Labor für Kolbenmaschinen

Herzlich Willkommen auf der Homepage des Labors für Kolbenmaschinen.


Im Labor für Kolbenmaschinen lernen Studierende der Vertiefungsrichtungen Anlagentechnik und Konstruktion die Funktionsweise von Kolbenmaschinen. Hierbei werden insbesondere Verbrennungsmotoren hinsichtlich Leistung, Kraftstoffverbrauch und Emissionen untersucht und optimiert.

Was sind Kolbenmaschinen?

Kolbenmaschinen sind die größte Gruppe der Kraft- und Arbeitsmaschinen. Insbesondere Verbrennungsmotoren sind die am meisten eingesetzten Wärmekraftmaschinen der Welt. Das liegt zum einen an der Flexibilität, aber auch am hohen Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren. Verbrennungsmotoren werden in Leistungsklassen zwischen wenigen Watt und mehreren Megawatt eingesetzt. Es gibt Verbrennungsmotoren, die erreichen 54% Wirkungsgrad. Hinsichtlich des Wirkungsgrades ist der Verbrennungsmotor die beste Wärmekraftmaschine, die es gibt.

Was passiert im Labor?

Im Labor sollen Studierende den Aufbau, die Funktion und das Betriebsverhalten von Verbrennungsmotoren kennenlernen. Hierzu haben wir einen modernen Einzylinder Forschungsmotor, bei dem die wichtigsten Kenngrößen gemessen werden können. Außerdem ist es bei diesem Motor möglich, konstruktive Parameter während des Betriebs bzw. während kurzer Messpausen zu verstellen. Damit lässt sich das Betriebsverhalten am Prüfstand optimieren.

Die Untersuchungen im Labor stehen im direkten Zusammenhang mit den Inhalten der Vorlesung Kolbenmaschinen. Die Themen, die in der Vorlesung theoretisch besprochen werden, können im Labor „ausprobiert" werden.

Neben den Laborveranstaltungen haben Studierende auch die Möglichkeit, Projekte im Rahmen ihres Studium durchzuführen.

Laborversuche:

  • Zerlegung und Zusammenbau eines Verbrennungsmotors: Hierbei sollen Studierende den tatsächlichen Aufbau der Maschine kennenlernen
  • Teillastoptimierung eines Ottomotors.
  • Volllastoptimierung eines Ottomotors
Einzylinder Forschungsmotor ECC M010 Modular Motor
  • Zylinderkopf, Kolben und Pleuel Serienteile von PSA (EW10J4)
  • Bauform: 1-Zylinder
  • Hubraum: 499 cm³
  • Bohrung x Hub: 85,0 x 88,0
  • Verdichtung: 10,8:1
  • Massenausgleich: 1. und 2. Ordnung

 Besonderheiten:

  • Schlepp- und Bremsbetrieb durch Kopplung mit Elektromotor (Abbildung 1)
  • Schleppbetrieb: Verbrennungsmotor wird von Elektromotor geschleppt
  • Bremsbetrieb: Elektromotor wird von Verbrennungsmotor geschleppt und fungiert als Generator (Zufuhr des Stromes ins Stromnetz)
  • Variabel: Quetschspalt und Verdichtungsverhältnis durch Einsetzen von Distanzblechen
  • Änderung der Steuerzeiten durch Verdrehung oder Austausch der Nockenwelle
  • Steuerung der Betriebsparameter des Prüfstandes durch frei programmierte Motorsteuerung Simulink (Studentische Abschlussarbeit)
  • Alle Betriebsparameter voneinander entkoppelt und separat veränderlich
  • Zündzeitpunkt
  • Einspritzzeitpunkt
  • Einspritzdauer
  • Öffnungswinkel der Drosselklappe

 

Umfangreiche Messtechnik

  • Erfassung und Verarbeitung der Signale in Simulink
  • Ansteuerung der Aktoren durch frei programmierte Motorsteuerung

Überwachung des Betriebsdruckes durch Zylinderdruckindizierung (Abbildung 4) und anderer Parameter:

  • Betriebsdruck, Ansaug- und Auslasstemperatur
  • Öldruck sowie Öl- und Kühlwassertemperatur
  • Timing von Zünd- und Einspritzsignal
  • Lambda
  • Drehmoment
  • Exakte Verbrauchsmessung durch Kraftstoffwaage

Für Schülerinnen und Schüler

Bei besonderen Gelegenheiten öffnen wir unsere Türen auch für Schülerinnen, Schüler und andere Interessierte, wie z.B. bei unserem Schnuppertag Technik, der gewöhnlich Ende Januar stattfindet.


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Kontakt

Hochschule Emden/Leer - Fachbereich Technik - Abt. Maschinenbau

University of Applied Sciences - Department of Mechanical Engineering

Labor für Kolbenmaschinen

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26723 Emden

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