Mechanische Motoranalyse
Was ist mechanische Motoranalyse?
Abseits von elektrischen Kenngrößen, spielen in der Praxis vor allem mechanische Größen eine Rolle. Denkt man beispielsweise an einen Elektromotor, fallen einem zuerst Größen wie Strom und Spannung ein. Für die Funktionsweise von Elektromotoren sind aber auch ganz andere Eigenschaften bedeutend: Wie schnell arbeitet der Motor? Welche Lautstärke erzeugt er dabei? Entstehen Vibrationen? Dies sind alles mechanische Größen, die man mittels der mechanischen Motoranalyse zu beobachten versucht.
Anwendung findet die mechanische Motoranalyse naheliegenderweise in der Automobilbranche. Mechanische Eigenschaften von Motoren sind aber auch in anderen Branchen von Bedeutung, z.B. beim Betreiben eines Notstromaggregats. In vielen Fällen sind mechanische Kenngrößen sogar wichtiger als elektrische, wie etwa beim Fliegen mit einem Propellerflugzeug.
Welche Größen spielen eine Rolle?
Auf was achten Sie beim Kauf eines Autos? Für viele ist die Leistung oder sogar Geschwindigkeit des Autos ein entscheidender Faktor. Zur Bestimmung dieser Größen wird in der mechanischen Motoranalyse das Drehmoment und die Drehzahl bestimmt. In Abhängigkeit dieser beiden Eigenschaften lässt sich nun auch die Leistung und Effizienz eines Motors berechnen.
In der mechanischen Motoranalyse ist die Bestimmung des optimalen Arbeitspunktes ebenfalls sehr wichtig. Ein Motor kann bei sehr hohen oder niedrigen Drehzahlen oft Leistungsverluste aufweisen. Im Alltagsgebrauch eines Autos sollten diese Verluste aber möglichst gering sein, denn sonst kann die Tankstellenrechnung hoch ausfallen. Die mechanische Motoranalyse kann nun in der Motorentwicklung dazu verwendet werden, den Leistungsverlust in typischen Bereichen zu minimieren.
Ein weiterer wichtiger Part in der mechanischen Motoranalyse ist die Entstehung von Vibrationen und Geräuschen. Wie schon im Blogpost zu NVH erläutert, wird durch Minimierung dieser Größen das Fahrgefühl verbessert. So kann die Rückgabe von bereits gekauften Modellen verringert werden. Aber durch Vibrationen besteht auch ein gewisses Gefahrenpotential. Ist die Vibration eines Motors zu stark, führt dies zur frühzeitigen Alterung von Bauteilen. Trifft eine Vibration zusätzlich auf eine Resonanzfrequenz, kann die Vibration derart verstärkt werden, dass sogar während der Fahrt Bauteile nachgeben. Dies gilt es unter allen Umständen zu vermeiden.
DEWETRONs Lösung zur mechanischen Motoranalyse
DEWETRON ist ein Hersteller von hochpräzisen und modularen Mess- und Prüfgeräten. Abseits davon entwickeln wir die OXYGEN Software, welche sich optimal zur mechanischen Motoranalyse eignet.
OXYGEN bietet eine Vielzahl von Funktionen, beispielsweise können Drehzahl und Drehmoment direkt zu einer Leistungskennzahl kombiniert werden. Die Auswertung von Schalldruck und Vibrationen macht Ihnen OXYGEN ebenfalls leicht. Sie können zwischen logarithmischen und linearen Skalen wählen, den frequenzgewichteten Schalldruckpegel berücksichtigen und Daten sogar in einem Matrixkennfeld darstellen.
Das Matrixkennfeld eignet sich außerdem optimal, um das Leistungskennlinienfeld eines Motors zu erstellen. Dies ist notwendig, um den optimalen Betriebspunkt eines Motors zu finden. Wie so ein Leistungskennlinienfeld aussehen kann, sehen Sie in der nachfolgenden Abbildung.
Leistungskennfeld zur Bestimmung der Effizienz (Effizienz korreliert mit der Farbe)
OXYGEN unterstützt darüber hinaus auch eine Vielzahl grundlegender Analysefunktionen. Sie können beispielsweise FFT- oder CPB-Spektren erstellen. Um Ihnen dieses Thema noch näher zu bringen, haben wir sogar ein ganzes Video-Tutorial über mechanische Motoranalyse produziert. Dieses finden sie hier.
Falls wir nun Ihr Interesse geweckt haben, können Sie auf unserer DEWETRON Website alle Informationen zu OXYGEN und unseren Messmodulen finden. Video-Tutorials, Whitepaper und noch einiges mehr finden Sie dort ebenfalls. Um auf dem Laufenden zu bleiben, können Sie uns gleichzeitig auf Twitter oder LinkedIn folgen.
