Leistungskurve
Leistungskurven und andere von Messdatenerfassungssystemen aufgezeichnete Größen sind sehr wichtig, um das Verhalten von Motor oder Fahrzeug zu analysieren. Eine Werteliste in 100-U/min-Schritten ist leichter zu lesen als eine lange Liste in 10-U/min-Schritten. Sie ist zweifellos kürzer. Wichtig ist aber, dass dieselbe Liste als Diagramm dargestellt noch leichter zu lesen ist, wenn man weiß, worauf man achten muss.
Wer die Faktoren versteht, die das Ergebnis beeinflussen und Fehler am Motor oder an anderen mechanischen Bauteilen verdecken können, hat einen Wettbewerbsvorteil gegenüber denen, die nur Wertetabellen in 100-U/min-Schritten nutzen.
Wir beginnen mit der Analyse von zwei Fällen, die uns Kunden geschickt haben. Wir laden Sie ein, Messkurven von Ihrem eigenen Prüfstand mit uns zu teilen.
Motortemperatur und unzureichende Belüftung
Das Diagramm am Anfang dieses Artikels zeigt eine Messung auf einem Motorrad-Rollenprüfstand mit 3 Leistungsläufen. Die untere Kurve gehört zum kalten Motor bei etwa 85 ºC. Die beiden oberen Kurven gehören zum warmen Motor bei etwa 100 ºC. Man sieht, dass dieses Motorrad mit warmem Motor mehr Leistung abgibt: 119,52 PS und 119,16 PS. Mit kaltem Motor leistet es bei gleicher Drehzahl 116,6 PS.
Außerdem ist bei hohen Drehzahlen eine Instabilität zu erkennen. Sie könnte auf Unwucht oder Exzentrizität der Reifen zurückzuführen sein, doch in diesem Fall ist die Rolle perfekt ausgewuchtet und auch die Räder waren nicht verformt. Die Ursache liegt darin, dass sich dieser Prüfraum noch im Bau befindet und keine ausreichende Belüftung für den Motor hat. Das ist sehr wichtig, besonders bei diesem Typ von Motorrädern, die darauf ausgelegt sind, den Fahrtwind zu nutzen, um mehr Luft in das Gemisch zu drücken. Später werden wir mit einer Lambdasonde prüfen, ob dieser Fehler auf die fehlende Stauluft bei diesem Motorrad zurückzuführen ist.
Kupplungsschlupf
Kurve mit Schlupf
Diese Kurve zeigt die Leistung eines 125-cm³-Zweitakt-Kartmotors, gemessen auf einem MWD-Schwungmassenprüfstand Modell K600i. Auf den ersten Blick und ohne Vergleich mit einer anderen Messung fällt an dieser Kurve nichts Besonderes auf, auch wenn sie die Leistung über einen großen Drehzahlbereich hoch hält.
Analysieren wir nun die Kurven unseres Motordrehzahlsensors und vergleichen sie mit der am Schwungrad gemessenen Drehzahl, fällt bei diesem Motor etwas Interessantes auf:
Übersetzungsverhältnis bei Kupplungsschlupf
Motordrehzahl und Rollendrehzahl bei Kupplungsschlupf
Für mehr Details klicken Sie auf das Bild. Im ersten Bildschirm sieht man, dass die Motordrehzahl bei 9.750 U/min gegenüber der Schwungraddrehzahl plötzlich ansteigt. Der Unterschied ist gering, reicht aber aus, um an genau dieser Stelle einen Leistungseinbruch zu verursachen – und zwar dort, wo das maximale Drehmoment liegt und die zusätzlichen PS besonders nützlich wären.
Um diesen Punkt genauer zu betrachten, eignet sich am besten das Diagramm des Übersetzungsverhältnisses zwischen Motor und Schwungrad, das im zweiten Diagramm zu sehen ist. Bei einem Motor mit diesem Antrieb sollte diese Linie waagerecht verlaufen, doch das Verhältnis steigt abrupt an und bleibt zwischen 9.600 und 11.100 U/min über dem erwarteten Wert.
Die Ursache ist vermutlich die Kupplung. In dem Moment, in dem der Motor sein maximales Drehmoment erzeugt, hält die Kupplung nicht mehr und beginnt zu rutschen. Sinkt das Drehmoment oberhalb von 11.000 U/min wieder, greift die Kupplung erneut. Dadurch fehlt am Ritzel dieses Motors Drehmoment.
Solche Fehler lassen sich nur mit einer Software erkennen, die eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit bietet und auf dem Bildschirm Werkzeuge zum Zoomen, Messcursor und Vergleichsfunktionen bereitstellt. Ebenso wichtig ist ein guter Prüfstand: solide gebaut, perfekt ausgewuchtet und frei von Schlupf oder Unwucht, die die Kurven verfälschen und mit echten Motorfehlern verwechselt werden könnten.
Später analysieren wir weitere Fälle, zum Beispiel einen Vorher-Nachher-Vergleich einer Leistungssteigerung durch Chiptuning.