AT505325B1 - TEST BENCH - Google Patents

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AT505325B1
AT505325B1 AT7802008A AT7802008A AT505325B1 AT 505325 B1 AT505325 B1 AT 505325B1 AT 7802008 A AT7802008 A AT 7802008A AT 7802008 A AT7802008 A AT 7802008A AT 505325 B1 AT505325 B1 AT 505325B1
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cylinder
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Bernd Hermann
Ulf Dr Tipkemper
Thomas Ribbe
Peter Schneider
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Bayerische Motoren Werke Ag
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/02Details or accessories of testing apparatus

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (1) für Motorkomponenten, aufweisend:- ein Kurbelgehäuse (2) zur freidrehenden Aufnahme einer Kurbelwelle (3) mit mindestens einem Hubzapfen (4);- einen Antriebsmotor (6) zum Antreiben der Kurbelwelle (3); und einen Zylinder (9) zur Aufnahme eines Kolbens (8), wobei der Zylinder (9, 9A, 10; 22; 23) und der Kolben (8) einen geschlossenen Gasraum (11) bilden;- wobei der Kolben (8) und die Kurbelwelle (3) mittels eines Pleuels (7) verbindbar sind, dessen Pleuellager (18) an dem Hubzapfen (4) angreift; und-ferner aufweisend eine steuerbare Gaszuleitung (13) in den Gasraum (11).Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Prüfen von Motorkomponenten.The invention relates to a test stand (1) for engine components, comprising: - a crankcase (2) for freely receiving a crankshaft (3) with at least one crankpin (4); - a drive motor (6) for driving the crankshaft (3); and a cylinder (9) for receiving a piston (8), wherein the cylinder (9, 9A, 10; 22; 23) and the piston (8) form a closed gas space (11); - wherein the piston (8) and the crankshaft (3) by means of a connecting rod (7) are connectable, the connecting rod bearing (18) on the crank pin (4) engages; and further comprising a controllable gas supply line (13) into the gas space (11). Further, the present invention relates to a method for testing engine components.

Description

österreichisches Patentamt AT 505 325 B1 2011-06-15Austrian Patent Office AT 505 325 B1 2011-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Motorkomponenten, insbesondere von Pleuellagern, sowie ein Verfahren zum Prüfen von Motorkomponenten.Description: The invention relates to a test stand for engine components, in particular conrod bearings, and to a method for testing engine components.

[0002] Zur Prüfung von Pleuellagern ist ein Gleitlagerprüfstand bekannt, bei dem ein an einer glatten Welle angreifendes Pleuel durch einen Hydropulser beansprucht wird. Es ist ein Pleuellagerprüfstand der Firma Federal Mogul bekannt, bei welchem eine Kurbelwelle über ein Pleuel einen in einem geschlossenen Zylinder laufenden Kolben unter einem Verdichtungsverhältnis von 2:1 antreibt. Nachteilig hierbei ist, dass erstens das Verdichtungsverhältnis fest ist und zweitens eine konstruktionsbedingte obere Drehzahlgrenze von ca. 7000 U/min vorliegt. Zudem müssen bei diesem Prüfstand der Firma Federal Mogul die verwendeten Kurbelwellen gebaute Kurbelwellen sein.For testing conrod bearings, a slide bearing test rig is known in which a connecting rod acting on a smooth shaft is claimed by a hydraulic pulser. There is a conrod bearing tester from Federal Mogul known in which a crankshaft via a connecting rod drives a piston running in a closed cylinder under a compression ratio of 2: 1. The disadvantage here is that, firstly, the compression ratio is fixed and second, there is a design-related upper speed limit of about 7000 U / min. In addition, the crankshafts used in this test bench from Federal Mogul must be crankshafts.

[0003] Die DE 44 54 695 A betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Motoren, wobei hier eine Brennkraftmaschine auf einem Prüfstand fremd angetrieben untersucht wird. Vorbestimmte Belastungskurven für die Bauteile sind bei einer solchen Lösung nur sehr schwierig realisierbar, da die Öffnungs- und Schließbewegung der Ein- bzw. Auslassventile zu einer erheblichen Komplexität des Systems führt. Die Durchführung von Versuchen ist dementsprechend aufwändig.DE 44 54 695 A relates to a method and an apparatus for testing of engines, in which case an internal combustion engine is tested externally driven on a test bench. Predetermined load curves for the components are very difficult to implement in such a solution, since the opening and closing movement of the inlet and outlet valves leads to a considerable complexity of the system. The execution of experiments is correspondingly expensive.

[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur realistischen, vergleichsweise preiswerten und einfach zu handhabenden Prüfung von Motorkomponenten, insbesondere Pleuellagern, bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a way to realistic, relatively inexpensive and easy-to-use testing of engine components, in particular connecting rod bearings.

[0005] Diese Aufgabe wird durch einen Prüfstand nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved by a test stand according to claim 1 and a method according to claim 16. Advantageous embodiments are in particular the dependent claims.

[0006] Ein Prüfstand nach einem Gesichtspunkt der Erfindung weist ein Kurbelgehäuse zur freidrehenden Aufnahme einer (gebauten oder originalen) Kurbelwelle auf, wobei die Kurbelwelle mindestens einen Hubzapfen aufweisen kann, also gekröpft ist. Der Prüfstand umfasst weiterhin einen Antriebsmotor zum Antreiben der Kurbelwelle sowie mindestens einen Zylinder zur Aufnahme eines Kolbens, wobei der Zylinder und der Kolben einen geschlossenen Gasraum bilden. Kolben und Kurbelwelle sind mittels eines Pleuels verbindbar, dessen Pleuellager auf einem Hubzapfen der Kurbelwelle sitzt. Durch diesen Prüfstand wird somit ein befeuerter Verbrennungsmotor simuliert. Durch Verwendung er gekröpften Kurbelwelle wird eine Verlagerungsbahn des Pleuels erzeugt, welche im Wesentlichen der im Motorverlauf entspricht. Zudem können durch die Massen- und Gaskräfte realistische Beanspruchungen aufgegeben werden, wodurch z.B. Verschleiß und Tragbilder des Pleuellagers realitätsnah abbildbar sind.A test stand according to one aspect of the invention comprises a crankcase for free-wheeling receiving a (built or original) crankshaft, wherein the crankshaft may have at least one crankpin, so is cranked. The test stand further comprises a drive motor for driving the crankshaft and at least one cylinder for receiving a piston, wherein the cylinder and the piston form a closed gas space. Piston and crankshaft can be connected by means of a connecting rod whose connecting rod bearing is seated on a crankpin of the crankshaft. This test rig thus simulates a fired internal combustion engine. By using he cranked crankshaft a displacement track of the connecting rod is generated, which essentially corresponds to the course of the engine. In addition, realistic stresses can be released by the mass and gas forces, resulting in e.g. Wear and wear patterns of the connecting rod bearing can be reproduced realistically.

[0007] Beim Betrieb wird durch die Bewegung der Kurbetwelle der Kolben im Zylinder auf- und abbewegt und komprimiert bzw. entspannt entsprechend den geschlossenen Gasraum. Jedoch wird während jedes Kompressionsvorgangs ein geringer Teil des im Gasraum eingeschlossenen Gases entweichen, sodass nach einer bestimmten, und zum Beispiel vom Kompressionsdruck abhängigen, Umdrehungszahl so viel Gas aus dem Gasraum entwichen sein wird, dass dieser zur realistischen Prüfung keinen ausreichenden Gasdruck mehr aufbauen kann. Dadurch wird die Prüfzeit eines Prüfablaufs beschränkt. Um die Betriebszeit zu erhöhen und um ein Brennraumverhalten eines Verbrennungsmotors noch realistischer nachempfinden zu können, führt eine Gaszufuhr in den Gasraum, welcher über eine geeignete Steuerventileinrichtung bezüglich ihres Öffnungsverhaltens steuerbar, insbesondere regelbar, ist. So kann mittels des Steuerventils vorzugsweise ein auf die Lage des Pleuels bzw. des Kolbens abgestimmtes Druckprofil auf den Gasraum aufgegeben werden. Dies kann für die gesamte Umdrehung oder einen Teil davon wirksam sein. Beispielsweise kann im unteren Totpunkt Gas in den Gasraum stossförmig eingeblasen werden. Alternativ kann Gas zu mehreren Zeitpunkten einer Umdrehung zugeführt werden, ggf. auch kontinuierlich mit einem bestimmten Druckprofil. Dabei ist der Prüfstand nicht auf die Zufuhr eines bestimmten Gases beschränkt, welches beispielsweise Luft, Stickstoff, Helium oder andere geeignete Gase oder Mischungen davon umfassen kann. 1/7 österreichisches Patentamt AT 505 325 B1 2011-06-15 [0008] Der Zylinderkopf ist vorzugsweise austauschbar. Dadurch können verschieden geformte Zylinderköpfe zur Prüfung verwendet werden, die insbesondere ein unterschiedliches Verdichtungsverhältnis durch Einstellung eines Volumens des Gasraums definieren. Beispielsweise kann der Zylinderkopf mit einem in den Zylinder/Gasraum ragenden Vorsprung ausgebildet sein (verkleinertes Gasraumvolumen), oder mit einer sich vom Zylinder/ Gasraum nach außen erstreckenden Aussparung (vergrößertes Gasraumvolumen). Dadurch wird ein Flexibilität und einfache Einstellung der Anpassung an reale Motorbedingungen erhöht.In operation, the piston in the cylinder is moved up and down and compressed or relaxed according to the closed gas space by the movement of the crank shaft. However, during each compression operation, a small portion of the gas trapped in the gas space will escape, so that after a certain, and for example dependent on the compression pressure, number of revolutions of gas will escape from the gas space, that this can not build sufficient gas pressure for realistic testing. This limits the test time of a test procedure. In order to increase the operating time and to be able to recreate a combustion chamber behavior of an internal combustion engine even more realistically, a gas supply into the gas space, which is controlled via a suitable control valve device with respect to their opening behavior, in particular controllable, is. Thus, by means of the control valve preferably a matched to the position of the connecting rod or the piston pressure profile can be applied to the gas space. This can be effective for the entire revolution or a part thereof. For example, in the bottom dead center, gas can be blown into the gas space in a shock-like manner. Alternatively, gas can be supplied to several times of a revolution, possibly also continuously with a certain pressure profile. The test rig is not limited to the supply of a particular gas, which may include, for example, air, nitrogen, helium or other suitable gases or mixtures thereof. 1/7 Austrian Patent Office AT 505 325 B1 2011-06-15 [0008] The cylinder head is preferably exchangeable. As a result, differently shaped cylinder heads can be used for the test, which in particular define a different compression ratio by adjusting a volume of the gas space. For example, the cylinder head may be formed with a protruding into the cylinder / gas space projection (reduced gas volume), or with a cylinder / gas space outwardly extending recess (increased gas volume). This increases flexibility and ease of adjustment to real engine conditions.

[0009] Vorzugsweise wird eine Gaszuleitung zum Gasraum durch den Zylinderkopf und/oder durch eine Bohrung in der Zylinderwand geführt, z. B. mittels einer Durchführung.Preferably, a gas supply to the gas space through the cylinder head and / or through a hole in the cylinder wall, z. B. by means of a passage.

[0010] Die Prüfstände weisen vorzugsweise ferner mindestens eine steuerbare Ölversorgung zum Pleuellager auf.The test benches preferably also have at least one controllable oil supply to the connecting rod bearing.

[0011] Es ist zur Prüfung der Pleuellager weiterhin vorteilhaft, wenn der Prüfstand eine steuerbare Ölzuleitung zum Pleuellager aufweist, wodurch beispielsweise ein Einfluss einer Schmierung auf den Zustand der Pleuellager geprüft werden kann. Steuerbare Ölparameter sind beispielsweise und vorzugsweise ein Öldruck (z.B. zwischen 0 und 10 bar) und eine Öltemperatur (z.B. zwischen -40°C und + 180°C, insbesondere zwischen -30 °C und + 150°C).It is also advantageous for testing the connecting rod bearing when the test stand has a controllable oil supply to the connecting rod bearing, whereby, for example, an influence of lubrication on the state of the connecting rod bearing can be checked. Controllable oil parameters are, for example and preferably, an oil pressure (e.g., between 0 and 10 bar) and an oil temperature (e.g., between -40 ° C and + 180 ° C, more preferably between -30 ° C and + 150 ° C).

[0012] Im Folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch näher dargestellt.In the following the invention is shown schematically in an embodiment in more detail.

[0013] Fig. 1 zeigt als Querschnittsdarstellung in Seitenansicht einen Prüfstand nach einer ersten Ausführungsform; [0014] Fig. 2 zeigt als Querschnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Prüf stand von Fig. 1 im Bereich des Zylindergehäuses nach einer zweiten Ausfüh-rungsform; [0015] Fig. 3 zeigt als Querschnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Prüf stand von Fig. 1 im Bereich des Zylindergehäuses nach einer dritten Ausführungsform.Fig. 1 shows a cross-sectional view in side view of a test stand according to a first embodiment; Fig. 2 shows a cross-sectional view in side view of a section of the test stand of Figure 1 in the region of the cylinder housing according to a second Ausfüh- approximate shape. Fig. 3 shows a cross-sectional view in side view of a section of the test stand of Fig. 1 in the region of the cylinder housing according to a third embodiment.

[0016] Fig. 1 zeigt einen Pleuellagerprüfstand 1 mit einem Kurbelgehäuse 2, in dem eine gekröpfte Kurbelwelle 3 mit einem Hubzapfen 4 freidrehend gelagert ist. Die Kurbelwelle 3 ist über einen Drehzahl- und Drehmoment-Messflansch 5 mit einem Antriebsmotor 6 verbunden. Am Hubzapfen 4 greift ein Pleuel 7 an, dessen dem Hubzapfen 4 entgegengesetztes Ende mit einem Kolben 8 verbunden ist, der in einem Zylinder 9 läuft. Durch den Zylinder 9, das heißt, dessen Seitenwände und dessen Zylinderkopf 10 wird zusammen mit dem Kolben 8 ein geschlossener Gasraum 11 definiert. In dem Zylinder 9 laufen Kühlwasserbohrungen 12, um den Zylinder 9 abzukühlen, wenn sich der Kolben 8 darin bewegt. Ferner wird hierdurch den Zylinderkopf 10 eine Druckluftbohrung 13 geführt, welche durch ein Druckluft-Steuerventil 14 regelbar ist. Durch den Zylinder 9 führen weiterhin Ölversorgungsbohrungen 15 zu den Kurbelwellenlagern 16, um diese schmieren zu können. Vom Kurbelwellenlager 16 führt wiederum eine in der Kurbelwelle 3 befindliche Ölbohrung 17 zum Pleuellager 18, um dieses mit Öl versorgen zu können. Das Pleuel 7 wird am Hubzapfen 4 mittels eines Distanzrings (nur bei V-Motor notwendig) 19 auf Lage gehalten. Auf der dem Antriebmotor 6 entgegengesetzt liegenden Seite der Kurbelwelle 3 werden Signalleitungen 20 herausgeführt, welche mit Sensoren des Prüfstands 1 verbunden sind und deren Signale weiterleiten. In einem unteren Bereich des Kurbelgehäuses 2 ist zudem ein Ölabfluss 21 vorhanden, um von den Lagern 16, 18 leckendes Öl entfernen zu können.Fig. 1 shows a Pleuellagerprüfstand 1 with a crankcase 2, in which a cranked crankshaft 3 is mounted freely rotatably with a crank pin 4. The crankshaft 3 is connected to a drive motor 6 via a speed and torque measuring flange 5. At the crank pin 4 engages a connecting rod 7, which the crank pin 4 opposite end is connected to a piston 8, which runs in a cylinder 9. Through the cylinder 9, that is, the side walls and the cylinder head 10, a closed gas space 11 is defined together with the piston 8. In the cylinder 9 run cooling water bores 12 to cool the cylinder 9, when the piston 8 moves therein. Furthermore, this causes the cylinder head 10, a compressed air bore 13 which is controlled by a compressed air control valve 14. Through the cylinder 9 continue to lead oil supply holes 15 to the crankshaft bearings 16 to lubricate this can. From the crankshaft bearing 16, in turn, an oil hole 17 located in the crankshaft 3 leads to the connecting rod bearing 18 in order to be able to supply it with oil. The connecting rod 7 is held on the crank pin 4 by means of a spacer ring (only necessary for V-engine) 19 on location. On the drive motor 6 opposite side of the crankshaft 3 signal lines 20 are led out, which are connected to sensors of the test bench 1 and forward their signals. In addition, an oil drain 21 is provided in a lower region of the crankcase 2 in order to be able to remove oil leaking from the bearings 16, 18.

[0017] Der Prüfstand 1 simuliert einen befeuerten Verbrennungsmotor und arbeitet dabei nach dem Zweitaktprinzip. Nach Anschalten des Antriebsmotors 6 treibt dieser die Kurbelwelle 3 an, wodurch wiederum das Pleuel 7 seine typische Bewegungsbahn durchläuft, die einem herkömmlichen Motorverlauf entspricht. Die dabei entstehende Verlagerungsbahn entspricht im Wesentlichen der im Motorbetrieb. Dadurch wird der Kolben 8 im Zylinder 9 auf und ab bewegt und komprimiert bzw. entspannt abwechselnd den geschlossenen Gasraum 11. Um Undichtigkeiten des Gasraums 11 auszugleichen und um eine noch realistischere Prüfung zu erreichen, 2/7 österreichisches Patentamt AT 505 325 B1 2011-06-15 wird gleichzeitig mittels des Steuerventils 14 eine Luftdruckzufuhr gesteuert, insbesondere geregelt. Insbesondere wird während des unteren Totpunkts Luft in den Gasraum 11 eingeblasen. Durch die Höhe des Luftdrucks im unteren Totpunkt und ein entsprechendes Verdichtungsverhältnis lässt sich auch der maximale Verbrennungsdruck aus dem Motorbetrieb darstellen. Durch die mittels des Antriebsmotors 6 aufgebrachte Drehzahl stellen sich Massenkräfte ein, und durch den Gasdruck stellen sich Gaskräfte ein. Dies stellt eine realitätsnahe Beanspruchung am Pleuellager 18, genauer gesagt: an den Pleuellagerschalen, dar.The test bench 1 simulates a fired internal combustion engine and works according to the two-stroke principle. After switching on the drive motor 6 this drives the crankshaft 3, which in turn passes through the connecting rod 7 its typical trajectory, which corresponds to a conventional engine history. The resulting displacement track essentially corresponds to that during engine operation. As a result, the piston 8 is moved up and down in the cylinder 9 and compresses or relaxes alternately alternately the closed gas space 11. To compensate for leaks in the gas space 11 and to achieve an even more realistic test, 2/7 Austrian Patent Office AT 505 325 B1 2011-06 At the same time, an air pressure supply is controlled, in particular regulated, by means of the control valve 14. In particular, air is blown into the gas space 11 during the bottom dead center. Due to the height of the air pressure at bottom dead center and a corresponding compression ratio can also be the maximum combustion pressure from the engine operation. Due to the speed applied by means of the drive motor 6, mass forces set in, and the gas pressure sets up gas forces. This represents a realistic stress on the connecting rod bearing 18, more precisely: on the connecting rod bearing shells.

[0018] Der Prüfstand 1 zeichnet sich durch verschiedene Vorteile aus: Gleitlageruntersuchungen sind einfach darstellbar. Es sind Versuche in einer frühen Phase einer Motorentwicklung möglich; es werden im Wesentlichen nur das Pleuel, die Lagerschalen und eventuell die Kurbelwelle benötigt. Es können sowohl gebaute als auch originale Kurbelwellen 3 bzw. Teile davon zur Prüfung verwendet werden. So können bei dem gezeigten Prüfstand 1 viele Bauteile auch bei einem Wechsel der Motorkomponenten, insbesondere der Kurbelwelle 3 und des Pleuels 7, beibehalten werden, z. B. der Zylinder. Die Ölversorgung ist zudem von extern beliebig regelbar.The test bench 1 is characterized by various advantages: Plain bearing tests are easy to represent. Experiments are possible in an early phase of engine development; Essentially, only the connecting rod, the bearing shells and possibly the crankshaft are needed. Both built and original crankshafts 3 or parts thereof can be used for testing. Thus, in the test stand 1 shown many components even with a change of engine components, in particular the crankshaft 3 and the connecting rod 7, are maintained, for. B. the cylinder. The oil supply can also be controlled externally as desired.

[0019] Der Prüfstand 1 ist somit zur Prüfung von Motorkomponenten über einen weiten Bereich von Einflussgrößen einsetzbar. Es können beispielsweise zur außermotorischen Pleuellagererprobung deren Verschleiß, Fressneigung, Belastbarkeiten (Ermüdung), Notlaufeigenschaften, Tragbilder (Steifigkeit am Pleuel 7), neue Materialien, ein Einfluss einer Oberfläche der Kurbelwelle 3 und/oder ein Einfluss einer Lage der Ölversorgungsbohrung u. v. m. untersucht werden. Ferner kann auf einfache Weise das Pleuellager 18 variiert werden, nämlich zum Beispiel bezüglich einer Lagerschalengeometrie, einer Pleuelgeometrie, einer Pleueloberfläche (Bohrung, Honung,..), einer Pleuellagerschalenoberfläche (Rücken- und Lauffläche), eines Pleuellagerspiels, von Pleuellagerschalenmaterialspezifikationen, einer Hubzapfenoberfläche der Kurbelwelle (gebaute Kurbelwelle) oder bezüglich der Lage der Pleuelölversorgungsbohrung 17 (gebaute Kurbelwelle). Beim gezeigten Prüfstand 1 sind beispielsweise folgende Größen einstellbar: ein Öldruck von 0 bis 10 bar, eine Ölvolumenstromreduzierung von 0 bis 1 l/min, eine Öltemperatur von -30 bis + 150°C, die Ölsorte, eine Drehzahl bis 13.000 min"1, eine Last (Gasdruck, Massenkraft) bis ca. 125 bar bzw. bis ca. 55 KN und/oder ein Zusatz von Medien im Öl (z. B. Schmutz, Kraftstoff, Wasser). Messbare Prozessgrößen umfassen beispielsweise: einen Zylinderdruckverlauf, einen Öldruck in der Ölversorgung, einen Öldruck in der Ölversorgungsbohrung in der Kurbelwelle vor Eintritt ins Lager, eine Öltemperatur in der Ölversorgung, eine Öltemperatur in der Ölversorgungsbohrung in der Kurbelwelle vor Eintritt ins Lager, eine Ölvolumenstrommessung, eine Temperatur am Pleuellagerschalenrücken, eine Temperatur am Hauptlagerschalenrücken, eine Pleuelkraft, ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl. Eine originale Kurbelwelle sorgt für eine realitätsnahe Ölversorgung. Eine gebaute Kurbelwelle kann hingegen insbesondere eine variable Oberflächenrauhigkeiten, variable Oberflächengeometrien und eine variable Lage der Ölversorgungsbohrung bereitstellen.The test stand 1 can thus be used for testing engine components over a wide range of influencing variables. It can, for example, for off-axis conrod bearing testing their wear, Fress inclination, load capacity (fatigue), runflat, wearing patterns (stiffness at the connecting rod 7), new materials, an influence of a surface of the crankshaft 3 and / or an influence of a position of the oil supply hole u. v. m. to be examined. Further, the connecting rod 18 can be varied in a simple manner, namely for example with respect to a bearing shell geometry, a connecting rod geometry, a connecting rod surface (bore, honing, ..), a connecting rod bearing shell surface (back and running surface), a connecting rod bearing clearance, Pleuellagerschalenmaterialspezifikationen, a Hubzapfenoberfläche the Crankshaft (built crankshaft) or with respect to the position of Pleuelölversorgungsbohrung 17 (built crankshaft). In the case of the test stand 1 shown, for example, the following variables are adjustable: an oil pressure of 0 to 10 bar, an oil volume flow reduction of 0 to 1 l / min, an oil temperature of -30 to + 150 ° C, the type of oil, a speed of up to 13,000 min " 1, a load (gas pressure, mass force) up to approx. 125 bar or up to approx. 55 KN and / or an addition of media in the oil (eg dirt, fuel, water). Measurable process variables include, for example: a cylinder pressure waveform, an oil pressure in the oil supply, an oil pressure in the oil supply hole in the crankshaft before entering the bearing, an oil temperature in the oil supply, an oil temperature in the oil supply hole in the crankshaft before entering the bearing, an oil volume flow measurement, a Temperature at the connecting rod bearing shell back, a temperature at the main bearing shell back, a connecting rod force, a torque and / or a rotational speed. An original crankshaft ensures a realistic oil supply. In contrast, a built-up crankshaft, in particular, can provide variable surface roughnesses, variable surface geometries, and a variable location of the oil supply well.

[0020] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Prüfstand 1 von Fig. 1 im Bereich des Zylinderkopfs 22 nach einer zweiten Ausführungsform. Der auswechselbare Zylinderkopf 22 nun in Richtung des Gasraums 11 so ausgestaltet, dass er in den Zylinder 9 hineinragt und so das Volumen des Gasraums 11 im Vergleich zu der Ausführung von Fig. 1 verringert. Dadurch kann ein höheres Verdichtungsverhältnis simuliert werden. Die Gaszuführung 13 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel durch den Zylinderkopf 22 geführt.Fig. 2 shows a section of the test bed 1 of Fig. 1 in the region of the cylinder head 22 according to a second embodiment. The replaceable cylinder head 22 is now configured in the direction of the gas space 11 so that it protrudes into the cylinder 9 and thus reduces the volume of the gas space 11 in comparison to the embodiment of FIG. As a result, a higher compression ratio can be simulated. The gas supply 13 is also guided through the cylinder head 22 in this embodiment.

[0021] Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Prüfstand 1 von Fig. 1 im Bereich des Zylinderkopfs 23 nach einer dritten Ausführungsform. Nun weist der auswechselbare Zylinderkopf 23 am Gasraum 11 eine Aussparung auf, wodurch das Volumen des Gasraums 11 im Vergleich zu der Ausführung von Fig. 1 vergrößert wird. Dadurch kann ein geringeres Verdichtungsverhältnis simuliert werden. Die Gaszuführung 13 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel durch den Zylinderkopf 23 geführt.Fig. 3 shows a detail of the test bed 1 of Fig. 1 in the region of the cylinder head 23 according to a third embodiment. Now, the interchangeable cylinder head 23 on the gas space 11 has a recess, whereby the volume of the gas space 11 is increased in comparison to the embodiment of Fig. 1. As a result, a lower compression ratio can be simulated. The gas supply 13 is also guided through the cylinder head 23 in this embodiment.

[0022] Durch die Variation des Gasraumvolumens kann eine Simulation eines realen befeuerten Motors noch realistischer durchgeführt werden. 3/7By varying the gas space volume, a simulation of a real-fired engine can be carried out even more realistically. 3.7

Claims (18)

österreichisches Patentamt AT 505 325 B1 2011-06-15 [0023] Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern lediglich durch den Umfang der angehängten Ansprüche bestimmt. So kann beispielsweise statt Luft auch Stickstoff in den Gasraum 11 eingeführt werden. Auch kann der Prüfstand auf die Verwendung einer Kurbelwelle mit mehr als einem Hubzapfen erweitert werden. Auch können Messdaten telemetrisch nach außen geliefert werden. Auch kann der Zylinderdeckel abgenommen und der Kolben bzw. das Pleuel damit ohne geschlossenen Gasraum und folglich auch ohne Einfluss einer Gaskraft, also nur durch Massenkräfte, bewegt werden. [0024] Auch ist die Lage der ÖI(versorgungs)bohrungen nicht auf die gezeigte Anordnung beschränkt und brauchen z. B. nicht durch das Zylindergehäuse geführt werden. Ferner muss die Gaszufuhr nicht durch den Zylinderkopf geführt werden, sondern kann beispielsweise auch durch eine Zylinderwand geführt werden und mehrere Einzelzuleitungen umfassen. Zudem kann ein geschlossener und variabel dimensionierter Gasraum auch anders als durch Aufsatz eines Zylinderkopfs erreicht werden, z. B. durch Einführen eines höhenverschieblichen Einsatzes in einen nach oben offenen Zylinder, z. B. eines eng passenden Hubkolbens. Patentansprüche 1. Prüfstand (1) für Motorkomponenten, aufweisend: - ein Kurbelgehäuse (2) zur freidrehenden Aufnahme einer Kurbelwelle (3) mit mindestens einem Hubzapfen (4); - einen Antriebsmotor (6) zum Antreiben der Kurbelwelle (3); und einen Zylinder (9) zur Aufnahme eines Kolbens (8), wobei der Zylinder (9, 9A, 10; 22; 23) und der Kolben (8) einen geschlossenen Gasraum (11) bilden; - wobei der Kolben (8) und die Kurbelwelle (3) mittels eines Pleuels (7) verbindbar sind, dessen Pleuellager (18) an dem Hubzapfen (4) angreift; und - ferner aufweisend eine steuerbare Gaszuleitung (13) in den Gasraum (11).Of course, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, but merely determined by the scope of the appended claims. For example, instead of air, nitrogen can also be introduced into the gas space 11. Also, the test bench can be extended to the use of a crankshaft with more than one crank pin. Also, measured data can be telemetrically delivered to the outside. Also, the cylinder cover can be removed and the piston or the connecting rod so that without closed gas space and consequently without the influence of a gas force, so only by inertial forces are moved. Also, the location of the oil (supply) holes is not limited to the arrangement shown and need z. B. are not performed by the cylinder housing. Furthermore, the gas supply does not have to be guided through the cylinder head, but can also be guided, for example, through a cylinder wall and comprise a plurality of individual supply lines. In addition, a closed and variably dimensioned gas space can also be achieved other than by attaching a cylinder head, z. B. by introducing a height-adjustable insert in an upwardly open cylinder, z. B. a closely fitting reciprocating piston. 1. test stand (1) for engine components, comprising: - a crankcase (2) for free-wheeling receiving a crankshaft (3) with at least one crank pin (4); - A drive motor (6) for driving the crankshaft (3); and a cylinder (9) for receiving a piston (8), the cylinder (9, 9A, 10; 22; 23) and the piston (8) forming a closed gas space (11); - Wherein the piston (8) and the crankshaft (3) by means of a connecting rod (7) are connectable, the connecting rod bearing (18) on the crank pin (4) engages; and - further comprising a controllable gas supply line (13) in the gas space (11). 2. Prüfstand (1) nach Anspruch 1, bei dem der Zylinder (9, 9A, 10; 22; 23) einen austauschbaren Zylinderkopf (10, 22, 23) aufweist, so dass der Gasraum (11) durch Seitenwände des Zylinders (9), den austauschbaren Zylinderkopf (10, 22, 23) und den Kolben (8) gebildet wird.2. Test stand (1) according to claim 1, wherein the cylinder (9, 9A, 10; 22; 23) has a replaceable cylinder head (10, 22, 23), so that the gas space (11) through side walls of the cylinder (9 ), the replaceable cylinder head (10, 22, 23) and the piston (8) is formed. 3. Prüfstand (1) nach Anspruch 2, bei dem die Gaszuleitung (13) zum Gasraum (11) durch den austauschbaren Zylinderkopf (10, 22, 23) und/oder durch eine Zylinderwand geführt ist.3. test stand (1) according to claim 2, wherein the gas supply line (13) to the gas space (11) through the replaceable cylinder head (10, 22, 23) and / or guided by a cylinder wall. 4. Prüfstand (1) nach Anspruch 1, aufweisend einen Einsatz zum variablen Einführen in den Gasraum (11) zu dessen Dimensionierung.4. test stand (1) according to claim 1, comprising an insert for variable insertion into the gas space (11) for its dimensioning. 5. Prüfstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine steuerbare Ölversorgung (15,17) zum Pleuellager (18).5. Test stand according to one of the preceding claims, further comprising a controllable oil supply (15,17) to the connecting rod bearing (18). 6. Prüfstand (1) nach Anspruch 5, bei dem eine Öltemperatur, ein Ölvolumen und/oder ein Zusatz von Medien in dem Öl einstellbar ist.6. test stand (1) according to claim 5, wherein an oil temperature, an oil volume and / or an addition of media in the oil is adjustable. 7. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kurbelwelle (3) austauschbar ist.7. test stand (1) according to any one of the preceding claims, wherein the crankshaft (3) is interchangeable. 8. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kurbelwelle (3) eine gebaute Kurbelwelle ist.8. Test stand (1) according to one of the preceding claims, wherein the crankshaft (3) is a built crankshaft. 9. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Pleuel (7) austauschbar ist.9. test stand (1) according to one of the preceding claims, wherein the connecting rod (7) is exchangeable. 10. Prüfstand (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher nach dem Zweitakt-Prinzip betreibbar ist. 4/7 österreichisches Patentamt AT 505 325 B1 2011-06-1510. test stand (1) one of the preceding claims, which is operable according to the two-stroke principle. 4/7 Austrian Patent Office AT 505 325 B1 2011-06-15 11. Prüfstand (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Prüfstand (1) dazu eingerichtet ist, an einem unteren Totpunkt Gas durch die Gaszuleitung (13) in den Gasraum (11) einzublasen.11. Test stand (1) one of the preceding claims, wherein the test stand (1) is adapted to blow at a bottom dead center gas through the gas supply line (13) in the gas space (11). 12. Prüfstand (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Gaszuleitung (13) für eine Zufuhr von Gas in den geschlossenen Gasraum (11) zum Ausgleich von Undichtigkeiten des Gasraums (11) vorgesehen ist.12. test stand (1) one of the preceding claims, wherein the gas supply line (13) for a supply of gas in the closed gas space (11) to compensate for leaks in the gas space (11) is provided. 13. Prüfstand (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Entweichen von Gas aus dem geschlossenen Gasraum (11) nur durch Undichtigkeiten auftritt.13. test stand (1) one of the preceding claims, in which an escape of gas from the closed gas space (11) occurs only through leaks. 14. Prüfstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher ein Prüfstand zum Prüfen von Pleuellagern (18) ist.14. Test stand (1) according to one of the preceding claims, which is a test rig for testing conrod bearings (18). 15. Verfahren zum Prüfen von Motorkomponenten, insbesondere Pleuellagern (18), bei dem eine gekröpfte Kurbelwelle (3) mittels eines Antriebsmotors (6) angetrieben wird, wobei die Kurbelwelle (3) über ein Pleuel (7) einen in einem Zylinder (9, 9A, 10; 22, 23) laufenden Kolben (8) antreibt, wobei der Zylinder (9, 9A, 10; 22, 23) und der Kolben (8) einen geschlossenen Gasraum (11) bilden und wobei das Pleuel (7) über Pleuellager (18) an einem Hubzapfen (4) der Kurbelwelle (3) angreift, und wobei eine Gaszufuhr in den Gasraum (11) gesteuert wird.15. A method for testing engine components, in particular connecting rod bearings (18), in which a cranked crankshaft (3) by means of a drive motor (6) is driven, wherein the crankshaft (3) via a connecting rod (7) in a cylinder (9, 9A, 10, 22, 23) driving piston (8), wherein the cylinder (9, 9A, 10, 22, 23) and the piston (8) form a closed gas space (11) and wherein the connecting rod (7) via Connecting rod bearing (18) on a crank pin (4) of the crankshaft (3) engages, and wherein a gas supply into the gas space (11) is controlled. 16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem ein den Gasraum (11) begrenzender Zylinderkopf (10; 22; 23) zur Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses ausgetauscht wird.16. The method according to claim 15, wherein a gas space (11) limiting cylinder head (10; 22; 23) is replaced to set a compression ratio. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem Gas bei einem unteren Totpunkt in den Gasraum (11) eingeblasen wird.17. The method of claim 15 or 16, wherein the gas is injected at a bottom dead center in the gas space (11). 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem eine Öltemperatur, ein Ölvolumen und/oder ein Zusatz von Medien in dem Öl eingestellt werden. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 5/718. The method according to any one of claims 15 to 17, wherein an oil temperature, an oil volume and / or an addition of media are set in the oil. For this 2 sheets drawings 5/7
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