Rollenprüfstand - Leistung - Theorie

  • Die allermeisten Rollenprüfstände, auf denen ja (u.a.) eine Art Hinterradleistung von CVT-Scootern gemessen werden, sind ja (ungebremste) Schwungmassenprüfstände, richtig?


    Für Schaltmoppedfahrer kurz erklärt:
    Beim CVT-Scooter/Roller sitzen die Komponenten wie folgt hintereinander:


    Kurbelwelle -> Variomatik -> Riemen -> Wandler -> Kupplung -> fixes Getriebe, z.T. auf Hinterachswelle.


    Es gibt nun z.B. bei den 2-Takt Piaggio 1-Zylinder Maxi-Scooter 125/150/180/2xx ccm theoretisch 48 unterschiedliche Getriebeübersetzungen. Es passen zwar nicht alle in jedes Getriebe, aber dennoch steht eine z.T. sehr gute/große Auswahl an Getrieben zur Auswahl nach einem Tuning zur Verfügung. Diese kann man z.T. nachkaufen, z.T. aber auch von anderen Modellen komplett übernehmen oder auch untereinander Kombinieren.
    Es gibt da immer ein primäres Zahnradpaar und ein sekundäres Zahnradpaar. Primäres ist z.B. auch gleichzeitig Kupplungswelle, sekundäres ist auch Hinterradwelle.


    Mein Ziel ist es, von einer (solchen) Prüfstands-Ausgabe auf die Auswahl einer geeigneten Getriebeübersetzung zu schließen. (Genauer gesagt, von einer prozentualen Leistungsänderung auf eine dafür wirklich geeigneten prozentualen Getriebeveränderung zu schließen, also den richtigen Gang auszuwählen so zu sagen! :-) )


    das grobe Ding ist halt, dass schon alleine die FahrwiderstandsLEISTUNG in dritter Potenz bei einfacher Geschwindigkeitserhöhung steigt.
    Anders gesagt, man kann nicht einfach hergehen und sagen, ich habe 20% mehr Leistung am Hinterrad ertunt und verlängere nur die Gesamtgetriebeübersetzung auch um 20%! Das geht nicht. Wäre nur der Luftwiderstand vorhanden und sonst NUll anderer Verluste, dann würde man bereits 1,2³ = 1,728 , also somit 72,8% mehr Motorleistung benötigen.



    Ein paar allgemeine Formeln hierzu:


    P_motor = P_schlepp + P_antriebsrad
    (Motorleistung = Schleppleistung + (Antriebs-)Radleistung)


    P_schlepp = P_mschlepp + P_aschlepp
    (Schleppleistung = Motor-Schleppleistung + Antriebsstrang-Schleppleistung) Kupplung sitzt dazwischen!
    (Schleppleistung = Verlustleistungen bzw. Reibleistungen und Trägheitsverluste, die an der Prüfstandsrolle am Antriebsrad gemessen werden, während der Motor nicht zündet.)


    P_fw = P_wroll + P_wluft + P_wsteig
    (Fahrwiderstandsleistung = Rollwiderstandsleistung + Luftwiderstandsleistung + Steig(ungs)widerstandsleistung)
    (P_fw wäre nahezu komplett berechenbar, mit ein paar angenäherten Annahmen, Rollreibungskoeffizient z.B.)


    P_wroll = P_wrollVorderrad + P_wrollHinterrad



    (P = Leistung)



    Idee war bisher:
    von greifbaren Werksangaben eines Orignal-Maxis und dessen Getriebe über dann eine prozentuale Leistungsänderung (laut Prüfstand) auf eine damit mögliche (prozentuale) Geschwindigkeitsänderung und somit benötigte prozentuale Getriebeänderung zu schließen.
    Dieser Weg gestaltet sich aber zusehns schwierig, da nicht wirklich bekannt ist, was so ein Schwungmassen-Rollen-Leistungsprüfstand wirklich für Werte ausspuckt. Ich hatte bis dato die Fahrwiderstandsleistung der Hinterradleistung (laut solchem Prüfstand) gleichgesetzt. Das ist aber nicht vollständig korrekt, wie ich feststellen musste!





    Was ist die Hinterradleistung?
    Was ist die Motorleistung auf einem Rollenprüfstand wirklich?
    Was ist die Motorleistung die ein Hersteller angibt? (Nur per Thermodynamik berechnet oder auch gemessen? Wenn ja, wo? Kupplung, Getriebeausgang, Kurbelwelle?
    Welche Schleppleistung/Verlustleistung gibt ein solcher Rollenprüfstand bei einem CVT aus?
    Beim Abtouren erst Beginn der Berechnung bei wieder offener Kupplung, somit nur Verluste von Getriebe und Hinterrad-Rollwiderstand (sozusagen dann eine Leistung an der Kupplung und keine Motorleistung) ODER beim CVT das Berechnen des Verlustes von TopSpeed solange Kupplung noch voll greift? (Somit eine "eigentliche" Motorleistung, weil ja dabei auch noch u.a. der Kolben und die Kurbelwellenlager mit zum verlustbehafteten Abtouren mit beitragen können?)


    Wo fließt bei solchen Schwungmassen-Leistungsprüfständen bei alledem eigtl. die Massenträgheit der rotierenden Fahrzeugteile mit ein? Die Prüfstandsrolle/-trommel wird ja sicher einen eigenen Korrekturfaktor für die eigene Massenträgheit für die eigene Drehmassenbe- bzw. -endschleunigung in die Leistungsberechnung mit einfleien lassen, aber wo bleibt so ein Korrekturfaktor für jeden individuellen Bike-Motor?
    Es steht zu vermuten, dass je schwerer so eine Prüfstandsrolle ist im Vergleich zu den rotierenden Biketeilen, dass deren verfälschender Einfluss auf das Ergebnis geringer wird.
    Beispiel für solche "Verfälschungen" bei worb5 bei einem Schaltroller, wo einfach nur ein ca. 1,8 kg schwereres Lüfterrad aufgesetzt wurde und damit dann ca. 1,8 PS weniger angezeigt wurden. (Dass neben Fertigungstoleranzen höchstwahrscheinl. auch eine gewisse Zündzeitverschiebung trotz gleichem Winkel aufgrund von geringerer Drehungleichförmigkeit aufgetreten sein wird, sei einmal dahin gestellt. Aber 1,8 PS sind in der Anzeige und das bezogen auf eine Gesamt"hinterrad(?)"-leistung von grob 26-28PS ja schon 6-7%-Verfälschung des Ergebnisses!! Die scheinen dann aber für die Ermittlung der Verlustleistung nicht ausgekuppelt zu haben, da sie ja sonst die Kupplungsleistung beides Mal gleich gehabt hätten müssten, da das Lüfterrad ja vor der Kupplung sitzt. Die wollten wohl die Motorleistung ... (wenn auch durch Nichtkorrektur der Massenträgheit der rotierenden Fahrzeugteile das Endergebnis stark verfälscht wurde)
    http://www.worb5.com/vespa_lambretta_sco…innenrotor.html


    Beim CVT zählt die Vario, Riemen, Wandler und Kupplung genaugenommen noch zur Motor-Motorschleppleistung gehören, wohingegen zur Antriebsstrang-Schleppleistung genau genommen beim CVT nur noch die Kupplungsglocke, Getriebe mit Radlager und Hinterrad-Rollwiderstandsleistung gehören.
    Weiter gedacht fällt bei einem CVT die reine Kupplungsleistung immer höher aus, als bei einem Schalter, obwohl sie die gleiche Motorleistung haben.


    Daher auch wieder die Frage, was wird bei CVT-Läufen am Ende ausgespuckt?
    Bleiben Massenträgheitseinflüsse der rotierenden Teile unbeachtet?
    Wird Verlust mit oder ohne offene Kupplung ermittelt?


    Was ist eigtl. mit dem Gasschieber beim Abtouren?
    Sollte der nicht beim Abtouren voll geöffnet bleiben, so wie es auch bei Volllast/Vollgas der Fall wäre? Bei geshlossenem Gasschiber wird ja ein nicht zu verachtende zusätzlcih bremsende Drosselung hervorgerufen, die fälschlicherweise mit in die Verlust-/Schleppleistung mit eingerechnet wird.
    Wenn dann [ P_motor = P_schlepp + P_antriebsrad ] berechnet wird, dann wird ja ein viel zu hohes P_schlepp einbezogen, was bei Volllast ja garnicht in dem Maße der Motorleistung entgegenwirken würde und somit würde eine zu hohe Motorleistung ausgespuckt, die so ja eigtl. garnicht ganz komplett vorhanden ist.



    Es fehlt irgendwie eine Beziehung zwischen Werks-Motorleistung und (Rollen-)Prüfstandsleistung.
    (Am Besten wäre wohl, einen neuen Motor auf einen gebremsten Motorprüfstand zu stellen, mit Abnahme an der Kupplung, wa? :upside_down_face: Da würden dann zumindest u.a. die verfälschenden Trägheitseinflussgrößen und auch Rollwiderstandsfehler wegen Trommelrauhigkeit rausfallen ... )


    Wer hat Ideen und Ansatzpunkte? :thumbs_up:


    Gruß und Danke
    Carsten

    Hallo, ich bekomm‘ einmal BeschleunigungsÄNDERUNG bitte. 4-Takt? Nö, is‘ mir zu fett. Lieber da, den schön mageren 2-Takter mit Biss. Zum Mitnehmen? Ja bitte. Tüte? Och,'geht auch ohne gut. Dann noch von den dicken Birnen dort. Das war alles? Joh, reicht wohl für's Erste. :face_with_tongue:

    5 Mal editiert, zuletzt von Carsten (Aachen-germany) ()

  • Das Ding ist, die meisten Tuner kennen oft nur 1 oder 2 von den möglichen verlängernden Getriebe und bauen die dann auch einfach aus Unwissenheit ein, egal ob sie jetzt einen 12PS Scooter auf 17PS oder auf 40+PS getunt haben.


    Ein Verschenken von Beschleunigung, Leistung, Haltbarkeit, Topspeed, Überholvermögen, Sprit und Lärm ist wohl mehr als offensichtlich.


    Mir hingegen sind alle der theoretisch möglichen Getriebeübersetzungen bekannt und bei fast allen auch, wie man sie kombinieren kann.


    Gruß
    Carsten

    Hallo, ich bekomm‘ einmal BeschleunigungsÄNDERUNG bitte. 4-Takt? Nö, is‘ mir zu fett. Lieber da, den schön mageren 2-Takter mit Biss. Zum Mitnehmen? Ja bitte. Tüte? Och,'geht auch ohne gut. Dann noch von den dicken Birnen dort. Das war alles? Joh, reicht wohl für's Erste. :face_with_tongue:

    Einmal editiert, zuletzt von Carsten (Aachen-germany) ()

  • ein motor bremst mit offenem schieber wesentlich stärker als mit geschlossenem...


    und bei worb werden soweit ich weiss die cvts komplett gesperrt...starrer durchtrieb wie bei schaltfahrzeugen...

  • Zitat

    Original von problemkind
    ein motor bremst mit offenem schieber wesentlich stärker als mit geschlossenem...


    und bei worb werden soweit ich weiss die cvts komplett gesperrt...starrer durchtrieb wie bei schaltfahrzeugen...


    ... mit offenem Schieber drosselt der mehr? Erklär' mal bitte ...
    Danke.


    C.

    Hallo, ich bekomm‘ einmal BeschleunigungsÄNDERUNG bitte. 4-Takt? Nö, is‘ mir zu fett. Lieber da, den schön mageren 2-Takter mit Biss. Zum Mitnehmen? Ja bitte. Tüte? Och,'geht auch ohne gut. Dann noch von den dicken Birnen dort. Das war alles? Joh, reicht wohl für's Erste. :face_with_tongue:

  • Drosselklappe geschlossen: Gasfeder
    Drosselklappe offen: Ladungswechselarbeit


    Hab zwar keine Schleppversuche dazu gefahren, aber comedown aus der Volllast. Dabei kommt der Motor (2takt) mit geöffneter Drosselklappe eher runter.

  • Also wenn ich die Drosselklappe öffne ( Vergaserschieber), dann bremst mein Motor eigentlich nicht. Eher im Gegenteil.
    Oder macht man auf dem Prüfstand den Motor aus und reisst das Gas auf? :nuts:
    Evtl. meint ihr ja aber eher die Auslassschieber!?
    Ansonsten ergibt sich da für mich gar kein Sinn!

    Zitat

    Was ist eigtl. mit dem Gasschieber beim Abtouren?
    Sollte der nicht beim Abtouren voll geöffnet bleiben, so wie es auch bei Volllast/Vollgas der Fall wäre?

  • Zitat

    Original von DaKnuffer
    Drosselklappe geschlossen: Gasfeder
    Drosselklappe offen: Ladungswechselarbeit


    Hab zwar keine Schleppversuche dazu gefahren, aber comedown aus der Volllast. Dabei kommt der Motor (2takt) mit geöffneter Drosselklappe eher runter.


    die arbeit passiert immer.
    auch bei geschlossener klappe versucht der motor seinen eigentlichen luftaufwand anzusaugen, der hubraum verändert sich ja nicht, jeh nach last.
    beim lkw gibts eine auspuffklappe dafür, hier wird die drosselklappe geschlossen, sodass der motor gegen einen starken strömungswiderstand arbeiten muss, der ihn bremst.
    ich sehe auch nicht, warum das bei abgeschalteter zündung anders sein sollte.
    wenn man sich moderne automotoren mit schubabschaltung anschaut, so ist die bremswirkung doch auch ganz sicher am höchsten, wenn kein gas gegeben wird.

  • Das Schleppmoment ist (bei ausgeschalteter Zündung und/oder Einspritzung natürlich) bei geöffneter Drosselklappe/Gasschieber höher, als bei geschlossenem, da die thermodynamischen Verluste beim Verdichten/Expandieren mit der Füllung stark ansteigen.


    Der Vergleich mit der Auspuffklappe beim Viertakt-LKW-Motor hinkt hier, da sie sich auf der Auslassseite befindet und somit die Füllung nicht bzw. deutlich weniger beeinträchtigt. Die zusätzliche Arbeit = Schleppmoment passiert halt beim Ausstoßen des Gases und sollte mit steigender Füllung ebenfalls zusätzlich ansteigen.


    Schubabschaltung ist (meines Wissens) meistens so appliziert, dass sie nur bei Fahrpedal gleich oder nahe 0 aktiv ist. Und damit meist auch bei geschlossenen Drosselklappen.


    Zur Leistungsmessung auf Rollenprüfständen:
    Keine Ahnung, wie es in der Praxis läuft, aber die Massenträgheit sollte für exakte Messungen definitiv mit einbezogen werden. Wird aber wahrscheinlich mit steigender Massenträgheit der Rolle immer weniger entscheidend.
    Zur Drosselklappenstellung beim Abtouren nach dem Hochlauf:
    Ich denke bei unseren Moppeds wäre es am exaktesten, die Vergaserschieber offen zu lassen und den Killschalter zu drücken. Geht man "nur" vom Gas, ist das ermittelte Schleppmoment so erstens durch die geringere Füllung, und zweitens durch den geringen indizierten Mitteldruck, den der Motor sogar im Schub produziert (Leerlaufsystem des Vergasers liefert ja zündfähiges Gemisch + Zündfunke vorhanden) geringer und damit die ermittelte Motorleistung höher.

    Einmal editiert, zuletzt von Tobias ()


  • nen freisaugenden 4-Takt Diesel Motor mit nem zweitakter zu vergleichen is auch net so der hit...
    der diesel hat keinerlei drosselklappen im ansaugtrakt (da Qualitätsregelung), dh. er saugt immer die maximal mögliche luftmenge an...auch bei leerlauf... daher werden die lkws mit ner auspuffdrossel gebremst...


    einfach mal nen langen berg runter rollen... zündng aus machen und dann probieren...rollen mit geshclossener ansaugdrossel...und dann voll öffnen...bei leichten fahrzeugen wie unsere möppeds merkst du das deutlich das mit offener droisselklappe mehr bremswirkung da ist...


    bei einem kompressionstest merkst mans auch ob drossel offen oder geschlossen... mit offener haste nen höheren druck im zylinder...

  • Selektive Zylinderabschaltung ist meistens auch mit Ventilabschaltung gepaart. Die abzuschaltenden Zylinder dürfen sich nochmal Frischluft reinziehen und deren Ventile werden dann über Nullhubnocken lahmgelegt. Einen Teil der Verdichtungsarbeit kriegt der Kolben dann nach OT wieder mit und man spart sich den Ladungswechsel.


    Entscheidend wirds wohl sein, bei welcher Drehzahl man sich das Ganze anschaut und um welchen Motor es sich konkret handelt.
    Im Versuch wars nunmal so (siehe erster Post) und solange mir keiner eine bessere Erklärung liefert, glaub ich an meine Theorie :D


    Gruß,
    Matze