der Dampfmaschinen bekannt.
Damals wurde das Diagramm mit dem „Maihak Indikator“
erzeugt, in dem Druck und Kolbenhub über Federmechanismus und Seilzug
übertragen wurden. Ergebnis war ein Diagramm von der Fläche
zweier Briefmarken. (Abb.2 Maihak Indikator).
Typ und Federn mussten je nach Betriebsart sorgfältig ausgewählt
werden. Dies führte zu
Abb. 2: Maihak Indikator
Messfehlern und damit zu Ungenauigkeiten
in der Interpretation.
Der Einsatz dieser Testeinrichtung verlangte ein manuelles
Eingreifen des Bedieners. Dies wurde realisiert, indem eine Gleisstrecke
befahren wurde, auf der vier Bediener ungehindert neben der in Schrittgeschwindigkeit
fahrenden Lock herlaufen und nach jeder Kolbenbewegung den Eingriff durchführen
konnten. Limitierende Faktoren waren hier die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit
auf Schrittgeschwindigkeit und das genaue Abpassen des Bedienereingriffes.
Diese manuelle Messmethode wurde nicht mehr verbessert da die Dampfmaschinen
durch den Verbrennungsmotor verdrängt wurde.
Abb.3: Druckaufnehmer am doppeltwirkenden Zylinder
Durchführung
Die Lösung der gestellten Aufgabe erforderte die
genaue Erfassung der P/V-Diagramme.
Hierzu wurden 4 moderne Druckgeber an jeder Seite der beiden doppeltwirkenden
Zylinder angebracht. (Abb.3)
Ein Kolbenhubgeber - als Impulsgeber ausgeführt - wurde OT-genau
an der Triebachse der Lok angebracht.
Die vorhandene Erfassungssoftware für Motortechnik und Indizieren
wurde für diese Erfordernisse parametriert.
Die PC- gestützte Datenerfassung wurde in einem Messwagen
(Abb. 4) der hinter die Lokomotive gespannt wurde installiert. Mit dieser
Datenerfassung konnten mehrere hundert Druck-Messungen pro Radumdrehung
und damit eine genaue Aufzeichnung des Diagramms für jeden einzelnen
Zylinder realisiert werden. Das System funktioniert ohne Zutun eines Bedieners
und kann bei jedem Betriebszustand bis zur Höchstgeschwindigkeit und
auf jeder Gleisstrecke betrieben werden. Alle Loks wurden mit Adaptern für
die Druck- und Huberfassung ausgestattet.
Abb.4: Messwagen Innenraum
Bewertung:
An den gemessenen Diagrammen kann im Vergleich mit einem
idealen Diagramm sehr genau festgestellt werden, wo Probleme auftreten.
Turnusmäßig werden ab jetzt die Untersuchungen vorgenommen.
Abb.5: Original-Druckmessung in einem Dampfzylinders
und Schema
Ausblick
Durch die hohe Aussagekraft dieser detailgenauen Diagramme sind Folgeaufträge
zur Bestimmung verschiedener anderer wartungsrelevanter geometrischer Größen
geplant.
Kompatibel zu den Betriebssystemen WIndows 95, 98, ME, NT, 2000, XP
Mit Mausklick kann zwischen Gesamtdarstellung
und Indizierdarstellung jederzeit gewechselt werden.
Gesamtdarstellung mit Schreibern, Balken
und kleinem Oszilloskop zur Betrachtung des p/V (p/alpha) - Diagrammes.
Darüber das Steuerfenster zur Einstellung der völlig freien
Ventilsteuerung.
Folgende Messgrößen werden erfasst und dargestellt:
Drehmoment, Drehfrequenz, Kraftstoffverbrauch, Abgastemperatur, Lambda-Sonden-Spannung,
indizierter Druck, ggf. Kühlwassertemperaturen, Kühlwasservolumenstrom
u. a.
Folgende abgeleitete Messgrößen werden berechnet und dargestellt:
Mittlerer indizierter Druck, spezifische Leistung und Verbrauch, indizierte
Leistung, ggf. Gesamtwirkungsgrad, Kühlwasser(verlust) leistung u.
a.
Indizierdarstellung
mit großer Oszilloskopdarstellung des p/V (p/alpha)-Diagrammes, kleinem
Kontrollschreiber für äußere Messgrößen, Balkendarstellung.
Auf Mausklick filmartige Darstellung der letzten zwanzig Verbrennungszyklen
im aufgeklappten Fenster mit Auswahlmodus zum Speichern. Die Oszilloskopdarstellung
wird je nach Computerrechenleistung bis zu 20 mal in der Sekunde erneuert,
jeder Verbrennungszyklus wird erfasst.
Versuchsprotokoll,
erstellt durch das Übereinanderlegen mehrerer p/alpha-Diagramme, welche
bei Variation des Zündzeitpunktes von früh nach spät aufgenommen
worden sind.
Dieses universelle, mikroprozessorgesteuerte
Messgerät mit hoher Genauigkeit kann für Benzin- und Dieselmotoren
verwendet werden. Versorgungssysteme mit Vor- und Rücklaufleitung
werden über Schnellkupplungen angeschlossen und ggf. mit der eingebauten
Tankpumpe versorgt
Aufbau:
Das Gerät enthält bereits den Vorratstank von
10l (20l).
Das Messprinzip ist hochgenaue Zeitmessung eines ablaufenden Volumens.
Das LC-Display zeigt den momentanen und den durchschnittlichen Verbrauch
an in L/h.
Optionen:
Serieller Datenausgang mit
Protokollbeschreibung
Software zur Verbrauchsmessung
Analogausgang 4-20mA
Anschluss für externen Tank
Technische Daten:
Messbereiche: 0,01 - 1L/h und 0,5 - 40L/h
Versorgungsspannung: 12 V verpolungssicher
Funktionsmotoren sind
für den auszubildenden Praktiker das Versuchsobjekt, an dem mit dem
Tester die Motorfunktionen überprüft, Fehler gefunden und beseitigt
werden. Alle Komponenten sind auf engem Raum vorhanden und leicht zugänglich.
Die enthaltenen Systeme sind komplett betriebsfähig
installiert.
Kombiinstrument, Zündschloss mit Wegfahrsperre,
Anlasser, Lima u. Starterbatterie
Wasser - Kühlung mit Originalkühler sind
vorhanden, Ladeluft- u. Ölkühler meist weggelassen, die dazugehörigen
Sensoren jedoch eingebaut
Abgasanlage mit Kathalysator usw. in verkürzter
Form
Kraftstoffversorgung wie original z.B. mit Tankpumpe
Gashebel vielfach direkt oder mit dem E-Gas
Fehlerschalter:
Fehlerschalter mit 8 Fehlern unterbrechen, schließen
kurz oder nach Masse, je nach den bekannten Störungen.
Die Ausbildung im KFZ Motoren Praktikum verlangt neue Hilfsmittel, um die Anforderungen zu erfüllen, die von den modernen Motoren mit ihrer umfangreichen elektronischen Ausstattung ausgehen. Es gibt von TeLC deswegen jetzt nicht nur die Fehlerbox mit deren Hilfe 8 oft auftretende Fehler eingeschaltet werden können, sondern auch FuMoControl.
Wesentliches Kennzeichen von FuMoControl ist:
Die Arbeit des Praktikanten kann ausschließlich am Windows-PC stattfinden
Der Bildschirm stellt alles nötige zur Verfügung: Schaltplan, Oszilloskop, Kabelverbindungen, Fehlergenerator, Report,
Die Arbeitsweise ist virtuell jedoch on the loop heißt: tatsächlich mit den Motorsteuerkreisen verbunden
Die OBD Signale können abgefragt , alle dort übliche Prozeduren durchgeführt werden
Es können Aktionen ausgeführt werden: Zündung ein, Motor starten, Gas geben
Die PC´s können vernetzt werden, der Unterrichtende hat Eingriffs- und Kontrollrechte
Die Vorteile sind:
Motorelektronik ist bestmöglich geschützt
Mehrere Arbeitsplätze an einem Motor
Maximal 128 Fehler werden über die am Motorstand befindliche Einheit geschaltet
Mehrere Fehlerkategorien werden generiert: Kabelbruch, Kabelfehlkontaktierung (Widerstand), unplausibler Wert (defekter Sensor), sporadisches Auftreten durch Wackelkontakt, Wärme- und Strombelastung (kalte Lötstelle)
Report: die Arbeitsschritte des Praktikanten werden dokumentiert
Interfacebox
Am Motorgestell enthält die Steuer-, Schalt- und Kommunikationslogik mit Schnittstelle (RS232, USB, Ethernet) sowie ein LCD und einen Navi-Drehknopf zur Darstellung grundsätzlicher Funktionen.
Die folgenden Bilder zeigen Bildschirm, Speicherzugriffe und Organigramm
Schülerarbeitsansicht
Fehler-Konfigurations- und Schüler-Überwachungs-Ansicht in der FuMoWin32 Software
Die Elektrifizierung des Fahrzeugantriebs geht mit Riesenschritten vorwärts. Die Batterie ist das A und O. Bisher ist das Gewicht des Energieinhalts einer Batterie 10x so groß wie beim Benzin und die Kosten beträchtlich. Die Energiebilanz kann nur dann stimmen, wenn der Ladestrom regenerativ erzeugt wird. All diese Entwicklungen sind im Gange. Wenn die Batterie schwer ist, dann muss das übrige Fahrzeug möglichst leicht sein, dafür kommen neue Werkstoffe.
Die Ausbildung der Fahrzeugfachleute muss auf diese neue Technik eingehen und die Grundlagen darstellen. Dabei soll dieser Teststand helfen.
Aufbau:
An einem Kupplungsflansch auf der Plattform können beliebige Fahrmotoren ange- flanscht werden. Zum Teststand gehören ein Direktläufer und ein Getriebemotor
Der Kupplungsflansch ist über einen Poly V-Riementrieb mit einem drehzahlregel-baren Drehstrommotor gekoppelt. Der D-Mot ist mit Drehmomentmessung ausgestattet. Der D-Mot ist so stark, dass er die Drehzahl bestimmt..
Das LC Display zeigt die Messgrößen M, n, U, I, Pm, Pel, eta, V , Tretsensor u. Uregel an. Über die serielle Schnittstelle wird mit einem Computer verbunden und Datenerfassung mit TeLC Software durchgeführt.
Ein Schrankabteil ist von hinten zugänglich und ermöglicht Zugriffe auf die Ein-und Ausgänge des Controllers mit externen Messgeräten Multimeter oder Oszilloskop.
Technische Daten des Teststands:
Max. Motorleistungen 750W
max Test-Drehzahl 400 Upm
max . Drehmoment. 60 Nm
Bürstenose Testmotoren mit externem/ eingebautem Controller
Eingebaute Li Batterie
Eingebautes Ladegerät
Test von Abgabeleistungen,
Bremsleistungen (mit Rekuperieren)
Batterieladen Max. Motorleistungen 750W
max Test-Drehzahl 400 Upm
max . Drehmoment. 60 Nm
Bürstenose Testmotoren mit externem/ eingebautem Controller
Eingebaute Li Batterie
Eingebautes Ladegerät
Test von Abgabeleistungen,
Bremsleistungen (mit Rekuperieren)
Batterieladen
Die Bedienfunktionen umfassen:
Multifunktionsrad für Drehzahldiktat durch den Drehstrommotor und Umschaltungen Bremsen / Fahren / Diagnose
Schalter Batterie entladen / laden
Taster Controller aktiv
3+5 Steckdose Motoranschluss
Displayhalter und Leistungssteller
Versuchsführungen:
Drehzahlverhalten der Antriebe
Stromverbrauch / Reichweite bei versch. Belastungen
Bremsverhalten und Regeneration
Ladekennlinie der Batterie
Betrachtungen und Messungen an Sensor-, Steller-, Strom Leitungen
Ein Teil des Schaltschranks ist hinten zu öffnen. Controller, Ladegerät, Batterie und Steckverbindungen sind zugänglich. Die handelsübliche Verdrahtung der Komponenten ist nach Art und Umfang zu sehen. Mit externen Messgeräten können Zustände und Stromverläufe gemessen werden.
TeLC software: Erfassungsbildschirm als Prozessbild mit Tabellenspalte oder als Schreiber
Enthalten sind auch Steuer- und Schaltfunktionen.
Messergebnisse einiger Tests
mehrere Dateien können in einer Grafik dargestellt werden, Rohdaten wurden konzentriert. Auch Tabellen sind wählbar, Daten Export z.B. nach Excell ist möglich.