Messtechnik und Prüfstände für Verbrennungsmotoren: Messungen am Motor, Abgasanalytik, Prüfstände und Medienversorgung

345 Pages·2016·0.89 MB·German

by  Kai Borgeest (auth.)

Kai Borgeest
Messtechnik
und Prüfstände
für Verbrennungs-
motoren
Messungen am Motor, Abgasanalytik,
Prüfstände und Medienversorgung
Messtechnik und Prüfstände für
Verbrennungsmotoren
Kai Borgeest
Messtechnik und Prüfstände
für Verbrennungsmotoren
Messungen am Motor, Abgasanalytik,
Prüfstände und Medienversorgung
Mit einem Beitrag von Georg Wegener
KaiBorgeest
ZentrumfürKfz-Elektronik undVerbrennungs-
motoren
HochschuleAschaffenburg
Aschaffenburg,Deutschland
ISBN978-3-658-10117-6 ISBN978-3-658-10118-3(eBook)
DOI10.1007/978-3-658-10118-3
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Vorwort
Wie werden Fahrzeugantriebelangfristig aussehen? Werden wir elektrisch fahren?Wer-
denwirmitgasbetriebenenVerbrennungsmotorenfahren?WirdesweitereAntriebsalter-
nativengeben?
Diese Fragen kann niemand beantworten, heuteund in naher Zukunftdominiertaber
sicher der Verbrennungsmotor. Angesichts rasanter Fortschritte in der Elektromobilität
könnte man vermuten, dass in die Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren nicht
mehrvielinvestiertwerde.Tatsächlich wirdabermehrdennjeanVerbrennungsmotoren
geforschtundentwickelt, offenbarbietendieseimmernocherheblicheOptimierungspo-
tenzialebeiLeistung,Verbrauch,EmissionenundweiterenEigenschaften.
Die zulässigen Emissionen und ihre Prüfvorschriften werden vom europäischen Ge-
setzgeberzunehmendverschärft,ehrgeizigeKlimazieleveranlassendenGesetzgeber,zu-
lässige CO -Emissionen und damit auch den Kraftstoffverbrauch zu senken, der Fahrer
2
möchte noch mehr Leistung aus einem kompakt bauenden Motor und die Kombination
desVerbrennungsmotorsmitElektroantriebeninhybridenAntriebssträngenstelltwieder-
umneueAnforderungenandenVerbrennungsmotor.
UmdieseZielezuerreichen,bedientmansichinForschungundEntwicklungzweier
Methoden, der Simulation und der Messung am realen Motor. Diese beiden Verfahren
schließeneinandernichtnotwendigerweiseaus,sondernkönnensichauchergänzen.
GegenstanddiesesBuchessindMessungenanMotoren.DiesekönnenimFahrzeugauf
derStraßeoderaufdemRollenprüfstanddurchgeführtwerden,meistwirdaberderMotor
ohneFahrzeugaufeinemMotorenprüfstandbetrieben.
DasBuchrichtetsichandiePlanerundBetreibervonPrüfständen,andieEntwickler
vonMotoren,andieEntwickler derElektronikim Antriebsstrang undv.a. anStudenten
derMechatronik,desMaschinenbausoderderElektrotechnik.
Ich freue mich besonders, dass ich an der Hochschule Aschaffenburg mit meinem
Kollegen Georg Wegener einen Koautor gewinnen konnte, der seine Erfahrungenin der
MessungvonDrehmomenteneinbringenkonnte.
VII
VIII Vorwort
FürdieBereitstellung vonGrafikenundFotosdankeichHerrnHöldgevonderVoith
TurboHighFlex GmbH&Co.KG,HerrnMackvonderDaimler AG,HerrnMartinvon
D2TGmbHundTonyGuillou.AuchimNamenvonHerrnWegenerdankeichdenHerren
Haller undStock vonderHottingerBaldwinMesstechnik GmbHundHerrnLorenzvon
derLorenzMesstechnikGmbH
Aschaffenburg,März2016 KaiBorgeest
Abkürzungen und Symbole
Abkürzungen
ImallgemeinenSprachgebrauchüblicheAbkürzungensindnichtgelistet.
AC AlternatingCurrent Wechselstrom
AE Anzeigeeinheit
AFR AirFuelRatio Luft/Kraftstoff-Verhältnis
Amd Amendment Nachbesserung
ANSI AmericanNationalStandardsInstitute NormungsstellederUSA
ASME AmericanSocietyofMechanical AmerikanischeGesellschaftderMa-
Engineers schinenbauingenieure
ASS Abfüllschlauchsicherung
AU Abgasuntersuchung(jetztTeilderHU)
BArbBl Bundesarbeitsblatt
BCI BulkCurrentInjection StörstrominjektionindenKabelbaum
BGBl Bundesgesetzblatt
BMEP BrakeMeanEffectivePressure Prüfstandsmitteldruck
CAN ControllerAreaNetwork (AutomobilesBussystem)
CARS CoherentAnti-StokesRaman KohärenteAnti-Stokes-Raman-Streu-
Scattering ung
CCA ConstantCurrentAnemometry Konstantstrom-Anemometrie
CEN ComitéEuropéendeNormalisation EuropäischesKomiteefürNormung
CENELEC ComitéEuropéendeNormalisation EuropäischesKomiteefürNormung
Électrotechnique (Elektrotechnik)
CFD ComputationalFluidDynamics NumerischeStrömungsberechnung
CFR CodeofFederalRegulations (SammlungvonVerordnungender
USA)
CiA „CANinAutomation“ „CANinAutomation“
CNG CompressedNaturalGas KomprimiertesErdgas
IX
X AbkürzungenundSymbole
CIFI CylinderIndividualFuelInjection ZylinderindividuelleKraftstoffeinsprit-
zung
CLD ChemoluminescenceDetector Chemolumineszenz-Detektor
CoE CANoverEtherCAT CANüberEtherCAT
CPC CondensationParticleCounter Kondensationspartikelzähler
CPU CentralProcessingUnit ZentraleinheiteinerSPS
CRT ContinuousRegenerationTrap (Abgasnachbehandlungsverfahren)
CTA ConstantTemperatureAnemometry Konstanttemperatur-Anemometrie
CVS ConstantVolumeSampling Konstantvolumen-Probennahme
DAkkS DeutscheAkkreditierungsstelle
DC DiffusionCharger Diffusionsauflader
DGV DopplerGlobalVelocimetry GlobaleDoppler-Geschwindigkeits-
messung
DIN DeutscheInstitutfürNormunge.V.
DMA DifferentialMobilityAnalyzer DifferenziellerMobilitätsanalysator
DMPS DifferentialMobilityParticleSizer (GerätzurPartikelgrößenbestimmung)
DMS StrainGauge Dehnungsmessstreifen
DN DiamètreNominal Nennweite
DoE DesignofExperiments StatistischeVersuchsplanung
DOHC DoubleOHC DoppelteobenliegendeNockenwelle
DP DecentralizedPeripherals DezentralePeripherie
DUT DeviceunderTest Prüfling
Dy:YAG Dysprosium-DopedYttrium Dysprosium-dotierterYttrium-
AluminumGarnet Aluminium-Granat
ECE EconomicCommissionforEurope WirtschaftskommissionfürEuropa
EKA Einlasskanalabschaltung
ELR EuropeanLoadResponse (Lastzyklus)
EMV ElektromagnetischeVerträglichkeit
EOBD ElectronicOn-Board-Diagnosis ElektronischeBorddiagnose
EoL EndofLine Bandende
EN EuropeanStandard EuropäischeNorm
ESC EuropeanStationaryCycle (StationärerAbgaszyklus)
ESD ElectrostaticDischarge ElektrostatischeEntladung
ETC EuropeanTransientCycle (TransienterAbgaszyklus)
EU EuropeanUnion EuropäischeUnion
FEM FiniteElementMethod Finite-Elemente-Methode
FSN FilterSmokeNumber Filter-Rauchzahl
FTIR FourierTransformInfraredSpectros- Fourier-Transformations-Infrarot-
copy Spektroskopie
GCMS GasChromatography,Mass Gaschromatographie/Massenspektros-
Spectrometry kopie
GMBl gemeinsamesMinisterialblatt