Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen einer Kooperationsarbeit einen Motorprüfstand zu konzipieren, zu konstruieren und aufzubauen, mit dem eine neu entwickelte Membran eines Membranvergasers getestet werden kann. Insbesondere stehen der Einfluss des Membranmaterials auf die Gemischbildung im Vergaser und die anschließenden Vorgänge wie Verbrennung und Emission des Zweitakt-Motos im Vordergrund.
Die aktuelle Diskussion um die luftverschmutzende Wirkung von Kraftfahrzeugen, insbesondere in deutschen Innenstädten, verstärkt den Druck auf die Hersteller von Verbrennungskraftmaschinen, umweltfreundlichere Antriebe zu entwickeln. Mit Hilfe von alternativen Kraftstoffen wie E10 lässt sich eine Reduktion von CO2-Emissionen erreichen. E10 ist ein Kraftstoff, der eine fünf bis zehnprozentige Beimischung von Bioethanol in fossilen Ottokraftstoffen enthält und im Rahmen der Erneuerbare-Energien-Richtlinie im Jahr 2010 eingeführt wurde.
Die Vorteile dieser Kraftstofftechnologie möchte man sich auch bei handbetriebenen Kleingeräten zu Nutze machen. Die eingesetzten Alkoholbestandteile können jedoch bei Gummiverbindungen, wie sie beispielsweise in Vergasern zum Einsatz kommen, dauerhafte Schädigungen hervorrufen. Von besonderer Bedeutung für die Hersteller solcher Geräte ist in diesem Zusammenhang die Verwendung alternativer Materialien oder Materialzusammensetzungen bei der Herstellung von Membranen für Membranvergasern.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation und Zielsetzung
- Aufbau der Arbeit und Methodik
- Grundlagen
- Motorenmesstechnik
- Belastungsmaschine
- Mechanische Größen
- Temperaturen und Drücke
- Massen und Volumenströme
- Abgasmesstechnik
- Kraftstoffe
- Der Versuchsträger
- Allgemeines zum Zwei-Takt-Ottomotor
- Der Vergaser
- Funktionsprinzip eines Vergasers
- Der Kaltstart
- Die Lastzustände des Membranvergasers
- Entwicklungsprozess nach VDI 2221
- Der Morphologische Kasten
- Das Wertigkeitsverfahren
- Variantenauswahl nach Pahl und Beitz
- Konstruktion des Kleinmotorenprüfstands
- Planen und Klären der Aufgabe
- Aufgabenstellung
- Terminplanung/Projektplanung
- Ausgangslage
- Ermittlung des Anforderungsprofils
- Aufbau der Anforderungsliste
- Erstellung der Anforderungsliste
- Konzeption, Entwurf und Ausarbeitung
- Identifikation von Teillösungen mit Hilfe des Morphologischen Kastens
- Festlegung der Gesamtlösung mit Hilfe des Wertigkeitsverfahrens
- Variantenauswahl nach Pahl und Beitz
- Bewertung ausgewählter Varianten
- Der elektrische Antrieb
- Getriebe
- Weitere benötigte Bauteile und Anpassungen
- Luftansaugung
- Anpassungen an Abgassystem und Sensorik
- Verbindung der An- und Abtriebswellen
- Wellenschutz
- Servomotor für Gasannahme
- Notausschalter
- Inbetriebnahme des Motorprüfstands
- Aufbau des Motorprüfstands
- Planung der Messungen
- Warmlaufphase
- Funktionsüberprüfung der notwendigen Mess- und Regelungstechnik
- Überprüfung des Drehzahlreglers
- Entwicklung eines Schwenkprüfstands für Kleinmotoren
- Anwendung von Methoden des Entwicklungsprozesses nach VDI 2221
- Konstruktion und Integration verschiedener Komponenten
- Inbetriebnahme und Funktionsüberprüfung des Prüfstands
- Messung und Analyse von Motorendaten
- Einleitung: Die Einleitung beschreibt die Motivation und Zielsetzung der Arbeit. Sie erläutert außerdem den Aufbau der Arbeit und die gewählte Methodik.
- Grundlagen: Dieses Kapitel befasst sich mit den Grundlagen der Motorenmesstechnik. Es werden verschiedene Messgrößen, wie z.B. Drehmoment, Drehzahl, Temperatur und Druck, sowie die Abgasmesstechnik erläutert. Außerdem wird der Versuchsträger, ein Zwei-Takt-Ottomotor, im Detail beschrieben.
- Konstruktion des Kleinmotorenprüfstands: Dieses Kapitel beschreibt die Konstruktion des Schwenkprüfstands. Es werden verschiedene Konzepte und Lösungsansätze vorgestellt und mithilfe von Methoden des Entwicklungsprozesses nach VDI 2221 bewertet. Darüber hinaus werden die einzelnen Komponenten des Prüfstands, wie z.B. der elektrische Antrieb, die Getriebe und die Sensoren, detailliert erläutert.
- Inbetriebnahme des Motorprüfstands: Dieses Kapitel beschreibt die Inbetriebnahme des Schwenkprüfstands. Es werden die Schritte der Montage und der Funktionsüberprüfung der einzelnen Komponenten erläutert. Darüber hinaus werden die Planung der Messungen und die Durchführung der Warmlaufphase beschrieben.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Masterarbeit befasst sich mit der Konstruktion und Inbetriebnahme eines Schwenkprüfstands für Kleinmotoren. Das Ziel ist die Entwicklung eines Prüfstands, der es ermöglicht, Kleinmotoren unter verschiedenen Last- und Drehzahlbedingungen zu testen.
Zusammenfassung der Kapitel
Schlüsselwörter
Die Arbeit befasst sich mit den Themen Motorenmesstechnik, Kleinmotoren, Schwenkprüfstand, Konstruktion, Entwicklungsprozess nach VDI 2221, Inbetriebnahme, Messungen und Analyse.
- Citar trabajo
- Nicolas Bartschat (Autor), 2017, Konstruktion und Inbetriebnahme eines Schwenkprüfstands für Kleinmotoren, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/384305
