Motorprüfstand selbst bauen?

      Motorprüfstand selbst bauen?

      Hi Leute,
      helft mir mal bei meinem Hirngespinsten...

      Also ich hab in letzter Zeit darüber nachgedacht mir nen Motorprüfstand selbst zu bauen.
      Ne Vorrichtung um nen Motor einzuspannen. Kraftübertragung dann per Kette auf nen Elektromotor der als Generator betrieben wird.

      Das ganze sollte dann noch mit Drehzahlabnahme aufn Computer gehen. Dort sollte es dann von nem Programm zu ner Kurve umgearbeitet werden.

      Ich finde das ganze klingt gar nicht soo kompliziert, aber wahrscheinlich stell ich mir das zu einfach vor. Ich hab halt blöderweise nicht wirklich Ahnung vom Programmieren etc. aber vielleicht kann man das gemeinsam realisieren?

      Lasst uns mal zusammen darüber sinnieren...:)
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      klingt jetz gar nich mal so blöd.
      man braucht halt noch ne platine mit nem element des die spannung misst und nen mc der das ganze dann an n usbkabel weitergibt damit man das ganze aufn pc kriegt.

      wenn man die kenndaten von dem elektromotor hat sollte die darstellung nich des problem sein.

      programmieren würd ich mich bereiterklären hab im mom allerdings nich allzuviel zeit da ich im mai abschlussprüfung hab
      Original von MrDeath
      so wirklich günstig wird das aber auch nich, wenn man die walze nich grad selber herstellen kann


      Denke ich auch. Vorallem sollte der rest ja auch recht stabil ausgelegt werden, also Lagerung und co. Will nich wissen was passiert, wenn so ne Walze fliegen geht :D
      erst wenn der letzte vergaser verschrottet, der letzte unterbrecher verschmort und der letzte gaszug gerissen ist, werdet ihr merken, dass man elektronik nicht reparieren kann!
      hatte mir sowas auch schon überlegt, allerdings hätte ich das mechanisch gebaut.

      vom motor ne bremsscheibe antreiben lassen, dann den bremssattel auf ner stange befestigt die an einem ende drehbar gelagert ist und am anderen eine waage.

      dann den motor auf vollgas drehen lassen und mit der bremse immer weiter runterbremsen, somit hätte man alle drehzahlen auf vollast und kann aus dem gewicht das an der waage anliegt die leistung bei der jeweiligen drehzahl errechnen
      Geschwindigkeit gibt Sicherheit!
      man sollte auch bedenken, dass so ne messung auch einige zeit dauern sollte, man misst deswegen ja auch immer in höheren gängen...also muss die zu beschleunigende masse auch etwas gewicht haben, damit das ganze nich zu schnell hochdreht
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      Original von Kreivarna (MMO)
      hatte mir sowas auch schon überlegt, allerdings hätte ich das mechanisch gebaut.

      vom motor ne bremsscheibe antreiben lassen, dann den bremssattel auf ner stange befestigt die an einem ende drehbar gelagert ist und am anderen eine waage.

      dann den motor auf vollgas drehen lassen und mit der bremse immer weiter runterbremsen, somit hätte man alle drehzahlen auf vollast und kann aus dem gewicht das an der waage anliegt die leistung bei der jeweiligen drehzahl errechnen


      Entweder ich hab 'n Denkfehler, oder man bekommt nen Messfehler weil ein (nicht grad kleiner) Teil der Leistung in Hitze umgewandelt wird.

      Ausserdem wäre ne (ne stinknormale Personen-) Waage mit dem Hebel zur Kraftmessung glaub ich schwer zu kalibrieren.

      Eine Rolle zu beschleunigen und die Leistung über das Massenträgheitsmoment zu berechnen ist meiner Meinung nach auf jeden Fall der Beste Weg..

      Aber wenn man denn 'n Prüfstand mit ner fetten Rolle baut würd ichs auch zum drauffahren bauen.. ist zwar nicht so mobil, aber im Endeffekt einfacher und du könntest sogar noch Verlustleistung ermitteln..

      Mit dem Elektromotor..kein Plan.. hab ich auch nich so die Ahnung von . stell ich mir aber schwierig vor wegen verschiedener Spannungs-Drehzahl-Leistung-Kennlinien.. die Spannungsausgabe der Dinger verhält sich ja nicht so linear wie 'n Stück Metall was man beschleunigt.

      Ist jetzt aber alles nur von der theoretischen Seite.

      'N Rollenprüfstand bedarf auch ner vernünftigen Lagerung und guten Fertigung sonst kanns schnell gefährlich werden.
      Original von Tobi
      [...]
      Eine Rolle zu beschleunigen und die Leistung über das Massenträgheitsmoment zu berechnen ist meiner Meinung nach auf jeden Fall der Beste Weg..
      So irgendwie hats der JoeHännes auch vor ... das dann halt in Verbindung mit GSF Dyno ... seine Rolle wiegt wohl 300kg :D
      [...]

      Mit dem Elektromotor..kein Plan.. hab ich auch nich so die Ahnung von . stell ich mir aber schwierig vor wegen verschiedener Spannungs-Drehzahl-Leistung-Kennlinien.. die Spannungsausgabe der Dinger verhält sich ja nicht so linear wie 'n Stück Metall was man beschleunigt.
      Joa, zudem braucht man ja eine Last damit die Rolle auch abgebremst wird... und dann mal viel Spass sagen wir jetzt einfach mal 10kW an elektrischer Energie abzuführen :D
      [...]
      form > function
      Aaalso, ich hab mich heut im Nachtdienst etwas schlau gemacht.
      Die Sache mit dem Generator scheint wohl so ohne weiteres nicht machbar zu sein.
      Und ob ich mir dann nen Motorprüfstand oder gleich nen kompletten Mopedprüfstand bau bleibt sich gleich wenn man über die Trägheitsmasse geht.
      Aaaaber das sind rund 1000-1200€ Materialkosten, wenn nicht sogar mehr. Denn die Möglichkeit um ne 300kg Welle zu bearbeiten hab ich nich. Und dafür das ich das ganze dann später mit dem GSF Dyno Tool auslese ist mir das ehrlich gesagt zu teuer.

      Dann nehm ich lieber das Signal vom Digitaltacho/Zündkabel ab und speise es im GSF Tool ein...:)
      Original von Schumey
      [...]
      Eine Rolle zu beschleunigen und die Leistung über das Massenträgheitsmoment zu berechnen ist meiner Meinung nach auf jeden Fall der Beste Weg..
      So irgendwie hats der JoeHännes auch vor ... das dann halt in Verbindung mit GSF Dyno ... seine Rolle wiegt wohl 300kg :D
      [...]
      ]


      warum so schwer? soll da was größeres drauf?

      ich meine die rolle am p4 bis 100ps wiegt 150kg
      Hallo,
      über google hab ich folgende aber nicht vollendete konzeptidee gefunden...
      bin auch ziemlich interessiert an sowas, doch leider bin ich nicht unbedingt der programmierer bzw. elektriker.. wäre ja cool wenn manche von euch in dem bereich nochwas beifügen könnten..



      Hier einmal etwas zu einer Arbeit von mir zum Rollenprüfstand. Sie ist leider noch nicht fertig. Vorab entschuldige ich mich für Fehler, da noch nicht Korrektur gelesen habe.

      2. Das Grundkonzept

      Wenn man einen Rollenprüfstand betrachtet und die ganze Technik, die ihn umgibt bzw. die er beinhaltet, ist man schnell überfordert und denkt, das so etwas als normaler Mensch nicht machbar wäre. Andere, die über mehr Kenntnisse in der Physik verfügen, denken wiederum, dass eine Realisierung ein Kinderspiel wäre.
      Beide Ansichten sind nicht richtig. Es ist machbar, nur sollte man die große Anzahl von Randbedingungen nicht außer Acht lassen. Für einen Physiker ist die Bestimmung der Rolleneigenschaften und deren Auswirkungen ein leichtes, für einen Informatiker ist die Programmierung nur ein geringes Problem und für den Elektrotechniker ist die Sensorik nur ein Lehrbuchfall. Doch alle drei Bereiche in einer Person abzudecken, ist alles andere als einfach, aber mit etwas Zeitaufwand, Geduld und Ausdauer kein Problem. Um Interessierten an dem Thema oder an dem Ergebnis weniger Kopfzerbrechen zu bereiten, ist diese Arbeit verfasst.

      Um einen guten Einstig in das Thema zu bekommen, wird der Prüfstand kurz charakterisiert. Dabei werden drei Bereiche gegliedert, die im folgenden aufgeführt sind.


      2.1. Konstruktion

      Auf der gezeigten Grafik werden die Grundelemente sichtbar. Diese umfassen die Rolle, die Rampe, die Befestigungsschiene und das Chassis oder Rahmen.
      Das wichtigste dieser Elemente stellt dabei der Rahmen dar. Er muss alle Kräfte sicher zusammen halten und das sind nicht wenige. Eine kleine Beispielrechnung macht allein die Gewichtsbelastung deutlich.

      Fahrzeugmasse mF = 200 kg Masse Person mP = 80 kg
      Rollenmasse mR = 120 kg Masse Sonstiges mS = 30 kg

      (1)

      Wie man sieht, wirkt allein durch die Gewichtskräfte eine enorme Belastung. Dabei hat man jedoch noch keine Betriebskräfte, wie beispielsweise die Kraft, die beim Beschleunigen des Fahrzeuges entsteht, berücksichtigt. Dazu findet sich im Punkt 7 eine Beispielkonstruktion inklusive Berechnung.
      - 4 -
      GRUNDKONZEPT

      Essentielle Bestandteile, die in der Zeichnung aus Übersichtsgründen nicht aufgeführt worden sind, werden in der folgenden Liste mit einer kleinen Funktionsbeschreibung gezeigt und erläutert.

      Teil Montageort Funktionsbeschreibung
      Halteschellen Chassis und Befestigungsschiene Zur Befestigung von Spanngurte, die das Fahrzeug sicher auf dem Prüfstand halten und vor Umfallen schützen
      Chassisfüße zwischen Chassis und Boden Dienen der Befestigung des Prüfstandes und Schwingungsdämpfung
      Rollenlagerung zwischen Chassis und Rolle Lagert die Rolle sicher im Chassis; es sollte auf eine hohe Qualität der Wälzlager geachtet werden
      Schrauben Verbindungen Stellen Verbindungen her. Sie sollten großzügig dimensiert werden.
      evtl. Bremse zwischen Chassis und Rolle Bringt die Rolle bei einem Notaus schnell zum Stillstand
      Kühlgebläse in der vorderen Partie des Chassis' Schützt den Motor vor Überhitzung
      Absauganlage in den Räumlichkeiten Saugt Auspuffgase ab
      rutschsichere Auflage auf dem Chassis Verhinderung von Verletzungen

      Man könnte die Liste natürlich noch erweitern, aber sie soll ja nur die wirklich wichtigen Dinge aufzeigen.

      2.2. Sensorik


      Wie kommt nun das Signal auf die Rolle? Dies kann man durch verschiedene Systeme erreichen. Zum einen über optische Sensoren, beispielsweise durch eine kleine Lichtschranke erreicht werden. Andererseits kann man auch Hall-Sensoren, die bei einem hinreichend starken Magnetfeld ihren Widerstand ändern und somit einen Strom zum Fließen bringen, benutzen.
      Beide Sensoren haben eines gemein. Sie arbeiten nicht analog, sondern digital. Das bedeutet, am Ausgang der Bauelemente liegt entweder ein Spannung des Wertes U=xV oder U=0V. Dabei gibt es keine Zwischenzustände. Der gebräuchlichste Pegel ist der TTL-Pegel, der entweder 0 oder 5V führt. Ein analoges Signal ist beispielsweise eine Sinusfunktion, wie sie unter anderem in unserem Stromnetz vor kommt.
      Von der Benutzung von Reed-Kontakten oder Tastern rate ich ab, da diese "prellen" können. Das bedeutet, der Kontakt in dem eigentlichen Schalter nachwippt und den Stromkreis noch einmal kurzzeitig schließen kann.
      Eine andere Art von Sensoren sind die induktiven Sensoren. Diese Arbeiten sehr genau, sind unempfindlich gegen Wasser und Schmutz, haben jedoch den großen Nachteil sehr teuer zu sein.
      Hier ein kleiner Vergleich zwischen den Eigenschaften der einzelnen Bauelementen.

      Empfindlichkeit
      a) Schmutz
      b) Wasser Genauigkeit Installation Preis
      Hall-Schalter gut gut mäßig einfach niedrig (ab 2,02€)
      Lichtschranke schlecht mäßig gut mäßig niedrig (ab 1,51€)
      Induktionssensor gut gut gut schwer hoch (ab 23,41€)

      - 5 -
      GRUNDKONZEPT

      Doch wieso sich bei solch einem Projekt über 21,00 € Gedanken machen? Weil man nicht nur einen Sensor braucht, sondern 30. Dies relativiert die Preislage. Auf einmal sind es nicht mehr 21 € sondern 630 € Differenz zu der nächst günstigeren Variante.

      In Abbildung 2 ist das Grundprinzip der Sensorik dar gestellt. Dabei ist starr an der Rolle eine Scheibe mit Einkerbungen angebracht, die den Lichtstrahl der Lichtschranke unterbricht. Sobald dies passiert, ändert sich der Wert von 5V auf 0V (oder auch von true auf false). Durch eine besondere Anordnung der Sensoren im Bezug auf die Einkerbungen, ist es so möglich mit nur 30 Sensoren auf 1° genau zu messen. Wie dies von sich geht, wird im Kapitel 5 näher erläutert.


      2.3. Datenverarbeitung


      Nachdem nun das Signal aufgenommen ist, wird es in den PC eingespeist. Dies funktioniert jedoch nicht unmittelbar, sondern nur in Verbindung mit einer Messkarte. Adaptiv könnte man auch andere Ports des PC nutzen, um das Signal verarbeiten zu können. Dies kann beispielsweise über den parallelen Port (LPT) oder den seriellen Port (COM) sein. Jedoch haben beide die großen Nachteile, weniger Ports zu besitzen, die nicht immer zwischen Ein- und Ausgang umschaltbar sind und relativ träge zu sein. Wer Messungen über diese Ports macht, der sollte die Frequenz unter Windows 9x und ME bei maximal 1000 Hz und unter Windows NT,2000,XP,Vista bei maximal 200 Hz belassen. Grund für die große Abweichung ist, dass seit der NT-Generation keine Direktzugriffe, sondern nur noch Treiberzugriffe möglich geworden sind. Dies bremst das System ungemein aus.
      Hingegen Tests mit der Messkarte waren unter Windows XP ohne Probleme bis über 3000 Hz möglich. Laut Hersteller sei sogar eine Abtastfrequenz bis knapp 1 MHz möglich! Diese Geschwindigkeit ist jedoch nur mit PCI-Karten zu erreichen, da nur diese einen Datendurchsatz von bis zu 28MBit/s bei 33 MHz Taktung zulassen.
      Über ein Programm, welches in festgelegten Abständen die Eingänge liest bzw. Ausgänge schreibt, kann nun mit den Werten der Sensorik gearbeitet werden. Bei dem Lesevorgang werden die Werte in eine Datei geschrieben und nach der Messung umgewandelt und ausgewertet.

      - 6 -
      GRUNDKONZEPT

      2.4. Messung


      Die eigentliche Messung besitzt folgenden Ablauf.
      1. Das Fahrzeug wird auf den Prüfstand gebracht und befestigt. Anschließend wird der Motor warm gelaufen lassen.
      2. In dem Programm werden verschiedene Parameter eingegeben. Diese sind u.a. Art des Getriebes, Art der Messung und auch die Fahrzeugparameter.
      3. Im nächsten Schritt wird die Übersetzung kalibriert. Das Motorrad wird in dem später zu messenden Gang gekuppelt und in einem definierten Drehzahlbereich gehalten. Nun zählt das Programm eine bestimmte Anzahl von Zündfunken und die Werte der Sensorik der Rolle. Die Messung des Zündfunken wird aus Genauigkeitsgründen nur in dieser Phase benutzt.
      4. Die Drehzahl des Fahrzeuges wird nun auf Standgas reduziert. Nachdem die Messung gestartet wurde, schreibt das Programm die Zustände der Rolle über die Zeit in eine Datei. Hier ein kurzes Beispiel:

      00000000 00010000 00000000 000000
      00000000 00001000 00000000 000000
      00000000 00000010 00000000 000000

      5. Sobald die Winkelbeschleunigung=0 , dass heißt, wenn die höchste Drehzahl erreicht ist oder sogar wieder absinkt, stoppt das Programm die Messung.
      6. Nun wird die Datei umgewandelt und ausgewertet.

      Eingelesene Werte Winkel Moment
      00000000 00010000 00000000 000000 144°
      00000000 00001000 00000000 000000  156°  M(n)
      00000000 00000010 00000000 000000 180°

      7. Aus diesen Werten wird schließlich das Moment M(n) berechnet und in Form einer Kurve dargestellt.

      - 7 -

      Gruß Dirk



      Eure Kurbelwelle ist hin? Keine Leistung?
      Kurbelwelle ausrichten, Zylinder(kopf) tunen
      und weitere Dienstleistungen hier
      Original von DJBassröhre {MMO}
      Hallo,
      über google hab ich folgende aber nicht vollendete konzeptidee gefunden...
      bin auch ziemlich interessiert an sowas, doch leider bin ich nicht unbedingt der programmierer bzw. elektriker.. wäre ja cool wenn manche von euch in dem bereich nochwas beifügen könnten..


      [...]




      Hört sich als Grundkonzept nicht schlecht an. Schade dass die Bilder fehlen. Der meiner Meinung nach einzig "schwere" Teil ist die Sensorik. Datenverarbeitung sollte man noch relativ einfach hinkriegen.

      Aber warum sollte man so viele Sensoren brauchen?

      Ich würde einfach eine Art "Triggerscheibe" (sorry wenn das Wort nich passt, irgendwie kams mir grad in den Kopf) an die Rolle/Welle bauen, so wie sie an Motorrädern mit Traktionskontrolle an Vorder- und Hinterrad verbaut sind.



      Bei ausreichendem Aussendurchmesser und Anzahl der Ausspaarungen sollte die Auflösung/Abtastrate auch mit bezahlbarer Hardware kein Problem werden.

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „Tobi“ ()

      Original von F41TH
      Für die Absolute Leistung evtl nicht wirklich zu gebrauchen aber für vorher/Nacher messungen sollte das doch passen


      Warum nicht? (vom Reibmoment der Wälzlager mal abgesehen) :unschuld:
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      ..solange man das Signal nicht über den Mikrofon/Ton-Kram, sondern über ne vernünftige Drehzahlmessung direkt an der Rolle einliest sehe ich da nicht viel Möglichkeiten für Toleranz.. ist eigentlich simple Physik.

      Ich weiß nicht, die käuflichen Prüfstände sind wohl in der Bedienung viel freundlicher, um auf DIN-EG (or whatever..) Werte zu kommen, da sie direkt Korrekturfaktoren (Luftfeuchtigkeit, -temperatur, -druck) mit einberechnen.

      Ausserdem hat niemand gesagt, dass so ein Eigenbau Prüfstand günstig wird.

      Kosten/Nutzen - das muss jeder für sich selbst abwägen.

      Eddi.. was hasn nun vor? Motorprüfstand? Oder Rollenprüfstand zum drauffahren?
      Ich werd wahrscheinlich gar nix machen. Ich schau jetzt mal die nächsten paar Tage bei den Ortsansässigen Metallbearbeitungsfirmen ob die sowas kostengünstig herstellen(Welle) und wenn sich da nicht grad irgendwas ergibt verwerf ich die ganze Sache wieder.
      War ja nur ne Spinnerei...;-)

      Aber das mit der 150kg Welle versteh ich jetzt nich ganz. Die vom GSF haben alle min. 300kg Wellen genommen.
      Mister Tot bist du dir sicher das du da am P4 nicht noch ne übersetzung oder ne Schwungscheibe dran hast?