Labor für Kolbenmaschinen

Lehre

Kolbenmaschinen beinhalten die Bereiche Verbrennungskraftmaschinen, Verdichter und Pumpen.

Ergänzend zu der Vorlesung Kolbenmaschinen I finden im Labor die dazugehörigen Praxisübungen statt. An anwendungsorientierten Beispielen, in diesem Fall Pumpen- und Verdichter Prüfstand, lernen die Studierenden, das in der Vorlesung erworbenes Wissen zu verfestigen und die Funktion der Maschinen im realen Versuch zu beurteilen.

Zum Wahlpflichtmodul Kolbenmaschinen II gehört ebenfalls die praktische Laborübung, hier werden am Motorenprüfstand die Leistungsdaten von einem Otto- und Dieselmotor ermittelt. Dazu gehören u.a. der Kraftstoffverbrauch, die Leistung und die Abgaswerte des zu testenden Aggregates.  Voraussetzung hierfür ist ein gutes Transferwissen der Studierenden im Bereich der Thermodynamik und der Messtechnik. Auch hier kann das Wissen aus den Vorlesungen Kolbenmaschinen II und den Thermodynamik-Vorlesungen praktisch angewendet werden. Der Versuch wird nach einer gründlichen Einweisung von den Studierenden in Eigenregie durchgeführt. Hierdurch werden Teamfähigkeit und Selbständigkeit gefördert.

Es werden stets Projektarbeiten – von Reibung- und Verschleißuntersuchungen bis hin zum Bierkistenrenner – durchgeführt. Die Bachelor- und Masterarbeiten werden hauptsächlich in Kooperation mit Industrieunternehmen angeboten. 

Forschung

Viele F&E-Projekte haben sich rund um das Thema Reibung, Verschleiß und Ölverbrauch ergeben. Hier drei Beispiele:

  • Der Schmierfilm, der sich unter den Kolbenringen ergibt, trägt entscheidend dazu bei, dass das tribologische System Kolbenring – Zylinder einwandfrei funktioniert und einen geringen Verschleiß aufweist. Der hierdurch unvermeidlich auftretende Ölverbrauch soll so gering wie möglich ausfallen. Um dieses System besser zu verstehen hilft die Visualisierung des Ölfilms unter den Kolbenringen und dem Kolbenhemd.
  • Auch bei den Luftkompressoren spielt der Ölverbrauch eine wichtige Rolle. Im Labor befindet sich ein Prüfstand, mit dessen Hilfe die Kompressoren auf ihren Ölverbrauch untersucht werden. Hierbei kommen etablierte und neu entwickelte Messverfahren zum Einsatz.
  • Werkstoffe aus dem Ventiltrieb sind in modernen Verbrennungsmotoren höchsten mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Zusätzlich sollen sie eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, leicht sein und geringe Materialkosten erzeugen. Viele dieser Materialien werden im Sinterverfahren gefertigt und können entweder als Materialversuch mithilfe eines SRV-Tribometers oder in den vorhandenen Komponentenprüfständen ausgiebig getestet werden. 

 

Ausstattung

Prüfstände:

  • Drei Motorenprüfstande (bis 160kW, 10000 1/min)
  • SRV- und Rotationstribometer
  • Verdichterprüfstand
  • Prinzipversuchstände (Test-Rigs) zur Verschleißuntersuchung von Ventiltriebskomponenten
  • Prüfmotoren zur Bestimmung der Oktan- und Cetanzahl
  • Motoren mit Glaszylindern zur Ölfilmuntersuchung und Ladungsbewegung
  • Einspritzpumpenprüfstand
  • Schleppprüfstand +/- 10 kW
  • Dampfmotor

Analytik:

  • Highspeedkamera (bis zu 10000 fps)
  • Digitalmikroskop Keyence VHX-6000 (bis zu 1000-fache Vergrößerung)
  • Abgastester AVL
  • Blow By Meter AVL
  • Stereomikroskop
  • Oszilloskop
  • Transientenrecorder (Dewetron)
  • Piezo Druckaufnehmer und Druckmesszündkerze mit den dazugehörigen Ladungsverstärkern
  • Ahlborn Messtechnik für verschiedene Anwendungen (z. B. Temperatur, Spannung und Druck)

Werkzeuge:

  • Motorspezifische Spezialwerkzeuge
  • Umfangreiche Mittel zur Vermessung von Motorkomponenten
  • OBD für Fahrzeuge aus dem VW-Konzern  

Impressionen

Das Team