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Rollenprüfstand - Leistung - Theorie

Carsten (Aachen-germany) · 2014-01-13T05:00:42+01:00

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 [URL:http://www.worb5.com/vespa_lambretta_sco%E2%80%A6innenrotor.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? :S Da würden dann zumindest u.a. die verfälschenden Trägheitseinflussgrößen und auch Rollwiderstandsfehler wegen Trommelrauhigkeit rausfallen ... ) Wer hat Ideen und Ansatzpunkte? :thumbsup: Gruß und Danke Carsten

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15. Januar 2014
- #21
Also in den Büchern steht auch nicht immer alles richtig drin, musste ich auch schon feststellen. Schleppmoment steigt mit höherer Last, aber Schleppmoment = pme ist nicht richtig.
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