Motorenprüfung: Bremsarten und Verdünnungsgrad

Elektrobremse

Bei der Elektrobremse wird die vom Motor absorbierte Energie nicht in Wärme umgewandelt – wie es bei einer hydraulischen Bremse der Fall ist –, sondern mittels eines Dynamos in elektrische Energie transformiert. Der Stator (oder Induktor) ist ruhend bzw. schwenkbar an einem Träger mittels Kugellagern befestigt, sodass er um die Welle des Rotors (Anker des Dynamos) schwingen kann. Das Gehäuse des Leistungsprüfstands ist an einem Hebelarm montiert, über den das Widerstandsdrehmoment gemessen wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses trägt die Verlängerung des Hebelarms ein Gegengewicht, um die Maschine im Ruhezustand auszubalancieren.

Prony-Bremse

Die Prony-Bremse ist die einfachste und rudimentärste Methode, die historisch als erste zum Testen von Motoren verwendet wurde. Sie besteht aus zwei Lagern oder Holzfaser-Pads, die das Schwungrad umschließen und durch verstellbare Träger festgezogen werden. Die einstellbare Kraft der Federn bewirkt eine Normalkraft N an den Bremsbacken. Eines der Pads ist an einem Hebelarm befestigt, an dessen Ende eine Waagschale für die Messgewichte hängt. Am anderen Ende sorgt ein Gegengewicht für das Gleichgewicht vor dem Versuch. Der größte Nachteil dieser Methode ist ihre hohe Ungenauigkeit und Fehleranfälligkeit.

Hydraulische Bremse

Die hydraulische Bremse basiert auf der Absorption der vom Motor übertragenen Energie durch einen Wasserstrom. In einem Wirbelring schleudert eine fest mit der Antriebswelle verbundene Turbine das Wasser gegen verstellbare Leitschaufeln im Gehäuse. Die Umwandlung der Energie in Wärme erfolgt durch den Widerstand des Wassers gegen den Motor; die Wärme wird durch die ständige Umwälzung des Wassers abgeführt. Diese Methode wird häufig für Werkstests eingesetzt.

Verdünnungsgrad und Stöchiometrie

Der Verdünnungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Gewicht der Luft in einer Mischung und dem theoretisch notwendigen Luftgewicht für eine stöchiometrische Reaktion. Der theoretische Verdünnungsgrad für die Motorleistung wird als Einheit angenommen (λ = 1) und durch das Luftgewicht bestimmt, das für ein stöchiometrisches Gemisch erforderlich ist. Bei einem Atmosphärendruck von 760 mm Hg (entspricht einer Luftdichte von 1,293 kgf/m³) beträgt das Luftgewicht für ein theoretisches Gemisch etwa 12.000 Liter Luft pro Liter Kraftstoff.