Konstruktive Optimierung eines Einhubtriebwerks

Zur Untersuchung von Zündungs-, Verbrennungs- und Klopfprozessen von Verbrennungsmotoren steht am LEC ein Einhubtriebwerk (Rapid Compression- Machine, RCM) zur Verfügung. Aufgrund des Konzepts ohne Kurbeltrieb können mit dieser Maschine einzelne Verbrennungszyklen mit großer Flexibilität im Hinblick auf Kolbenhub, Verdichtungsverhältnis und Zusammensetzung des Arbeitsgases nachgestellt werden. Auf Grund der optischen Zugänge im Kolben und in der Buchse können die Vorgänge im Brennraum optisch erfasst werden. Die Untersuchungen dienen einerseits dazu, ein tieferes Verständnis der komplexen Vorgänge im Brennraum zu erlangen und bieten andererseits die Möglichkeit, Simulationsmodelle (z.B. in der 3D-CFD Simulation) mittels der generierten Messdaten zu validieren.

Ziel:

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Kolbenbremse, die Optimierung konstruktiver Schwachstellen, insbesondere der Bauteildichtungen, sowie die Validierung der Ergebnisse mittels Messungen.

Aufgaben:

Erstellen eines 3D und 2D Modelles des Prüfstands
Analyse der Ausfallsgründe (Prüfung der Bauteilbelastungen, der Geometrien, der Montage, der Medienbeständigkeit, etc.)
Erarbeitung von Lösungsvorschlägen hinsichtlich Materialauswahl, Konstruktion, Fertigung und Montage
Festlegen der Änderungsmaßnahmen
Entwicklung einer Kolbenbremse
Fertigung, Aufbau und Test der Konstruktion
Durchführung von Messungen und Vergleich der Messungen mit der Simulation
Verfassen der Masterarbeit

Voraussetzungen:

Grundkenntnisse in der Konstruktion und Auslegung von Maschinenelementen

Beginn: Nach Vereinbarung

Dauer: ca. 6 Monate

Kontakt:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nicole Wermuth, +43 (316) 873-30087, nicole.wermuth@lec.tugraz.at

Anton Tilz, +43 (316) 873-30140, anton.tilz@lec.tugraz.at