Schwungrad an Kolbenmaschine

makrelus · Anmeldungsdatum: 06.02.2025 Beiträge: 2 Wohnort: CH

Hallo zusammen Prost

Ich habe eine Aufgabe, die mich etwas überfordert. Stellt euch eine durch einen Elektromotor angetriebene Kolbenmaschine vor mit einer gegebenen Drehzahl n, welche am Kolben eine Feder montiert hat. Bei jedem Hub wird diese nur auseinander gezogen. Um es zu vereinfachen, kann die Federkraft als konstant angenommen werden. Ich habe mir eine Tabelle zusammengestellt, welche die Kräfte (F_Feder und F_osz) und resultierenden Momente Mt ausgibt.

Ein Schwungrad soll nun die überschüssigen Momente speichern, somit kann der Antriebsmotor wesentlich kleiner ausfallen.

Um die ausgetauschte Energie in einem Winkelabschnit zu Berechnen, habe ich folgende Integrale:

1. Mittleres Moment:

2. Energieaustausch:

Zu 1.: Ohne dass ich die Integrale löse, ist mein Mt_m doch einfach das was der Motor liefert, denn die F_osz und F_Feder wirken jeweils vor und nach OT/UT gleich, heben sich im Mittel also auf, oder liege ich da falsch?

Zu 2.: Das Integral würde ich gerne einfach mal lösen, aber mein Mt hängt von der Tangentialkraft auf die Kurbelwelle ab, welche von der Kraft auf den Pleuel abhängt, welche wiederum von Kolbenkraft, Kurbelwinkel und Pleuelwinkel, F_osz, usw... Das geht so weiter bis hinunter zur Beschleunigung. Daher habe ich das Gefühl ich habe etwas grundlegend falsch verstanden Hilfe

Könnte ich zb. für die Schwungscheibe einfach eine E_rot festlegen, welche dem grössten zu überwindenden Drehmoment minus Drehmoment des E-Motor entspricht? Ich berücksichtige damit nicht die Fläche unter der Kurve, aber die müsste doch irgendwie proportional sein zum Energieabbau im Schwungrad?

Danke für jegliche Hilfestellung!

makrelus · Anmeldungsdatum: 06.02.2025 Beiträge: 2 Wohnort: CH

Ich habe nun einfach in Excel über die Zeilen die Teilflächen berechnet und addiert. Das ergibt mir im Bereich des grössten Drehmoment-Defizits ca. 200J. Das tönt nach einer plausiblen Zahl.