Diese Hausarbeit behandelt die Laborergebnisse, die im DAA-Technikum Würzburg am 28.03.2009 im Rahmen einer Studienleistung in einer Gruppenarbeit erarbeitet wurden. Sie befasst sich mit zwei Themen, die Gegenstand dieser Projektion sind:
a) Es wurde ein BMW-Motor der Entwicklungsreihe M50-N54 auf einem Prüfstand untersucht.
b) Für einen Getränkeautomaten soll ein neuer Pumpentyp auf seine Einsatztauglichkeit in diesem speziellen Fall überprüft werden.
In mehreren Messreihen werden Daten zu dem Motor / der Pumpe ermittelt, die im Nachfolgenden dann ausgearbeitet werden, d.h. es werden Diagramme, Kennlinien, Tabellen und Kontrollrechnungen dargestellt, um die Werte zu überprüfen.
Der zu untersuchende Motor ist auf einem Prüfstand montiert, der mit Messgeräten ausgestattet ist, um die Drehzahl, die Stromaufnahme an der Wiegezelle, die Wärmeleistung, die Temperaturen und die Durchflußgeschwindigkeiten zu messen.
Der Pumpenversuch ist an einer Montagewand aufgebaut, die es ermöglicht, den Strom, die Spannung, den Druck und die Förderleistung zu ermitteln.
Alles Weitere wird im konkreten Versuchsaufbau näher erläutert.
Inhaltsverzeichnis
1 Aufgabenstellung
2 Untersuchungen an einem Motor BMW M50/B25
2.1 Versuchsablauf am Motorprüfstand
2.2 Vorberechnungen
2.3 Effektivwerte
2.4 Überprüfung
2.5 Energiebilanz
2.6 Qualitative Fehlerdiskussion
3 Untersuchung einer Pumpe Typ Heidpohl
3.1 Versuchsablauf Pumpe
3.2 Ermittelte Daten
3.2.1 Drehzahlregelung
3.2.2 Drosselregelung
3.3 Pumpenhöhe und Leistung
3.4 Qualitative Fehlerdiskussion
Zielsetzung & Themen
Diese Hausarbeit dokumentiert die im DAA-Technikum Würzburg durchgeführten Laborversuche an einem BMW-Motor (M50/B25) sowie einer Pumpe des Typs Heidpohl, um deren Betriebsverhalten, Wirkungsgrade und Einsatztauglichkeit zu analysieren und mittels Kontrollrechnungen zu validieren.
- Untersuchung des Betriebsverhaltens und der Energiebilanz eines Verbrennungsmotors.
- Ermittlung von Motorkennlinien unter Teillastbedingungen.
- Analyse der Eignung einer Kleinpumpe für den Einsatz in einem Getränkeautomaten.
- Vergleich von Drehzahl- und Drosselregelung bei Pumpen hinsichtlich Effizienz und Betriebspunkt.
- Durchführung theoretischer Kontrollrechnungen zur Überprüfung der experimentell ermittelten Messwerte.
Auszug aus dem Buch
2.6 Qualitative Fehlerdiskussion
Die ermittelten Ergebnisse weisen verschiedene Unsicherheiten auf. Es wurde zwar der Enthalpiestrom des Abgases ermittelt, jedoch blieb die Enthalpie der angesaugten und verdichteten Luft unberücksichtigt. Ein Teil der Abgase wird bei jeder Verbrennung zur Einstellung des Gemischs wieder mit eingebracht, was sich bei diesen Berechnungen aber nicht mit einbringen ließ.
Der auffallend hohe Wert für den Restwärmestrom setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen:
Der Motor gibt über seine große Oberfläche viel Wärme an die Umgebungsluft ab.
Die Reibarbeit, die die sechs Kolben an den Zylinderlaufflächen produzieren, setzt der abzugebenden Leistung einen Widerstand entgegen, der sich ebenfalls in Wärme und Leistungsverlusten niederschlägt.
Weitere Wärmeabgabe erfolgt ans Motorenöl, das zusätzlich mit einem eigenen Kühler den Wärmestrom an die Umgebung überträgt.
Allgemein lässt sich zur Wärmebilanz sagen, dass hier die „Drittel-Regel“ nicht zutrifft, die besagt, dass sich die mit dem Brennstoff zugeführte Energie ungefähr gleichmäßig auf die effektive Leistung, die Kühlwärme und die im Abgas enthaltene Energie verteilt. Zusätzlich verzerrt sich durch den Abgasturbolader das Leistungsspektrum, der spezifische Verbrauch und der Wärmehaushalt.
Teilweise gilt noch zu berücksichtigen, dass die Luftgemischbildung nur mit Luft (als ideal) gerechnet wurde, was an den tatsächlichen Zustand nur bedingt rankommt. Es ist als Annäherung zu betrachten, um den Prozess eher von der qualitativen Seite abschätzen zu können.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Aufgabenstellung: Vorstellung der durchgeführten Laborversuche an einem BMW-Motor und einer Pumpe zur Ermittlung technischer Kennwerte.
2 Untersuchungen an einem Motor BMW M50/B25: Detaillierte Analyse des Verbrennungsprozesses, der Energiebilanz und der Teillast-Leistungswerte des Motors.
3 Untersuchung einer Pumpe Typ Heidpohl: Experimentelle Untersuchung einer Kleinpumpe mittels Drehzahl- und Drosselregelung zur Prüfung der Eignung für einen Getränkeautomaten.
4 Literaturverzeichnis: Auflistung der für die Hausarbeit verwendeten Fachliteratur und Studienunterlagen.
Schlüsselwörter
Verbrennungsmotor, BMW M50, Pumpenprüfung, Anlagenkennlinie, Drehzahlregelung, Drosselregelung, Energiebilanz, Wirkungsgrad, Teillast, thermodynamische Prozesse, Differenzdruck, Leistungsaufnahme, Getränkeautomat, Wärmestrom, Strömungsmechanik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert Laborversuche an einem BMW-Motor sowie einer spezifischen Pumpe und wertet deren Leistungsdaten technisch aus.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Thermodynamik von Verbrennungsmotoren und der hydraulischen Auslegung bzw. Regelungscharakteristik von Pumpen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Ermittlung der Einsatztauglichkeit der untersuchten Komponenten anhand von Messreihen und deren Validierung durch theoretische Berechnungen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es kommen empirische Messverfahren auf Prüfständen in Kombination mit thermodynamischen Berechnungsmodellen und Kennlinienanalysen zum Einsatz.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die motorseitigen Versuche (Bilanzierung, Teillastverhalten) und die pumpenseitigen Versuche (Drossel- vs. Drehzahlregelung).
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist durch Begriffe wie thermodynamischer Wirkungsgrad, Anlagenkennlinie, Energiebilanz und Strömungsregelung geprägt.
Warum wird die Drosselregelung bei der Pumpe als besser bewertet?
Die Drosselregelung erreicht bei den geforderten Werten den notwendigen Betriebspunkt für den Einsatz im Getränkeautomaten zuverlässiger als die getestete Drehzahlregelung.
Welche Rolle spielt die "Drittel-Regel" bei der Energiebilanz?
Sie dient als theoretischer Vergleichswert für die Energieverteilung, wobei der Autor feststellt, dass sie beim untersuchten Motor nicht exakt zutrifft.
- Arbeit zitieren
- Thomas Gawehn (Autor:in), 2009, Kraft- und Arbeitsmaschinen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/161494
