Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

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Dieter-K
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Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von Dieter-K »

Hallo Spezialisten,

wenn ich nicht nur wissen möchte, ob und wie ein Motor läuft, sondern auch, wieviel Leistung ein Motor abgibt, brauche ich einen Leistungsprüfstand.
Schweißen ist bestimmt nicht mein Fachgebiet. Deshalb würde ich meine Konstruktion eher als schutzgasgebraten bezeichnen.
Auf die Schönheit des Ergebnisses kommt es mir auch nicht an, sondern auf die Funktion. Deshalb habe ich Ende 2007 einiges an Hirnschmalz für diese Konstruktion investiert. Aber umso weniger Geld. Von der Idee und der Zeit abgesehen, kostet der ganze Kram zusammen unter 100 Euro.
Alle Bilder werden ansehnlich groß, wenn ihr sie doppelt anklickt.

Instrumente für die Übersicht von links:
Drehzahlmesser, Kraftmesser (Paketwaage bis 40kg), Tachometer, Schalter für unterschiedliche Zündkurven.
Die Belastungsbremse ist eine doppelte Bandbremse, die auf beide Rollen über einen "russischen" Kraftausgleich gleichmäßig wirkt. Sie wird betätigt vom linken Bremsgriff.
Gas, Choke wie gewohnt rechts am Lenker, der Bremsgriff ist dort ohne Funktion.
Leistungsprüfstand3.jpg
Leistungsprüfstand1.jpg
Leistungsprüfstand2.jpg

Funktionsweise:
Der Motor bringt seine Kraft auf die beiden Walzen auf. Um die drehen zu können, muss er sich abstützen. Das tut er über den Auspuff normalerweise am Tretlager. Hier wird die Kraft am Ende des Auspuffs (eigentlich eine Zugkraft) über ein Parallelogramm sehr senkrecht auf eine Waage (als Druckkraft) übertragen. Die Waage zeigt an, wie stark der Motor sich abstützt.
Leistungskurven werden IMMER bei Vollgas gemessen. Dabei wird der Motor über die Bandbremsen an den beiden Rollen gebremst.

Um aus Abstützkraft und Drehzahl die Leistung zu bestimmen, gibt's folgende physikalische Wahrheit:
Leistung = Abstützkraft x Hebelarm x Drehzahl x 2 x pi / Getriebeübersetzung

Die Abstützkraft bekomme ich nur indirekt über die Waage. Die zeigt kg; die x 9,81m/s² ergibt den gewünschten Wert in Newton.
Die Übersetzung ist definiert i=z(getrieben)/z(treibend); z=Zähnezahl
Beim NL-Motor muss man folglich einsetzen 54/2 = 27
Beim D - Motor muss man in die Formel setzen 67/2 = 33,5
Beim häufigsten Selbstbaugetriebe (lange Übersetzung) ist der korrekte Wert 20,10364.

Der Hebelarm beträgt bei unserem Auspuff 0,37m (und zwar vom Schraubenloch am Gummi-Salino bis zur Achse - aber rechtwinkelig messen!)

Also programmiere man sich in Excel:
Für das Drehmoment gilt folgende Formel:
Messwert(Waage in kg) x 9,81 x 0,37 / Übersetzung => Drehmoment in Nm

Aus dem Drehmoment lässt sich folgendermaßen die Leistung errechnen:
Drehmoment x Drehzahl (in 1/min) x 2 x pi() : 60 : 1000 => Leistung in kW
Wer's in PS liebt, wie ich, multipliziert das Ergebnis der kW-Rechnung mit 1,36 - fertig.

Heraus kam Ende 2007 an meinem Mopedmotor folgende Leistungskurve netto am Hinterrad (den fuhr ich 2011 in Enschede):
K1-271107.jpg
Rot ist die Leistung; grün das Drehmoment.

Heraus kam gestern, 17 Juli 2011, bei Elkes Motor folgende Leistungskurve netto am Hinterrad:
K3-170711.jpg
Dieser Leistungsprüfstand ist empfindlicher als jedes Popometer. Er ist unabhängig von Rückenwind/Gegenwind, kleinstem Gefälle und geringster Steigung. Und er schließt Gewicht, Sitzhaltung und Bekleidung als Einflussgrößen aus.

Ich weiß, ich bin ein technischer Quälgeist - aber das mit viel Vergnügen :mcgreen:

Dieter

1x editiert: die Übersetzung ist anders definiert als ich oben zuerst geschrieben habe. Jetzt ist das korrigiert.
Das Ergebnis bleibt jedoch mit den geänderten Formeln gleich.
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Dieter-K
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von Dieter-K »

Um die Messwerte einigermaßen gut auswerten zu können, nimmt man den Prüflauf per Video auf.
Später kann man dann in aller Ruhe die Wertepaare (Drehzahl und kg) in die Excel-Tabelle eintragen.


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PeCeBu
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von PeCeBu »

Hallo Dieter :smile:
wenn ich mir nur das Video anschaue glaube ich eher du hast die erste Hovercraftsaxonette erfunden :mcgreen: wie du da im Schilf experimentierst. *THUMBS UP* *THUMBS UP* *THUMBS UP*
Gruß Peter
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Urban
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von Urban »

wouuhhhh Beeindruckend,

aber Dieter gibs zu Du wolltest eigentlich so einen Sumpfgleiter wie in den Everglades bauen :muahaha: :muahaha:


Beindruckte Grüße
Urban
herzliche Zweiradgrüße
Urban


alle eingefügten Fotos oder Cliparts sind frei von Rechten Dritter
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eddiwars
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von eddiwars »

Wou - wou,

bei Dir würd' ich am liebsten mal ein Praktikum machen.

sehnsüchtigt Eddi
DiDi
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von DiDi »

Hallo Dieter,
bin beeindruckt wieviel mühe du Dir wieder machst ,
beim finden der richtigen Zündkurven *THUMBS UP* *THUMBS UP*

schönes Einrad ist der Stand geworden , *THUMBS UP*

Gruß DiDi

P.S. Fehlt quasi nur ein großer Schirm dran ,für alle Fälle
Für den inneren Schweinehund gibt es eine Erklärung aus der Evolution ; er muss uns zugelaufen sein .
Timo
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von Timo »

Hi Dieter,
sehr gut durchdacht dein Prüfstand. *THUMBS UP* *THUMBS UP* *THUMBS UP*
Meine Hochachtung hast du.

Vergibst du schon Termine? :mcgreen: :mcgreen: Wann können wir mit unseren Motoren kommen? :willauch:
LG
Timo
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McMaly
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von McMaly »

Hallo Dieter,

wie nicht anders von Dir zu erwarten:

sachlich, fundiert, gut durchdacht, verständlich erklärt, bebildert und auch noch mit einem Filmbeitrag versehen.

Ganz großes Kino! :danke:

Ich finde dein Engagement für die Gemeinschaft einfach toll. MIt diesem Prüfstand hört das „im trüben fischen“ bezüglich der Leistung nun endlich auf.

Da kommen konkrete Zahlen auf den Tisch und jegliche „Wettbewerbsverzerrungen“ durch unterschiedliches Gewicht des Fahrers, unterschiedlichen Luftdruck u.s.w. entfallen.

Hier sind die Hosen nun wirklich unten, wenn es um reale Performance geht.

Meine Gratulation zu dem Ergebnis von Elkes Motor. *THUMBS UP*

Da ich aus eigener Erfahrung weiß, wie viel Leistung auf dem Weg von der Kurbelwelle bis zum Hinterrad in der Regel auf der Strecke bleibt – wir haben damals unsere RDs auch auf der Rolle gehabt und manchmal ganz schön bescheiden aus der Wäsche geschaut, wenn wir gesehen haben, was real von der Kurbelwellenleistung am Hinterrad noch ankam – traue ich Elkes Motor nahezu 1,5 PS an der Welle zu.

Auch finde ich es sympathisch, das Du für die Leistungsangabe die den älteren Semestern besser vertraute Masseinheit PS anstatt KW verwendest – obwohl das ja offiziell nicht mehr statthaft ist.

Mach weiter so!

Liebe Grüße

Matthias
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Dieter-K
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Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von Dieter-K »

Lieber Matthias,

du beurteilst die Leistung des K3-Motors sehr wohlwollend.
Den Wirkungsgrad meines Zahnradsatzes kenne ich. Der beträgt 98%. Bei einem Dreistufer kann man im günstigsten Fall von einem Wirkungsgrad der Verzahnung von 0,98 hoch 3 rechnen. Damit wäre der günstigste Wirkungsgrad 94%. Meine Zahnräder sind um Einiges aufwändiger gefertigt und genauer als der Serienkram. Dazu kommen noch Lagerverluste, die relativ gering sind. Aber den Kohl machen die Panschverluste wieder fett, wenn sich gelochte Zahnräder im Ölbad drehen. Deshalb gehe ich von einem Unterschied zwischen Leistung netto Hinterrad und Leistung brutto Kurbelwelle von 85% bis günstigstenfalls 90% aus.

Während über Sumpffahrzeuge philosophiert wird, haben sich offenbar die wenigsten Leute Gedanken darüber gemacht, was der Leistungsunterschied zwischen K1-Motor von 2007 und K3-Motor von 2010 in der Praxis bedeutet.

Bei allen Problemen mit Reibbändern, Zündspulen, Polrädern, bleibe ich gerne Optimist und sollte vielleicht mal Didis Buckelkolben in den K3 verbauen.
Bisher laufen in meinen Motoren nämlich nur Flachkolben.
Ich bin noch lange nicht reif fürs Pedelec.

Dieter

Leistungskurven K1-Motor von 2007 und K3-Motor von 2010 überlagert:
K1 und K3 überlagert.jpg
K1 und K3 überlagert.jpg (166.34 KiB) 3280 mal betrachtet
yogi

Re: Leistungsprüfstand - ein Beitrag für Spezialisten

Beitrag von yogi »

Hallo Dieter,

Mann O Mann,
Meine Anerkennung !!! *THUMBS UP* *THUMBS UP* *THUMBS UP*

Das ist mal wieder ein schlagender Beweiß, was mit Fantasie, ein wenig handwerklichem Geschick und fachlichem Wissen im privaten Bereich möglich ist.
Da kommt bei mir sofort die Lust den Apparat nachzubauen. Leider geht das bei mir aus verschiedenen Gründen nicht.

Das Handwerkliche hätte ich hinbekommen, aber die erforderlichen theoretischen Grundlagen zu so einer Prüfvorrichtung hätten mir doch gefehlt.

Noch mal meine Anerkennung. @}->-- @}->-- @}->--

Yogi (Jörg)
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