Forschungsbericht 2010 - Hochschule Ingolstadt

Ansprechpartner
Labor für Motoren und Fahrzeugtechnik
Dipl.-Ing. (FH) Duy Giap Tran
Der nötige Druck wird hier nicht durch eine statische
Last, sondern durch einen elektromechanisch betriebenen
Druckkolben aufgebracht. Dies ermöglicht es,
beliebige Druckverläufe mit verschiedenen Druckgradien-
ten in der Prüfkammer zu erzeugen. Da das System in der
Lage ist, hochfrequente Druckschwingungen zu generieren,
können Sensoren unter motornahen Bedingungen
kalibriert werden. Selbst die Kalibrierung unter hohen
Temperaturen ist mit der verbauten Heizpatrone möglich.
Für die genaue Temperaturregelung sorgt dabei ein
Pt100-Widerstandsfühler sowie ein stetiger Temperaturregler.
Durch den leistungsstarken Linearmotor, der sich vor
allem durch eine kurze Ansprechzeit auszeichnet und
eine konstruktiv kompakt ausgelegte Druckkammer
kann das Kalibriersystem einen statischen Druck von bis
zu 200 bar sowie einen dynamischen Druck mit einer
Schwingungsfrequenz von 75 Hz bei einer maximalen
Druckamplitude von 50 bar erreichen.
Für Kalibrierungen im Niederdruckbetrieb wird ein zusätzlicher
Spannungsumschalter in die Motoransteuerung integriert,
der über eine entsprechend kurze Umschaltzeit
verfügt. Somit erreicht das System auch beim Betrieb im
Unterdruckbereich statisch einen relativ hohen Druckgradienten
von bis zu 100 mbar / ms und einen Mindestabsolutdruck
von 20 mbar. Dynamisch erzielt das System eine
maximale Frequenz der Druckschwingung bis zu 20 Hz
bei 40 mbar Mindestabsolutdruck.
Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften (Verdampfungsdruck
von 5,3*10-4 mbar) ist das Betriebsöl zur
Unterdruckerzeugung bis zu 20 mbar hervorragend ge-
eignet. Allerdings würde das Kalibriersystem diesen Mindestabsolutdruck
nicht erzielen können, wenn die im Öl
gelöste Luft genügend Zeit zum Ausgasen hätte. Aufgrund
der Schwingungsfrequenz bei den dynamischen
Tests bleibt dafür jedoch nicht genügend Zeit, sodass
das Öl kurzzeitig auch unter dessen Ausgasungsdruck
gebracht werden kann. So kann das Kalibrieren von Niederdrucksensoren
auch bei sehr kleinen Absolutdrücken
mit diesem System realisiert werden.
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Karl Huber
Telefon.: 0841 9348 -382
karl.huber@haw-ingolstadt.de
AbstrAct
In-depth knowledge of the combustion process is
essential for optimising the combustion process
in the engine and to increase thermal efficiency. A
complex analysis of pressure patterns provides the
necessary calculation parameters. Most importantly,
this will include the metering of in-cylinder pressure
with specialist sensors. These high-pressure sensors
are used frequently in endurance tests, which
is why they require periodic calibration.
Pressure sensors are generally calibrated with static
or quasi-static pressure patterns, although in
running engines, pressure sensors are generally
applied to detect high frequency or dynamic loads,
which is why dynamic and periodic calibration is
desirable and necessary.
Because of this deficiency a calibration system for
high and low pressure sensors was developed,
which is capable to form pressure patterns dynamically
and controlled. The calibration method
is still based on the intrinsic difference between a
high-precision reference sensor and test sensors
that are screwed together in a pressure chamber
filled with oil. Pressure is not generated by weight,
but by a small piston which is accelerated by an
electric linear engine.
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