DE102015113149A1

DE102015113149A1 - Prüfstand mit einer einen Zylinder aufweisenden Einzylinder-Brennkraftmaschine und Verfahren zum Erweitern eines Prüfstands

Info

Publication number: DE102015113149A1
Application number: DE102015113149.8A
Authority: DE
Inventors: Günter Vogelezang
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt einen Prüfstand für eine einen Zylinder aufweisende Einzylinder-Brennkraftmaschine vor, wobei der Prüfstand einen ersten Pleuel und eine Kurbelwelle umfasst, wobei der erste Pleuel an die Kurbelwelle angebunden ist und in einem Prüfzustand mit dem Zylinder der Einzylinder-Brennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, wobei für einen Massenausgleich an der Kurbelwelle ein zweiter Pleuel angebunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prüfstand mit einer einen Zylinder aufweisenden Einzylinder-Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Erweitern eines Prüfstands.
Solche Einzylinder-Prüfstände sind hinlänglich bekannt und sind typischerweise zur Brennverfahrensentwicklung vorgesehen. Trotz einer robusten Bauweise dieser Prüfstande ist ein Massenausgleich bei vergleichsweise hohen Drehzahlen typischerweise ein drehzahlbegrenzender Faktor, weil neben einem Ausgleich durch die Kurbelwelle üblicherweise keine zusätzlichen Maßnahmen zum Massenausgleich ergriffen werden.
Beispielsweise ist aus dem Stand der Technik, wie es in der Druckschrift AT 512 186 A4 dokumentiert ist, ein Prüfstand mit einer Einzylinder-Versuchsbrennkraftmaschine bekannt, bei der der Massenausgleich aufwendig über mehrere Massenausgleichswellen erster und zweiter Ordnung innerhalb des Prüfstands erfolgt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prüfstand zur Verfügung zu stellen, mit dem sich auf einfache Weise ein Massenausgleich realisieren lässt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch einen Prüfstand mit einer einen Zylinder aufweisenden Einzylinder-Brennkraftmaschine, wobei der Prüfstand einen ersten Pleuel und eine Kurbelwelle umfasst, wobei der erste Pleuel an die Kurbelwelle angebunden ist und in einem Prüfzustand mit dem Zylinder der Einzylinder-Brennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, wobei für einen Massenausgleich an der Kurbelwelle ein zweiter Pleuel angebunden ist.
Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich mit dem erfindungsgemäßen zweiten Pleuel in vorteilhafter Weise ein Massenausgleich bewirken. Dabei kann in vorteilhafter Weise auf zusätzliche Masseausgleichswellen verzichtet werden.
Vorzugsweise umfasst der erste Pleuel an einer der Kurbelwelle abgewandten Seite einen Kolben, der während der Prüfung, d. h. im Prüfzustand, in den Zylinder eingreift bzw. innerhalb des Zylinders angeordnet ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der erste Pleuel und der zweite Pleuel entlang der Kurbelwelle nebeneinander angeordnet sind bzw. zueinander benachbart angeordnet sind. Vorzugsweise sind der erste Pleuel und der zweite Pleuel jeweils mit ihrem Pleuelauge an die Kurbelwelle angebunden. Dabei sind der erste und der zweite Pleuel insbesondere schwenkbar an der Kurbelwelle angelenkt. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass im Prüfstand eine zumindest um eine Breite des zweiten Pleuels verlängerte Kurbelwelle verwendet wird. Vorzugsweise ist ein Zylindergehäuse des Zylinders austauschbar. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine mit dem Prüfstand verbunden ist, um das Verhalten der Brennkraftmaschine bei einem Verbrennungsprozess zu untersuchen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Pleuel und der zweite Pleuel derart im Prüfstand angeordnet sind, dass eine erste Pleuelstange des ersten Pleuels und eine zweite Pleuelstange des zweiten Pleuels einen Winkel zwischen 75° und 115°, insbesondere von im Wesentlichen 90°, bilden. Dabei weiß der Fachmann, dass der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Pleuelstange im Betrieb des Prüfstands variieren kann. Insbesondere erfolgt der Massenausgleich im Sinne eines Quasizweizylinder-90°-V-Motors.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass an der Kurbelwelle eine Schwenkmasse angeordnet ist. Insbesondere unterscheidet sich die Schwenkmasse in Hinblick auf Form, Gewicht und/oder Anordnung an der Kurbelwelle von einer weiteren Schwenkmasse, die im Betrieb des Prüfstands ohne zweiten Pleuel Verwendung findet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Prüfstand ein Gehäuse, insbesondere einen Gehäusedeckel, umfasst, wobei

– der zweite Pleuel am Gehäuse, insbesondere am Gehäusedeckel, gelagert ist und/oder
– eine Schmierung über das Gehäuse, insbesondere den Gehäusedeckel, erfolgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Pleuel über ein Gelenkelement an einer Lagerung am Prüfstand angebunden ist. Dabei ist die Lagerung unmittelbar am Gehäuse des Prüfstands, insbesondere an dessen Innenseite, angeordnet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erweitern eines Prüfstands mit einer Einzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere zum Erweitern um einen Massenausgleich, wobei in einem Ausgangszustand ein erster Pleuel verwendet wird, wobei der Prüfstand zum Erweitern um einen zweiten Pleuel ergänzt wird.
Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise ein Prüfstand auf einfache Weise um einen Massenausgleich erweitern. Insbesondere werden der erste Pleuel und der zweite Pleuel derart angeordnet, dass der Massenausgleich in Form eines Quasizweizylinder-90°-V-Motors realisiert wird. Dazu werden eine erste Pleuelstange des ersten Pleuels und eine zweite Pleuelstange des zweiten Pleuels im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet. Dabei bezeichnet der Ausgangszustand vorzugsweise den Zustand des Prüfstands zeitlich vor der Erweiterung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zum Erweitern des Prüfstands der zweite Pleuel an einem Gehäuse des Prüfstands gelagert wird. Insbesondere wird der zweite Pleuel über ein Gelenkelement bzw. eine Schwinge an eine Lagerung schwenkbar angelenkt, wobei die Lagerung vorzugsweise an einer Innenseite des Gehäuses angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zum Erweitern des Prüfstands eine Kurbelwelle und/oder eine Schwenkmasse ausgetauscht werden. Insbesondere ist die ausgetauschte Kurbelwelle gegenüber der Kurbelwelle im Ausgangszustand zumindest um die Breite des zweiten Pleuels länger.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Die Zeichnung illustriert dabei lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränkt.
1 zeigt einen Prüfstand zur Prüfung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist ein Prüfstand 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Prüfstand mit einer Einzylinder-Brennkraftmaschine, die vorzugsweise dazu dient, Verbrennungsprozesse der Brennkraftmaschine zu analysieren. Dabei ist es vorgesehen, dass in einem Prüfzustand ein Zylinder 11 der Einzylinder-Brennkraftmaschine mit einem ersten Pleuel 1 des Prüfstands 10 in Wirkverbindung steht und mittels des ersten Pleuels 1 die Prüfung der Einzylinder-Brennkraftmaschine vollzogen wird. Dazu ist der erste Pleuel 1 insbesondere über ein Pleuelauge des ersten Pleuels 1 an einer Kurbelwelle 3 schwenkbar angebunden. Insbesondere ist an dem der Kurbelwelle 3 abgewandten Ende des ersten Pleuels 1 ein Kolben 7 angeordnet, wobei der Kolben 7 zur Prüfung innerhalb des Zylinders 11 angeordnet ist. Um für einen Massenausgleich bei der Prüfung zu sorgen, ist ein zweiter Pleuel 2 vorgesehen, wobei der zweite Pleuel 2 an der Kurbelwelle 3, insbesondere seitlich versetzt an der Kurbelwelle 3, angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine erste Pleuelstange des ersten Pleuels 1 und eine zweite Pleuelstange des zweiten Pleuels 2 unter Bildung eines Winkels zueinander angeordnet sind, wobei der Winkel vorzugsweise einen Wert zwischen 75° und 115°, besonders bevorzugt von 90°, annimmt. Vorzugsweise sind der erste Pleuel 1 und der zweite Pleuel 2 derart ausgerichtet, dass sie eine Art Quasizweizylinder-90°-V-Motor bilden. Weiterhin ist vorgesehen, dass der zweite Pleuel 2 über ein Gelenkelement 6 an einer Lagerung 5 des Prüfstands 10 angelenkt ist. Dabei ist die Lagerung 5 an einer Innenseite eines Gehäuses 12 des Prüfstands 10 angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass an der Kurbelwelle 3 neben dem ersten Pleuel 1 und dem zweiten Pleuel 2 eine Schwenkmasse 4 angebracht ist. Weiterhin ist es vorstellbar, dass eine Schmierung des Prüfstands 10, insbesondere des ersten Pleuels, der Kurbelwelle 3 und/oder des zweiten Pleuels 2 über einen Gehäusedeckel des Gehäuses 12 erfolgt.
Bezugszeichenliste

1: erster Pleuel
2: zweiter Pleuel
3: Kurbelwelle
4: Schwenkmasse
5: Lagerung
6: Gelenkelement
7: Kolben
10: Prüfstand
11: Zylinder
12: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

AT 512186 A4 [0003]

Claims

Prüfstand (10) mit einer einen Zylinder (11) aufweisenden Einzylinder-Brennkraftmaschine, wobei der Prüfstand (10) einen ersten Pleuel (1) und eine Kurbelwelle (3) umfasst, wobei der erste Pleuel (1) an die Kurbelwelle (3) angebunden ist und in einem Prüfzustand mit dem Zylinder (11) der Einzylinder-Brennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, wobei für einen Massenausgleich an der Kurbelwelle (3) ein zweiter Pleuel (2) angebunden ist.
Prüfstand (10) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Pleuel (1) und der zweite Pleuel (2) derart im Prüfstand (10) angeordnet sind, dass eine erste Pleuelstange des ersten Pleuels (1) und eine zweite Pleuelstange des zweiten Pleuels (2) einen Winkel zwischen 75° und 115°, insbesondere von im Wesentlichen 90°, bilden.
Prüfstand (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Kurbelwelle (3) eine Schwenkmasse (4) angeordnet ist.
Prüfstand (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prüfstand (10) ein Gehäuse (12) umfasst, wobei der zweite Pleuel (2) am Gehäuse (12) gelagert ist und/oder eine Schmierung über das Gehäuse (12), insbesondere einen Gehäusedeckel, erfolgt.
Prüfstand (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Pleuel (2) über ein Gelenkelement (6) an einer Lagerung am Prüfstand (10) angebunden ist.
Verfahren zum Erweitern eines Prüfstands (10) mit einer Einzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere zum Erweitern um einen Massenausgleich, wobei in einem Ausgangszustand ein erster Pleuel (1) verwendet wird, wobei der Prüfstand (10) zum Erweitern um einen zweiten Pleuel (2) ergänzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei zum Erweitern des Prüfstands der zweite Pleuel (2) an ein Gehäuse (12) des Prüfstands (10) gelagert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei zum Erweitern des Prüfstands eine Kurbelwelle (3) und/oder eine Schwenkmasse (4) ausgetauscht werden.