ABSCHLUSSARBEITEN Entwicklung Experimentelle Entwicklung / Motorenversuch. Stand 2013

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1 ABSCHLUSSARBEITEN Entwicklung Experimentelle Entwicklung / Motorenversuch Stand 2013

2 Alternativen für eine Gemischregelung für ein handgehaltenes Arbeitsgerät mit Zweitaktmotor Gewünschte Studienrichtung: Physik, Chemie, Verfahrens-, Luftund Raumfahrttechnik In der Automobilindustrie erfolgt die Gemischregelung über eine Lambdasonde. Da Lambdasonden für handgehaltene Zweitaktmotoren sowohl unwirtschaftlich, als auch technisch nicht sinnvoll sind (Verschmutzungsproblematik, beheizter Betrieb etc.) sollen alternative Einstellmethoden ermittelt, untersucht bzw. bewertet werden. Erarbeiten von Maßnahmen zur Minimierung der Verkokungsneigung gemischgeschmierter 2-Takt-Motoren, Verfahrenstechnik, Chemie Verkokung im Bereich des Zylinder- und Schalldämpferauslasses führt bei gemischgeschmierten 2-Takt-Motoren zu einem Leistungsverlust und einer Verschlechterung des Laufverhaltens. Der Umfang der Verkokung wird maßgeblich durch die Qualität des Kraftstoff-Öl-Gemischs, den Betriebszustand des Triebwerks und verschiedene motorische Parameter beeinflusst. Die systematische Erfassung von Parametern, die die Verkokungsneigung positiv beeinflussen, ist Voraussetzung für eine gezielte Vorgehensweise. Entwicklung von 'produktionsgeeigneten' Verfahren zur Einstellung der Volllast und des Leerlaufes Im Rahmen der Abgasgesetzgebung werden magerere Volllast- und Leerlaufeinstellungen erforderlich. Der Zielwert, der für die Einstellung angestrebt werden kann, ist abhängig von den Toleranzen des Einstellverfahrens. Es ist daher ein Einstellverfahren für die Produktion zu entwickeln bzw. zu optimieren, dass eine niedrige Streuung bei optimaler Taktzeit in der Einstellbox der Produktion zulässt. Bestimmung eines geeigneten Messverfahrens zur Ermittlung der Glühzündempfindlichkeit von 2-Takt-Motoren Moderne 2-Takt-Motoren erreichen durch Ladungsschichtung mit erhöhtem Restgasanteil eine Absenkung des Durchsatzes und sind damit in der Lage, die Vorgaben der Abgasgesetzgebung zu erfüllen. Das führt zu einer erhöhten Glühzündneigung des Motors in der Volllast. Ziel der Abschlussarbeit ist Auswahl und Verifikation eines geeigneten Messverfahrens zur Bestimmung der Volllast- Glühzündempfindlichkeit eines 2-Takt-Motors. 2

3 Heckenscheren - Kupplung als Überlastschutz Fliehkraftkupplungen kommen in nahezu allen handgehaltenen Geräten und Sägen zum Einsatz. Die Kupplung stellt im Arbeitsbereich die Momentübertragung und im Leerlauf die Trennung zwischen Motor und Werkzeug dar. Durch eine entsprechende Auslegung kann eine Fliehkraftkupplung auch eine Überlastsicherung darstellen, die in extremen Anwendungsbereichen einer Heckenschere (u.a. Rückschnitt) den Ausfall von Bauteilen (Getriebe, Messer, etc.) verhindert. Zur Auslegung von Kupplungen steht ein Berechnungstool zur Verfügung. Der Abgleich des Auslegungsergebnisses erfolgt mit den Ergebnissen aus Sonderprüfungen und Erprobung (Schnittleistung, Handhabung). Ziel der Arbeit ist die Herleitung von Optimierungsparametern und Auslegungsgrenzen. Erarbeitung von Automatisierungsverfahren zur Applikation einer Motorsteuerung, Verfahrenstechnik, Fahrzeugtechnik, Regelungstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik Es ist ein Verfahren zu entwickeln, um die Applikationsschritte von Motorsteuerungen automatisiert durchzuführen. Ferner ist eine experimentelle Validierung der erarbeiteten Verfahren vorgesehen. Motor- Diagnose, Verfahrenstechnik, Fahrzeugtechnik, Regelungstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik Mit zunehmender Einführung von elektronischen Systemen in STIHL Arbeitsgeräten können verstärkt Fehlfunktionen des Motors diagnostiziert werden. Es soll eine Analyse der möglichen Features der Motordiagnose an STIHL Motoren durchgeführt werden. Neben der theoretischen Abhandlung sind experimentelle Untersuchungen vorgesehen. Optimierung von Ansaugsystemen handgehaltener Arbeitsgeräte, Verfahrenstechnik, Kraftfahrzeugtechnik Inhalt der Arbeit ist die Funktionsoptimierung eines Prüfstands zur Verlustleistungsmessung. Hierbei sollen universell Schneidewerkzeuge gemessen werden. Zudem ist die Auswertroutine zu standardisieren und eine Ist- Standerfassung aller Schneidwerkzeuge durchzuführen. 3

4 Untersuchung des Einflusses der Zündsteuerung eines 2 Takt Motors auf die Triebwerkshaltbarkeit, Verbrennungsmotoren, Kraftfahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrttechnik Zu untersuchen ist welchen Lebensdauereinfluss eine Zündsteuerung auf die Haltbarkeit des Triebwerks hat. Die Untersuchungen beinhalten: - Theoretische Betrachtung in Zusammenarbeit mit der technischen Berechnung - Erarbeitung eines geeigneten Versuchsplans - Durchführung von Versuche - Analyse und Dokumentation der auftretenden Bauteilschäden Entwicklung eines Diagnosesystems Ziel ist es für die neuste Generation der Motorsteuerung Funktionen im Bereich der Diagnose von Fehlern zu erarbeiten. Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Planung, Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Messungen mit dem Fokus Fehlfunktionen und Hardwaredefekte am Motor detektieren zu können. Automatisieren von Applikationsschritten / Mechatronik Verbrennungsmotoren / Fahrzeugtechnik Ziel ist es, alle für die Applikation von STIHL M-Tronic benötigten Arbeitsschritte hinsichtlich Automatisierbarkeit zu bewerten. Für das entsprechende Vorgehen soll dann eine Automatisierung aufgebaut werden und diese im Versuch bestätigt werden. Weiterentwicklung eines Prüfverfahrens zur Bewertung des Fallverhaltens des Kraftstoffschlauchs von Motorsägen, Technologiemanagement, Verfahrenstechnik, Verbrennungsmotoren Ein bestehendes Konzept zur Prüfung des Fallverhaltens von Kraftstoffschläuchen bei tiefen Temperaturen soll weiterentwickelt und validiert werden. Dies beinhaltet: - die Untersuchung und Bewertung alternativer Versuchskonzepte - Versuchsdurchführungen zur Schaffung einer breiteren Datenbasis - die Bestimmung von Korrekturfaktoren Ziel ist die Erstellung einer Werksnorm zu diesem Thema und dem bereits entwickelten Prüfverfahren bei Raumtemperatur. 4

5 Entwicklung eines Drehzahlmessers für Verbrennungsmotoren auf Basis einer nicht Zünder getriebenen Sensierung. Die Applikation auf Smartphone/Tablet ist dabei zu beachten., Mechatronik, E-Technik Im Werkstattbereich arbeiten heute gängige Drehzahlmesser für verbrennungsmotorisch betriebene Handarbeitsmaschinen (Drehzahlbereich bis ca /min) auf einer Verarbeitung des Zündersignals. Elektronische Austaktmuster erschweren die Sensierung bis hin zu Fehlmessungen im Abregelbereich. Mit Hilfe der Arbeit soll eine Messmethode entwickelt werden, die unabhängig vom Zündsystem Signale zur Drehzahlmessung erfasst (z.b. mechanische Signale wie Schall oder Beschleunigung). Die Mess- und Anzeigemimin ist in einer handlichen Größe zu realisieren und/oder auf Digital-Tools (Smartphone/Tablet) zu applizieren. Bestimmung des Einflusses der Düsengeometrie auf die Messgrößen Volumenstrom und Strömungsimpuls bei STIHL-Blasgeräten (ab Juni 2013), Fahrzeugtechnik, Luft- und Raum- Fahrttechnik (Vertiefung Strömungsmechanik wünschenswert) Für die Auslegung von Blasgeräten ist der mittels Normdüsen gemessene Volumenstrom von entscheidender Bedeutung. Für die Arbeitsleistung ist außerdem der Strömungsimpuls interessant, welcher über die Kraftmessung an einer Stauscheibe ermittelt wird. Um beide Messmethoden zusammenzuführen, ist die Geometrie der Blasgerätedüse und damit der hydraulische Durchmesser des sich einstellenden Freistrahls ausschlaggebend. Dieser Zusammenhang kann experimentell, aber auch in Kombination mit numerischen Strömungssimulationen (CFD) ermittelt werden. 5