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Fraunhofer-Presseinformation Nr. 67 vom 7. August 1997
Motordiagnosesystem: Haertetest beim Brummi-Rennen auf dem Nuerburgring
Auch nach ueber hundert Jahren haben Verbrennungsmotoren erhebliche Optimierungspotentiale. Kraftstoffverbrauch, Leistungspruefung und Abgasreduzierung stehen heute im Mittelpunkt von Forschung und Entwicklung. Voraussetzung sind leistungsfaehige Diagnosesysteme, die Motorfehler schnell und zuverlaessig erkennen und eine detaillierte Beurteilung des Motorzustands ermoeglichen. Das Fraunhofer-Institut fuer Informations- und Datenverarbeitung IITB entwickelte ein universelles System, das so robust und kompakt ist, dass es beim Brummi-Rennen auf dem Nuerburgring in einem MAN-Lastwagen mitfahren konnte.
Nuerburgring, am Wochenende 12./13. Juli, Box des MAN-Rennserviceteams: Erstmals ist unter den Service-Leuten ein Wissenschaftler. Fuer Dr. Hermann Fehrenbach vom Fraunhofer-Institut fuer Informations- und Datenverarbeitung IITB in Karlsruhe ist das Ergebnis des Brummi-Rennens nebensaechlich, ihn interessiert nur sein Messsystem, das auf dem Beifahrersitz des Renn-LKWs - eine fuer den Rennsport modifizierte MAN-F2000-Zugmaschine - mitfaehrt. Viele Jahre Entwicklungsarbeit stecken in seinem Motordiagnosegeraet. Als Fehrenbach das System in Motorpruefstaenden der Firma MAN vorgefuehrt hatte, war der Abteilungsleiter in der Vorentwicklung und Leiter des MAN-Rennsport-Serviceteams Roland von Hoerner so begeistert, dass er gleich eine mobile Version in Auftrag gab. Denn nun kann er erstmals detailliert auch waehrend eines realen Rennens untersuchen, wie die einzelnen Zylinder arbeiten, wann fehlerhafte Einspritzung oder Verbrennungsaussetzer zu Leistungseinbussen fuehren.
Man braucht aber gar kein Rennfahrer zu sein, um auf optimalen Lauf seines Motors Wert zu legen. Auch der Normalverbraucher hat Anspruch auf hoechste Qualitaet. Und die Autohersteller wollen gewaehrleisten, dass die Nutzleistung in den versprochenen Toleranzen liegt. Diese Tests werden in der Regel auf Leistungspruefstaenden durchgefuehrt, auf denen die Motoren ein definiertes Pruefprogramm durchlaufen. Kommt es jedoch spaeter zu Beanstandungen, wird eine Ueberpruefung schwierig und teuer. Entweder muss der Motor ausgebaut oder aufwendige Pruefungstechnik angewendet werden.
Deshalb wird nach Wegen gesucht, mit denen die Leistung mit moeglichst wenig Aufwand untersucht werden kann. Ziel ist, die Daten aus serienmaessig am Motor vorhandenen Sensoren zu gewinnen, um nicht in den Brennraum eingreifen zu muessen. Dr.-Ing. Hermann Fehrenbach hat die Rundlaufanalyse - die hochgenaue Untersuchung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle - zur idealen Ausgangsbasis fuer eine universelle Motordiagnose ausgebaut: Die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle kann beruehrungslos durch serienmaessige Sensoren wie beispielsweise Induktionsspulen am Anlasserzahnkranz und eine Induktionsspule an der Einspritzpumpe gemessen werden. Die Signale werden so geschickt vor- und nachverarbeitet, dass extrem genaue und zuverlaessige Daten ermittelt werden. Aus der Drehmomentbilanz der Kurbelwelle koennen alle wichtigen Kenngroessen abgeleitet werden, die fuer eine Fehleranalyse noetig sind.
Fehrenbach hat das Verfahren zum Patent angemeldet und zum kompakten Geraet XSERUM miniaturisiert, so dass eine kleine Messeinheit in Verbindung mit einem Laptop ausreicht. Das flexible System eignet sich zur Diagnose von allen Diesel- und Ottomotoren - auch im mobilen Einsatz. Es wurde bereits in PKW-Motoren mit geringem Hubraum, bis hin zu Bahn- und Schiffsdieselmotoren getestet.
So kann das globale Laufverhalten des Motor wie auch jedes einzelnen Zylinders untersucht werden. Fehler wie sporadisch auftretende Verbrennungsaussetzer werden automatisch identifiziert und die Fehlerauspraegung bestimmt. Fehlerhafte Einspritzung wird ebenso erkannt wie ungleiche Auslastung der Zylinder. Die wichtigste Kennzahl eines Verbrennungsmotors ist das maximal erreichbare Drehmoment. In mehreren Testzyklen mit Lastkraftwagen konnte Fehrenbach nachweisen, dass mit dem Diagnosegeraet das maximale Drehmoment ohne Belastungseinrichtungen und auf der Strasse bestimmt werden kann.
Auch bei Gasmotoren fuer Blockheizkraftwerke kann das Messgeraet wertvolle Dienste leisten. Diese Magermotoren sollen so gesteuert werden, dass optimales Laufverhalten mit minimalen Abgaswerten zusammenfaellt. Das Diagnosesystem ist ein ideales Werkzeug zur Leistungsueberpruefung von Motoren aller Art. Mit der einfach bedienbaren Menuefuehrung koennen die Auswerteergebnisse in Graphiken anschaulich dargestellt werden. In unterschiedlichen Konfigurationen eignet sich das Diagnosesystem zur serienmaessigen Qualitaetskontrolle ebenso wie zur Dauerueberwachung oder der mobilen Motorzustandsdiagnose. Den Haertetest auf dem Nuerburgring hat das Geraet mit Bravour bestanden. Der naechste Einsatz ist beim Rennen am 9./10. August in Mantorp-Park, Schweden.
Ihr Ansprechpartner fuer weitere Informationen: Dr.-Ing. Hermann Fehrenbach Telefon 07 21/60 91-3 90, Telefax 07 21/60 91-4 13 Fraunhofer-Institut fuer Informations- und Datenverarbeitung IITB Fraunhoferstrasse 1, D-76131 Karlsruhe email: fe@iitb.fhg.de
Foto: Brummi-Rennen auf dem Nuerburgring - mit an Bord eines MAN-Lastwagen: Ein vom Fraunhofer-Institut fuer Informations- und Datenverarbeitung IITB entwickeltes Motorendiagnosesystem, das Motorfehler schnell und zuverlaessig erkennen kann. (Das Bild zeigt drei MAN-Lastwagen beim Rennen auf dem Nuerburgring. Zu sehen unter http://www/german/presse/pi/pi1997).
Bildmaterial (in Farbe) kann bei der Redaktion bestellt werden: Telefon: +49 (0) 89/12 05-3 15 Telefax: +49 (0) 89/12 05-7 13 email: presse@zv.fhg.de
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy
transregional, national
Research projects
German
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