Prüfstände für Kfz-Motoren

Synonyme: Motoren-Prüfstände, Motorprüfstände, Prüfstände für Verbrennungsmotoren, Motor-Funktionsprüfung

 
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Prüfstände für Kfz-Motoren sind schlüsselfertige Maschinen und Anlagen zur 100-%-Kontrolle von montierten Verbrennungsmotoren durch die kombinierte Prüfung von mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, elektrischen und elektronischen Funktionen, die mit verschiedenen Messverfahren erfasst werden. Die mechanische Prüfung erfolgt durch Schwingungs- und Geräuschanalyse sowie durch die Messung von Drehmoment und Drehzahl. Weitere Prüfungen betreffen Öldruck und Öltemperatur, Kühlwassertemperatur und -fluss, Einspritzzeiten, Zündung, Rundlauf, Abgaswerte etc.
Übliche Prüfmethoden sind der Kalttest und der Heißtest. Beim mittlerweile in der Praxis bevorzugten Kalttest wird der Motor mit Öl befüllt und von einem Elektromotor als externer Antriebsquelle durchgedreht, was einen Betriebszustand simuliert. Beim Heißtest wird der Motor dagegen mit Öl, Kraftstoff und gegebenenfalls mit Kühlwasser befüllt, gestartet und mit eigener Kraft im Leerlauf oder mit simulierter Last betrieben, bis der Motor warmgelaufen ist. Der Heißtest ermöglich auch Abgastests, Nachteile sind jedoch längere Prüfzeiten, eine geringere Prüfqualität, höhere Betriebskosten sowie die Umweltbelastung durch Kraftstoffverbrauch, Kühlwasser und Verbrennungsabgase.

Funktionsprizip


Der Motor wird manuell oder automatisch in einer werkstückspezifischen Halterung fixiert, abgedichtet, an die Messtechnik angeschlossen sowie elektrisch kontaktiert. Der Abtrieb des Motors kann durch mechanische Adaptionen an einen Elektromotor angeschlossen werden, der als externer Antrieb oder zur Lastsimulation im Generatorbetrieb dient. Vor der Prüfung ist eine integrale Dichtheitsprüfung des Öl-, Wasser- und Kraftstoffraumes erforderlich. Die Prüfung kann als Kalttest oder Heißtest erfolgen. 
Für den Kalttest wird der Motor abgedichtet, mit Öl befüllt und der Abtrieb mit einem Elektromotor verbunden, der den Prüfling extern antreibt. Dann beginnt der Prüfablauf, bei dem der Motor für kurze Zeit mit geringer Drehzahl durchgedreht wird. Über die Messung des Drehmoments wird ermittelt, ob das Drehmoment zu groß oder der Motor blockiert ist. 
Es folgt eine Erhöhung der Drehzahl, damit die Ölpumpe Druck aufbauen kann und um alle Lagerstellen im Motor mit Schmieröl zu versorgen. Wenn nach einer bestimmten Zeit ein ausreichender Öldruck erreicht ist, folgt wiederum mit reduzierter Drehzahl der eigentliche Test, der unterschiedliche Messverfahren umfasst. Die Bewertung der mechanischen Eigenschaften erfolgt mit Hilfe der Schwingungs- und Geräuschanalyse, um z. B. Bearbeitungsfehler, Beschädigungen durch unsachgemäße Handhabung und Montagefehler wie fehlende oder falsch verbaute Teile, falsche Einbaulage und fehlerhaften Teilesitz zu ermitteln. Die Luft- und Abgasführung wird pneumatisch über die angesaugte und ausgestoßene Luftmenge geprüft, der Öldruck wird mit Drucksensoren gemessen. Mit elektrischen und elektronischen Funktiontests lassen sich z. B. das Steuergerät, Zündkerzen, Zündanlage, Drosselklappen, motoreigene Sensoren und die Verkabelung kontrollieren. 
Beim Heißtest erfolgt die Prüfung mit eigenem Antrieb. Hierfür wird der Motor mit Öl und Kraftstoff befüllt, angelassen und in Betrieb gehalten, bis eine bestimmte Öltemperatur erreicht ist. Das Warmlaufen erfolgt im Leerlauf oder unter simulierter Last, die im Laufe des Tests erhöht werden kann. Die Bewertung erfolgt über Messung von Drehzahl und Drehmoment, Öldruck und Öltemperatur sowie von Temperatur und Fluss des Kühlwassers am Motor. Weiterhin können z. B. die Einspritzzeiten, Zündung, Rundlauf, Abgaswerte etc. kontrolliert werden.

Einsatzbereich


Die Prüfstände für Kfz-Motoren dienen zur End-of-Line-Funktionsprüfung von Verbrennungsmotoren vor der Endmontage. Die Anlagen werden als halb- oder vollautomatischer Prüfstand oder als verkettete Prüfanlage ausgeführt. Typische Prüflinge sind Benzin- und Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge. Anwenderbranche ist die Automobilindustrie.