Das Versuchs- und Meßwesen auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugs

Inhaltsverzeichnis

Zweck der Arbeiten.- Untersuchungen an Fahrzeugmotoren.- Energieverteilung.- Wirkungsgrade.- Mechanischer Wirkungsgrad. - Wirkungsgrad der abgegebenen Leistung. - Wirkungsgrad der indizierten Leistung. - Wirkungsgrad der vollkommenen Maschine. - Indizierter Wirkungsgrad. - Lieferungsgrad. - Volumetrischer Wirkungsgrad. - Luftüberschußzahl. - Spülwirkungsgrad. - Verhältnismäßiger Luftaufwand. - Verhältnismäßiger Ladeverlust.
- 1. Kraftstoffprüfung.- A. Untersuchung auf allgemeine Eigenschaften und auf Mischungsbestandteile.- Geruchsprüfung. - Flammprobe. - Fettprobe. - Reagenspapierprobe. - Probe auf Säuren und Alkalien. - Bestimmung des verhältigen Gewichtes. - Prüfung des Brennstoffes auf Vorhandensein von Alkohol. - Feststellung des Alkoholanteiles im Gemisch. - Bestimmung des Gehaltes an Aromaten durch die Dimethylsulfatprobe. - Prüfung auf Schwefelgehalt. - Feststellung der Siedekennlinie und der Siedekennziffer. - Verharzungsneigung. - Flammpunkt und Brennpunktwerte. - Der Selbstzündungspunkt.- B. Heizwertmessung.
- I. Heizwerte von Grundstoffen und Kraftstoffen.
- II. Einzelbestimmungen im Bombenkalorimeter.- Verbrennungsbombe.
- III. Die fortlaufende Bestimmung.- Junkers-Kalorimeter. - Berechnung des Heizwertes. - Oberer Heizwert H0. - Verdampfungswärme des Kondenswassers. - Unterer Heizwert Hu. - Beispiel. - Fehler bei Wärmebestimmungen. - Fortlaufend arbeitendes selbsttätiges Kalorimeter.
- C. Messung der Klopffestigkeit der Brennstoffe.
- I. Zündwertprüfer nach Jentzsch.
- II. Verfahren von Heinze und Marder.
- III. Grundlagen der motorischen Prüfung.- Die Prüfgeräte. - Das Straßenverfahren.- D. Prüfung des motorischen Verhaltens von Dieselölen.- Vergleichskraftstoffe.- E. Prüfung von Mineralschmierölen.
- I. Physikalische Untersuchungen.- Das verhältige Gewicht. - Zähigkeit (Vogel-Ossag-Viskosimeter). - Bestimmung des Fließvermögens in der Kälte. - Stockpunktsbestimmung. - Bestimmung der Verkokungsneigung. (Conradson-Verfahren), (Ramsbotton-Verfahren). - Bestimmung der Brechungszahl. - Bestimmung der Oberflächenspannung.
- II. Chemische Untersuchungen.- Gehalt an Asche. - Asphalt und feste Fremdstoffe. - Gehalt an Wasser. - Verseifungszahl. - Neutralisationszahl. - Säurezahl.
- 2. Messung des Betriebsstoffverbrauchs der Motoren.- A. Brennstoffverbrauch.
- I. Messung nach Volumen.- Selbsttätige Messung. - Meßfehler. - Durchflußkraftstoffmesser.
- II. Messung nach Gewicht.- B. Schmierölverbrauch.
- 3. Messung der Ansaugluftmenge.
- I. Volumetrische Messung.
- II. Durchflußmessung.- Durchflußgleichungen. - Der wahre Volumendurchfluß. - Volumenrechnung. - Das Prandtlsche Staurohr. - Messung des Wirkdruckes (Flüssigkeitsmanometer, Projektionsmanometer mit Wasserfüllung nach Betz, Zeigerdruckmesser, Gegendruckgeräte, Tauchglocke).
- III. Durchflußmengenmessung bei pulsierender Strömung.- Beispiel 1. - Beispiel 2.
- IV. Die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes der Ansaugluft.- Das Taupunktverfahren. - Das Haarhygrometer. - Die psychrometrische Feuchtigkeitsbestimmung.
- 4. Geräte zur Beobachtung des Verbrennungsverlaufs.- A. Indiziervorrichtungen.
- I. Die Höchstdruckmesser.
- II. Stroboskopische Indikatoren.
- III. Hochfrequenzindikatoren.- a) Mikroindikatoren.- b) Optische Indikatoren.- c) Elektrische Indikatoren.- Das kapazitive Meßverfahren. - Das piezoelektrische Meßverfahren. - Der Halbleiterindikator. - Der magnetische Indikator.- B. Geräte zur Ermittlung der Verbrennungsgeschwindigkeit und Sichtbarmachung der Flammenausbreitung.- Schnauffersches Ionisationsverfahren. - Bombenversuche. - Unmittelbare Sichtbarmachung der Flammenausbreitung. - Spektralanalytische Untersuchung des Verbrennungsvorganges. - Untersuchung des Verbrennungsvorganges mit der ultrarotempfindlichen Photozelle. - Photographische Aufnahme der Flammenausbreitung bei der Verbrennung.
- C. Aufnahme des Brennstoffeinspritzvorganges bei Dieselmaschinen.
- 5. Geräte zur Aufzeichnung schnell veränderlicher Vorgänge.
- I. Oszillographen.- Der Schleifenoszillograph. - Der piezoelektrische Oszillograph. - Der Kathodenstrahloszilograph.
- II. Zeitdehngeräte.- Hochfrequenzlichtbildgeräte. - Die Nägel-Holfeldersche Zeitlupe.
- III. Stroboskope.- Blendscheibenstroboskope. - Das AEG-Lichtblitzstroboskop.
- IV. Zeitraffergeräte.
- 6. Feststellung der Motorleistung.- A. Leistungsbegriffe.- B. Wiegetechnische Grundlagen.
- C. Bremsmittel.
- I. Der Pronysche Zaum.
- II. Die Luftwirbelbremse.
- III. Die Wasserwirbelbremse.
- IV. Die elektrischen Bremsen.- Der Aufbau der elektrischen Pendelmaschine. - Die Ansprechgenauigkeit und Empfindlichkeit von Pendelgeneratoren.- D. Messung des Drehmomentes.
- I. Drehmomentwaagen.
- II. Einschaltdrehmomentmesser.- E. Drehzahlmeßeinrichtungen.- Stichdrehzähler (Der DVL-Stichdrehzähler, Der FKFS-Stichdrehzähler, Drehzähler mit Synchronmotor).- F. Zeitmesser.- Die Stoppuhren. - Zeitgeber. - Zeitschreiber.
- 7. Die Kühlmittelmessung.
- I. Anordnung der Kühlanlage am Prüfstand.
- II. Die Wärmemenge.
- III. Gewichtsmäßige und volumetrische Meßeinrichtungen.- a) Gewichtsmäßige Kühlmittelmessung.- b) Volumetrische Kühlmittelmessung.- c) Durchflußmengenmessung des Kühlmittels.- Scheibenmesser. - Trommelzähler..
- IV. Frischwasserzusatzkühlung.
- V. Einfluß des Temperaturgefälles des Kühlmittels auf die Wärmemengenbestimmung.
- 8. Temperaturmessungen.
- I. Flüssigkeitsthermometer.- Fadenkorrektion (Fernthermometer).
- II. Elektrische Thermometer.- a) Widerstandsthermometer.- b) Thermoelemente.- Werkstoffe für Thermoelemente. - Eichung der Thermoelemente. - Herstellung der Thermoelemente.
- III. Einbau der Thermoelemente.
- IV. Schmelzkegelmessung.
- V. Strahlungspyrometer.
- 9. Untersuchung der Abgase.- A. Wärmemengenbestimmung.- B. Abgaszusammensetzung.
- C. Geräte zur Bestimmung der Abgaszusammensetzung.
- I. Chemische Abgasmeßgeräte.- Orsat-Gerät. - Mono-Duplex "K".
- II. Elektrische Abgasmeßgeräte.- a) Elektrische Geräte zur Bestimmung des $$C{O_{{2^ - }}}$$ und CO + H2-Gehaltes.- CO2-Geber. - (CO + H2)-Geber. - Gesamtanordnung des Abgasmessers mit $$C{O_{{2^ - }}}$$ und (CO + H2)-Geber.- b) Cambridge-Abgasprüfer.- c) Abgasprüfung auf Sauerstoff (Siemens).- D. Bestimmung der Abgastrübung im Dieselmotor.
- 10. Drehschwingungsmeßgeräte.
- I. Allgemeines über Drehschwingungen.
- II. Die Drehschwingungsmeßgeräte.- Der Geigersche Torsiograph. - Der DVL-Ritz-Torsiograph. - Der optische Schwingungsmesser. - Der elektrische Schwingungsmesser. - Drehschwingungsuntersuchungen mittels Schwingungserreger.
- 11. Schreibgeräte für allgemeine Meßzwecke.- Linienschreiber. - Fallbügelpunktschreiber.
- 12. Regeleinrichtungen.
- I. Selbsttätiger Ausgleichschreiber (Kompensograph).
- II. Fallbügelregler.
- III. Thermische Rückführung.
- 13. Einzylinderprüfmotoren.
- I. Prüfmotoren.- Ricardo-Einzylindermotor. - CFR-Motor. - Armstrong-Motor. - DVL-Einzylindermotor. - FKFS-Einzylindermotor.- IL Prüfgerät für Dieselmotoren.
- 14. Gesamtanordnung von Prüfständen.- Messung der Fahrleistungen und Fahreigenschaften von Kraftfahrzeugen.
- 1. Fahrleistungen (Verfügbare Leistung und Fahrwiderstandsleistung).- A. Verfügbare Leistungen.- a) Ermittlung der inneren Triebwerksverluste.
- I. Energiedurchgangsverfahren.
- II. Energiekreislaufverfahren.
- III. Wirkungsgrad des inneren Triebwerkes des Fahrzeugs.- b) Ermittlung der äußeren Triebwerksverluste.
- I. Lüfterverluste der Räder.
- II. Roll- und Walkverluste.- Meßtechnische Erfassung des Roll- und Walkwiderstandes.
- III. Schlupf-, Gleitungs- und Kriechverluste.
- IV. Verluste durch Stoß.
- V. Zusätzlicher Widerstand bei Kurvenfahrt.
- VI. Wirkungsgrad des äußeren Triebwerkes.- c) Meß- und Versuchseinrichtungen zur Aufnahme der verfügbaren Leistungen.
- I. Kraftwagenrollfeld.- Siemens-Potthof-Prüfstand. - Riedler-Prüfstand. - Schenck-Wagenprüfstand. - Junkers-Wasserbremsenprüfstand.
- II. Kraftwagenbremsstand.- Froude-Wasserbremsenprüfstand. - Prüfstand von Technorat.- d) Rechnungsverfahren zur Ermittlung der verfügbaren Leistung.- Nabenleistung. - Radfelgenleistung. - Lauftrommelleistung. - Zugleistung. - Leistungsverlust durch Schlupf. - Radumfangsleistung. - Zusammenfassung.- B. Die Fahrwiderstandsleistung.
- I. Widerstand im Fahrwerk.
- II. Der Luftwiderstand und seine Ermittlung am Fahrzeug und am Modell.- Allgemeines.- Meßverfahren.- Messungen am natürlichen Fahrzeug.- Massenbestimmung. - Auslaufverzögerung. - Widerstands- und Beiwertsermittlung.- Modellversuche in Windkanälen.- Windkanäle (Göttinger Bauart, Englische Bauart, Eiffelsche Bauart). - Messung der Luftkräfte. - Der Beiwert. - Luftkräfte und Kurshaltung (Seitenwind und resultierender Anblaswind, Allgemeines zur Richtungshaltung.) - Die Bezugsachsen für die am Fahrzeugkörper auftretenden Momente (Längsachse, Querachse, Hochachse). - Einfluß der Reynoldsschen Zahl. - Einfluß der Kanalturbulenz. - Einfluß des Grades der Modellähnlichkeit auf den Luftwiderstand. - Arten der Fahrbahndarstellung. - Erfassung der Bezugsgeschwindigkeit bzw. des Bezugsstaudruckes. - Berücksichtigung des Luftzustandes.
- III. Sichtbarmachung der Strömung.- Abtasten mittels Fäden. - Rauchgasbildung. - Wasserströmkanal. - Die zweidimensionale Strömung. - Dreidimensionale Strömung. - Druckmessungen an der Oberfläche der Modelle. - Aufnahme der Grenzschicht.
- C. Ermittlung des Steigungs- und Beschleunigungsvermögens aus der verfügbaren Leistung und der Fahrwiderstandsleistung.
- I. Rechnungsverfahren.
- II. Ergebnisse von Fahrleistungsversuchen.
- III. Beschleunigungsprüfstand.- D. Fahrleistungsversuche auf der Fahrbahn.
- I. Art der vorzunehmenden Fahrversuche.
- II. Versuchsbedingungen.
- III. Gesichtspunkte, die bei der Feststellung der mittleren Geschwindigkeitkeitsänderung zu beachten sind.
- IV. Meßeinrichtungen.- a) Schießverfahren.- Allgemeines. - Schumannsches Schießverfahren zur Bestimmung der Bremsverzögerung.- b) Die Massenträgheitsbeschleunigungsmesser.- Grundsätzlicher Aufbau der Meßgeräte. - Verzögerungsmesser von Siemens. - Der Tapley-Leistungs- und Bremsprüfer. - Stopmeter. - Wimperis-Beschleunigungsmesser. - Schreibende Beschleunigungsmesser (Geigers - Beschleunigungsmesser, Wimperis - Beschleunigungsschreiber). - Kontaktbeschleunigungsmesser (Grunbachsches Pendel, Langer-Thoméscher Bremsverzögerungsmesser).- c) Geräte mit Schleppradantrieb.
- 1. Peiseler-Prüfrad.
- 2. Bewikra-Kraftwagenprüfgerät.
- 3. Grundzeitregistriergeräte.- "Tel" Anfahr- und Bremsgeschwindigkeitsmesser (Auswertung der Geschwindigkeit, Auswertung der Beschleunigung). - Bruhnscher Geschwindigkeitswegschreiber, (Auswertung der Geschwindigkeit, Auswertung der Beschleunigung). - Elektrischer Beschleunigungsmesser.
- 2. Fahreigenschaften.- A. Bremsung.
- I. Allgemeines.- a) Der Wärmeumsatz.- b) Der Bremsweg und die mittlere Verzögerung.- Ermittlung der Verzögerungszahl.
- II. Die Einteilung des Bremsweges.
- III. Meßtechnische Erfassung der Reibungsbeiwerte und Bremsbeiwerte für Reifen und Fahrbahn.
- IV. Bremsversuche mit Fahrzeugen.
- V. Prüfung des in der Bremstrommel erzeugten Bremsmomentes.- Der Bendix-Bremsprüfer. - Fußkraftmesser.- B. Die Federung.
- I. Allgemeines.
- II. Einzeluntersuchungen.- a) Bestimmung der Schwingungszahlen des Wagenaufbaues.- Bestimmung durch Versuch. - Rechnerische Bestimmung der Schwingungszahlen des Wagenkörpers.- b) Untersuchung der Federkennzahlen.- Federweichheit der Reifen. - Steifigkeit der Feder (Federschwingungsmaschine, Ausschwingversuche, Prüfstand für Schwingungsdämpfer).- c) Beschleunigungen und Schwingungsausschläge am Wagenkörper.
- 1. Schwingungsschreiber zur Aufnahme der Ausschläge.- Elektrische Schreibeinrichtung. - Kreiselschwingungsschreiber.
- 2. Die mechanisch wirkenden Massenträgheits-Beschleunigungsmesser.- Vibrograph nach Geiger. - Erschütterungsschreiber von Maihak. - Scheubelscher Beschleunigungsschreiber. Beschleunigungsmesser von Askania. - Vibronieter von Schenck.
- 3. Die elektrisch wirkenden Massenbeschleunigungsmesser.- Piezoquarz-Beschleunigungsmesser. - Kohledruckbeschleunigungsmesser. - Induktions-Beschleunigungsmesser. - Höchstbeschleunigungsmesser.- d) Kurvensteifigkeit des Fahrzeugs.
- C. Lenkungsuntersuchungen.
- I. Geräte zur Messung der Lenkkräfte.
- II. Lenkungsschwingungen.- Die meßtechnische Erfassung der Flatter- und Trampelbewegungen.- Gerät zur Aufnahme der Achs- und Radstellung. - Elektrische Schreibgeräte. - Der Frommsche Schwingungszerleger.- D. Beurteilung der Fahrbequemlichkeit und Fahrannehmlichkeit.- Federungseinfluß. - Räumliche Abmessungen des Wageninnern.- E. Schall- und Geräuschmessungen.- Die Entstehung von Schall. - Schallanalyse. - Lautstärke von Einzeltönen.- F. Erfassung des Einflusses der am Fahrzeug wirkenden Kräfte auf die Fahrbahnhaltung.
- I. Radumfangs- und Seitenführungskräfte.
- II. Massendrehmoment bei Eigendrehung des Fahrzeugs und Bodenreibmoment im Zusammenhang mit Flieh- und Luftkräften.
- III. Einfluß der Schwerpunktslage und der Antriebsart auf die Fahrbahnhaltung.
- IV. Bestimmung der Seitensteifigkeit und Seitenführungskraft von Reifen.
- 1. Modellversuche.
- 2. Versuche in Kraftwagenrollfeld.
- V. Schwerpunktsbestimmung.
- VI. Aufnahme des Trägheitsmoments.- G. Modellfahrversuche.
- 1. Das Modellfahrzeug.
- 2. Der Modellmaßstab.
- 3. Versuchsergebnisse.
- 4. Vergleich der Ergebnisse aus Modellversuchen mit denen der Wirklichkeit.
- 3. Beanspruchung im Fahrzeugaufbau und in sonstigen Bauteilen.- Messungen am Fahrzeug. - Modellmessungen.- Schlußbemerkung - Ausblick.- Schrifttum.