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Aufgaben Inhaltsverzeichnis


Gleichstrommotoren


Starter


Schubschraubtriebstarter

























  1. Aufgabe
    geg.:
    • U0 = 13 2 Ruhespannung des Akkus
    • I = 163A Starterstrom
    • hSt = 55%, Wirkungsgrad des Starters
    • nKW = 150/min, Kurbelwellendrehzahl
    • z = 3, Zylinderzahl des Motors
    • VH = 1,2 l Hubraum des Ottomotors
    • Ri = 22mW Innenwiderstand des Akkus
    • l1 = 1m, Länge der Starterhauptleitung (natürlich aus Kupfer)
    • A1 = 16mm 2, Querschnitt der Starterhauptleitung
    • i = 11/1, Übersetzungsverhältnis zwischen Ritzel und Kurbelwelle


    ges: MSt

    Kann sein, dass diese Aufgabe etwas über dem Berufsschulniveau liegt. Die darin enthaltenen Teilaufgaben sind es jedoch nicht.

    Anleitung gewünscht?


  2. Aufgabe
    Batterieumschaltrelais:
    Es gibt NKW-Typen, die zwar ein 12V Bordnetz haben, und damit auch einen 14V Generator, jedoch einen 24V Starter. Klar, dass die beiden Akkus während des Fahrbetriebs parallelgeschaltet sein müssen, damit der Generator beide Akkus laden kann.
    Beim Startvorgang müssen dann aber beide Akkus in Reihe geschaltet werden, um den Starter mit der erforderlichen Spannung zu bedienen. Selbstverständlich wird das übrige Bordnetz auch beim Starten mit nur 12V versorgt.
    Die mühselige Aufgabe, die Akkus je nach Bedarf in Reihe oder parallel zu schalten, übernimmt ein Batterieumschaltrelais.

    Tragen Sie in dem unvollständigen Schaltplan die erforderlichen Verbindungen ein.

    Batterieumschaltrelais unvollständiger Schaltplan


  3. Aufgabe
    Schubschraubtriebstarter:
    Schubschraubtriebstarter Vervollständigen Sie den Schaltplan.
    Tragen Sie die Klemmenbezeichnungen ein.











  4. Aufgabe

    nur für Experten aus der Fachschule für Technik
    Um diese Aufgabe lösen zu können, benötigen Sie die Datenblätter über verschiedene Starter incl. Kennlinien, Viskositäts-Temperatur-Kennlinien von Motorölen, M-V H-Kennlinien von Diesel- u. Otto-Motoren, Kennlinien für Korrekturfaktoren

    Ein Pkw ist mit einem 2,4 l Ottomotor ausgerüstet. Die Bordnetzspannung beträgt 12V.
    Der Schwungscheibenkopfkreisdurchmesser darf nicht grösser als 355mm sein!!
    Die Startmindestdrehzahl des Motors beträgt 100/min.

    1. Wählen Sie ein Motorenöl und bestimmen Sie für den Motor mit dem gewählten Öl eine geeignete Startanlage.
    2. Ermitteln Sie den Arbeitspunkt (AP) Ihrer Gerätekombination: I(AP) nMotor (AP) n Starter(AP) M Starter(AP) P Starter(AP) U Starter (AP)
    3. Berechnen Sie auch die am AP erforderliche Antriebsleistung zum Durchdrehen der Kurbelwelle.
    4. Stellen Sie den Arbeitspunkt in einem P-n-Diagramm in ein möglichst formatfüllenden DINA4 (quer) Diagramm dar.
    5. Mit welchem Wirkungsgrad arbeitet der Starter im AP?
      Mit welchem Wirkungsgrad arbeitet die Gesamtstartanlage (also incl. Akku) im AP?
    6. Welche Kurbelwellendrehzahl würde sich bei einer Temperatur von +20°C und abgezogenem Zündkabel einstellen?


  5. Aufgabe

    Für Leute mit Durchblick
    Gegeben:
    U0 13 2 Ruhespannung des Akkus
    I 163A Starterstrom
    hSt 55% Wirkungsgrad des Starters
    nKW 150/min Kurbelwellendrehzahl
    z 3 Zylinderzahl des Motors
    VH 1 2 dm3 Hubraum des Ottomotors
    A1 16mm2>/sup> Querschnitt der Starterhauptleitung
    l1 1m Länge der Starterhauptleitung (natürlich aus Kupfer)
    Ri 22m W Innenwiderstand des Akkus
    i0 11 Übersetzungsverhältnis zwischen Ritzel und Kurbelwelle
    hG 85% Wirkungsgrad des Getriebes (Ritzel- Schwungradzahnkranz)
    Schmiermittel Mobil 1 Ölsorte
    Gesucht:
    MSt Drehmoment am Starterritzel
    T Motortemperatur


  6. Aufgabe
    Diese Aufgabe wurde als Klausuraufgabe in der FST /Kfz-Technik im Februar 2001 gestellt:

    Kennlinie 1,1kW 1,5 kW Gegeben ist der Starter GF 12V 1,5kW mit dem Akku 55Ah, dessen Kennlinien links unter anderen abgebildet sind.
    Ermitteln Sie den größten Ottomotor und den größten Dieselmotor, den man mit diesem Starter bei T = -20°C noch zuverlässig starten kann, wenn als Ölsorte Mobil Delvac Super (Ölsorte B) verwendet wird.
    Außerdem beträgt die Startmindestdrehzahl für den Ottomoter 135/min und für den Dieselmotor 100/min.
    Das Starterritzel hat 11 Zähne mit einem Modul von 2,54mm.
    Der Arbeitspunkt soll jeweils bei 90% der Startermaximalleistung liegen.
    Auf welchen Außendurchmesser muß der Rohling für den Schwungscheibenzahnkranz abdrehen (1/100 mm)?
    Bestimmen Sie auch den Mindestleitungsquerschnitt der Starterhauptleitung und die sich daraus dann ergebende Maximallänge dieser Leitung.




    Lösungshinweise































  7. Aufgabe















Anleitung zu Aufgabe 1:
  1. Berechnen Sie zunächst den Spannungsverlust am Innenwiderstand des Akkus Ui
  2. Als nächstes können Sie die Klemmenspannung an den Polklemmen des Akkus bestimmen UB
  3. Nun berechnen Sie den Widerstand des Starterhauptleitung Rl
  4. Wie groß ist der Spannungsverlust an der Starterhauptleitung? Ul
  5. Damit haben Sie auch schon die Klemmenspannung am Starter während des Startvorgangs USt
  6. Jetzt ist es einfach den Leistungsinput des Starters auszuknobeln Pin
  7. Da der Starterwirkungsgrad bekannt ist kann man nun den Leistungsoutput herausbekommen Pout
  8. Schon längst hätten Sie die Starterdrehzahl bestimmen können da alle erforderlichen Daten bereits in der Aufgabenstellung gegeben waren nSt
  9. Mit den bisher berechneten Werten von Starterdrehzahl und Starteroutputleistung ist es nur noch ein kleiner Schritt zum gesuchten Drehmoment MSt












    10. Anleitung zu Aufgabe 5

    Pmax 1,29kW Maximalleistung des Starters GF 12V 1,5kW
    P(AP) 1,16kW 90% von Pmax
    Für diese Leistung existieren auf der P(I) Kennlinie jedoch genau 2 Punkte, nämlich bei I1 = 200A und bei I2 = 350A.
    Natürlich kommt von diesen beiden Möglichkeiten aus den im Kapitel Arbeitspunkt erläuterten Gründen nur der Punkt in Frage, der bei der kleineren Stromstärke liegt, also
    P(AP) 1,16kW Starterleistung am Arbeitspunkt
    I(AP) 200A Strom durch den Starter am Arbeitspunkt
    MSt(AP) 4,8Nm Drehmoment am Starterritzel im Arbeitspunkt
    nSt(AP) 2600/min Drehzahl des Starterritzels im Arbeitspunkt
    USt(AP) 9V Spannung an den Starterklemmen im Arbeitspunkt
    Otto Diesel
    nKWmin 135 100
    i 19,5 26
    z2 212 286
    itats. 19,3 26
    dk2 543,56mm !!??! 731,52mm !!!?!?!
    MKW 92,6Nm 124,8Nm
    PKW 1,31kW!!?! 1,31kW ?!?!
    n = 2500 mm2/s
    fn 1,1 1,05
    M ´M 84,1Nm 119Nm
    VH 1,9 dm3 0,9 dm3

    Berechnung der Starterhauptleitung

    Erwärmung
    I max 550 A bei -20 °C
    I max 700 A bei 20 °C (Stromwert geschätzt)
    A erf 350 A/ 30A/mm2 = 11,7mm2 erforderlicher Mindestquerschnitt, damit die Leitung nicht zu heiß wird
    A Norm 16mm2 nächsthöherer Normquerschnitt

    Spannungsverlust
    l max 1,28m bei der gegebenen Stromstärke und dem gewählten Querschnitt maximal erlaubte Leiterlänge

    Die Steuerleitung wird hier nicht berechnet, da in der Aufgabe nicht verlangt.






























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