Entwicklung eines Prüfstandes zur Prüfung von Kurbeltriebskomponenten von Verbrennungsmotoren unter betriebsnahen Bedingungen

Tobias Kaiser

Entwicklung eines Prüfstandes zur Prüfung von Kurbeltriebskomponenten von Verbrennungsmotoren unter betriebsnahen Bedingungen

Translated title of the contribution: Development of a test stand for crank drive components of internal combustion engines under near service conditions

Tobias Kaiser

Chair of Mechanical Engineering (140)

Research output: Thesis › Diploma Thesis

Abstract

This work discusses the development of a controller for air injection for a test stand that reproduces the occurring maximum pressure and mass forces of a real motor in order to test crank drive components without the entire engine. The work consists mainly of two phases. In the first phase a simulation model was developed to simulate the thermodynamic processes inside the test stand. The aim was to be able to estimate the occuring tourque at the crankshaft in order to dimension the engine. The model was developed in Matlab / Simulink. A comparison of the calculated pressure curves with measurement results showed a very good accuracy of the simulation model. In the second phase a controller was developed to control the maximum pressure inside the working chamber. The controller was programmed in LabVIEW. Tests with a prototype showed a very good accuracy of the controller.

Translated title of the contribution	Development of a test stand for crank drive components of internal combustion engines under near service conditions
Original language	German
Supervisors/Advisors	Fröschl, Jürgen, Co-Supervisor (internal) Schlager, Gerd, Co-Supervisor (external), External person Eichlseder, Wilfried, Supervisor (internal)
Award date	30 Jun 2006
Publication status	Published - 2006

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

internal combustion engine
test stand
engine components
crank drive components

Cite this

@phdthesis{c51bb601c06d472caf74efb55323853c,

title = "Entwicklung eines Pr{\"u}fstandes zur Pr{\"u}fung von Kurbeltriebskomponenten von Verbrennungsmotoren unter betriebsnahen Bedingungen",

abstract = "Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung einer Regelung zur Lufteinblasung f{\"u}r einen Pr{\"u}fstand, mit dem die im realen Motor auftretenden Spitzendr{\"u}cke und Massenkr{\"a}fte abgebildet werden k{\"o}nnen um eine Pr{\"u}fung von Kurbeltriebskomponenten abseits vom Gesamtmotor zu erm{\"o}glichen. Diese Arbeit umfasst zwei Abschnitte. In der Anfangsphase wurde ein thermodynamisches Simulationsmodell des Pr{\"u}fstandes entwickelt, das es erm{\"o}glichte, die an der Kurbelwelle auftretenden Momente abzusch{\"a}tzen um einen geeigneten Antrieb ausw{\"a}hlen zu k{\"o}nnen und Aussagen {\"u}ber die zu erwartende Drehungleichf{\"o}rmigkeiten machen zu k{\"o}nnen. Das Modell wurde in Matlab / Simulink aufgebaut. Alle notwendigen Berechnungen erfolgten dabei in einem selbst geschriebenen S-Function-Block, der in Simulink eingef{\"u}gt wurde. Vergleiche der berechneten Druckverl{\"a}ufe mit Messergebnissen zeigten eine sehr gute {\"U}bereinstimmung des Simulationsmodells mit der Realit{\"a}t. Nach Fertigstellung dieses Modells erfolgte die Entwicklung einer Spitzendruckregelung f{\"u}r den Pr{\"u}fstand, die es erm{\"o}glichen sollte, durch zeitgenaues Einblasen von Druckluft in den Arbeitsraum den dort auftretenden Maximaldruck m{\"o}glichst genau regeln zu k{\"o}nnen. Die Regelung wurde mit LabVIEW programmiert. Die entwickelte Regelung des Spitzendruckes zeigte in ersten Tests sehr vielversprechende Ergebnisse.",

keywords = "Verbrennungsmotor, Pr{\"u}fstand, Kurbeltriebskomponenten, Motorkomponenten, internal combustion engine, test stand, engine components, crank drive components",

author = "Tobias Kaiser",

note = "gesperrt bis null",

year = "2006",

language = "Deutsch",

type = "Diploma Thesis",

}

TY - THES

T1 - Entwicklung eines Prüfstandes zur Prüfung von Kurbeltriebskomponenten von Verbrennungsmotoren unter betriebsnahen Bedingungen

AU - Kaiser, Tobias

N1 - gesperrt bis null

PY - 2006

Y1 - 2006

N2 - Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung einer Regelung zur Lufteinblasung für einen Prüfstand, mit dem die im realen Motor auftretenden Spitzendrücke und Massenkräfte abgebildet werden können um eine Prüfung von Kurbeltriebskomponenten abseits vom Gesamtmotor zu ermöglichen. Diese Arbeit umfasst zwei Abschnitte. In der Anfangsphase wurde ein thermodynamisches Simulationsmodell des Prüfstandes entwickelt, das es ermöglichte, die an der Kurbelwelle auftretenden Momente abzuschätzen um einen geeigneten Antrieb auswählen zu können und Aussagen über die zu erwartende Drehungleichförmigkeiten machen zu können. Das Modell wurde in Matlab / Simulink aufgebaut. Alle notwendigen Berechnungen erfolgten dabei in einem selbst geschriebenen S-Function-Block, der in Simulink eingefügt wurde. Vergleiche der berechneten Druckverläufe mit Messergebnissen zeigten eine sehr gute Übereinstimmung des Simulationsmodells mit der Realität. Nach Fertigstellung dieses Modells erfolgte die Entwicklung einer Spitzendruckregelung für den Prüfstand, die es ermöglichen sollte, durch zeitgenaues Einblasen von Druckluft in den Arbeitsraum den dort auftretenden Maximaldruck möglichst genau regeln zu können. Die Regelung wurde mit LabVIEW programmiert. Die entwickelte Regelung des Spitzendruckes zeigte in ersten Tests sehr vielversprechende Ergebnisse.

AB - Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung einer Regelung zur Lufteinblasung für einen Prüfstand, mit dem die im realen Motor auftretenden Spitzendrücke und Massenkräfte abgebildet werden können um eine Prüfung von Kurbeltriebskomponenten abseits vom Gesamtmotor zu ermöglichen. Diese Arbeit umfasst zwei Abschnitte. In der Anfangsphase wurde ein thermodynamisches Simulationsmodell des Prüfstandes entwickelt, das es ermöglichte, die an der Kurbelwelle auftretenden Momente abzuschätzen um einen geeigneten Antrieb auswählen zu können und Aussagen über die zu erwartende Drehungleichförmigkeiten machen zu können. Das Modell wurde in Matlab / Simulink aufgebaut. Alle notwendigen Berechnungen erfolgten dabei in einem selbst geschriebenen S-Function-Block, der in Simulink eingefügt wurde. Vergleiche der berechneten Druckverläufe mit Messergebnissen zeigten eine sehr gute Übereinstimmung des Simulationsmodells mit der Realität. Nach Fertigstellung dieses Modells erfolgte die Entwicklung einer Spitzendruckregelung für den Prüfstand, die es ermöglichen sollte, durch zeitgenaues Einblasen von Druckluft in den Arbeitsraum den dort auftretenden Maximaldruck möglichst genau regeln zu können. Die Regelung wurde mit LabVIEW programmiert. Die entwickelte Regelung des Spitzendruckes zeigte in ersten Tests sehr vielversprechende Ergebnisse.

KW - Verbrennungsmotor

KW - Prüfstand

KW - Kurbeltriebskomponenten

KW - Motorkomponenten

KW - internal combustion engine

KW - test stand

KW - engine components

KW - crank drive components

M3 - Diplomarbeit

ER -