Suche Ingenieuer für Tipps

[SeriousDan]

Hallo nochmal,

ich muss auf meiner Arbeit ein bisschen was entwerfen.
Es geht um ein Blockheizkraftwerk = http://de.wikipedia.org/wiki/Blockheizkraftwerk

Wir wollen einen Prototypen entwerfen, in einem rechteckigen Rohrramen.
Alles möglichst Platzsparen, Generator angetrieben von einem 4 Zylinder Diesel.
So nun hab ich die Aufgabe bekommen das ganze ein wenig zu entwerfen, Skizzien usw machen. Nur ich bin eben gelernter Elektriker Geselle und leider kein Ingenieur.

Ich bräuchte dabei ein wenig Hilfe, z.B. wie wird der Motor im Gehäuse befestigt, gedämpft.
Wie wird der Motor auf möglichst kleinem Raum mit dem Generator verbunden.
Kabelführung, Entkopplung, Servicefreundlichkeit mit Klappen und man sollte möglichst überall hinkommen.

Ich bin ehrlich gesagt ein wenig überfordert, da ich sowas noch nie gemacht hab. Vielleicht ist hier ein Tüftler oder ausgebildeter Ingenieur der sich ein wenig auskennt und mir helfen kann oder vll ein paar Skizzen zuschicken die ich mir anschauen kann.
Kann auch noch nähere Details aufzählen wenn ihr sie braucht

 

[Justin_Sane]

Naja...also von "bisschen was entwerfen" wollte ich hier nicht sprechen!

Unabhängig davon, dass ihr mit Skizzen höchstwahrscheinlich nicht sehr weit kommen werdet, habt ihr Euch auch schon Gedanken über den Kühlkreislauf (samt Anbringung der Peripherie), Schwingungsdämpfer (zw. Motor und Generator), Tank etc. pp. gemacht?

 

[Christine A.]

VW baut solche Block-Anlagen und wenn du wissen willst, wie man einen Motor befestigt, dann schaust Du einfach einmal unter eine Motorhaube.

Anders werden die Motoren bei den Blockheiz-Anlagen auch nicht befestigt. In Natura kannst Du dir die Aufhängungen von den Lageristen von Autohäusern zeigen lassen.

Informationen findest Du auch bei Firmen die Notstromaggregate fertigen.


Christine A.

 

[Justin_Sane]

Motoren werden normalerweise an zwei sog. Motorstützen verschraubt (sitzen i.d.R. seitlich am ZKG).

Sehen meistens so aus:

http://www.plasticsportal.net/wa/pl...ess_technology/Integrative_Simulation.pdf_img

Sind halt noch gelagert und werden dann an die Karaosserie geschraubt.

Allerdings haben unsere Motoren (die aus dem VAG-Konzern) in Richtung der Lagertraverse auch noch Aufnahmen. Die sind dafür gedacht, wenn Motoren auf auf Prüfstände oder sonstwo hingebracht werden. Da werden die dann auf eine Art Zapfen gestellt.

In etwa so:

http://images.google.de/imgres?imgu...C3%BCtze&ndsp=21&hl=de&lr=&sa=N&start=21&um=1

Da System fände ich noch nicht mal so schlecht. Könnte man relativ simpel gestalten und 'ne Entkopplung könnte man auch noch integrieren. Allerdings ist das Anflanschen an den Generator damit noch längst nicht gelöst!

 

[SeriousDan]

Der erste Gedanke ist eben, lagern wir den Motor eher fest oder lagern wir ihn sehr locker.
Was natürlich auch wieder Einfluss auf die Kupplung bzw den Flansch hat.

Wir hätten da zuerst an eine Hardyscheibe oder eine Elastomerkupplung mit Flansch gedacht.
Allerdings weiß ich da nicht wie das mit den Motoren ist, da sie ja immer Stöße bzw Drehmomentwechel produzieren mit einer bestimmten Frequenz. Könnte sein dass da die Gummieinlage in einer Elastomerkupplung einfach zu heiß wird.

Der Generator wird denke ich fest installiert und am Boden bzw am Gerüst verschraubt. Frage bleibt dann noch ob der Motor und der Generator zusammen nochmal von Gehäuse entkoppelt werden sollen oder fest damit verbunden sind.

Ist echt so viel auf einmal... nicht einfach als Elektriker ^^

Ergänzung (10. Februar 2010)

Und die Lagerung vom Motor hat natürlich auch Auswirkungen auf die ganzen Lager und die Lebensdauer von Bauteilen.
Hab mir schon viel Bilder angeschaut, sieht alles sehr aufgeräumt aus, was man von unserem ersten Prototyp nicht sagen kann.

Ergänzung (10. Februar 2010)

So damit ihr wisst was ich meine, sollte in etwa so aufgebaut sein:
http://www.schnellmotor.de/sm/fotos/490px/blockheizkraftwerk-bhkw-6zylinder.jpg

Nur eben etwas kleiner, und komplett verschließbar mit Metallplatten+Dämmmatten
Und sowas einfach so aus dem Kopf zu entwerfen ist nicht so einfach. Müsste am besten KFZ, Metallbauer, Ingenieur und Elektriker gleichzeitig sein!

 

[DerWitwenmacher]

Also bevor ihr euch Gedanken um die Konstruktion des Motors macht, sollten erstmal andere Fragen abgehandelt werden, die da ungefähr wären:
- Wie groß soll der Gesamtaufbau sein?
- Welche elektrische Leistung und Wärmeerzeugung soll abgegeben werden?
- Wie wird gekühlt, wenn die entstandene Wärme nicht benötigt wir (Stichwort: Sommer)?
- Welche Motorenart soll eingesetzt werden; Reihe, Boxer, Doppelkolben? Danach richtet sich der Prinzipielle Aufbau und die Wartung.
- Und an die Qualitätssicherung sollte man auch denken!

 

[SeriousDan]

Also der Raum in den es soll ist 1,74m x 1,60m ... Also nicht gerade riesig.
Der Motor ist ein 4 Zylinder Reihen TDI von VW. Natürlich wies bei einem Blockheizkraftwerk so ist läuft alles über einen Abgaswärmetauscher, bzw im Sommer evtl. über einen Aussenlüfter der die Überschüssige wärme ablässt.

Leistung sollte so bei 40-50 kw liegen, je nach dem was der Motor schafft.
Haben schon einen Prototyp hier, allerdings alles andere als funktionierend.
Ist noch über einen Riemen angetrieben, was nicht das Wahre ist, soll jetzt direkt angetrieben werden.
Ich bräuchte Vorschläge oder kleine Zeichnung für den Rahmen mit Aufhängungen z.B.

Oder für die Motoraufhängung selber, bzw das "Design" von dem Kasten selbst, man sollte nämlich an den Motor möglichst wartungsfreundlich herankommen.
Sehr helfen würde mir erstmal eine große Skizze zum Aufbau, ich weiß nämlich nicht wie ich so einen Motor aufhängen bzw befestigen muss, damit er einen Generator zuverlässig antreiben kann.

Alles was Schwingungen, Resonanz, Schwingungsdämpfung usw angeht bräuchte ich hilfe, elektrisches kann ich natürlich selber erledigen.

 

[T&T]

wichtige Punkte sind:

-Kupplung
-Lagerung Motor
-Lagerung Generator
-Kühlkreislauf
-Steuerung Motor

Also: Kupplung, du brauchst eine drehelastische Kupplung(Fragen: Auslegung->Übertragendes Drehmoment, Einbau), Anfahrmomente vom Generator beachten (wo Trennvorgang mit Netz, starre/schaltbare Kupplung)

Lagerung: Da gibt es doch Motoraufhängungen musst dir mal vor Ort anschauen dürfte aber gehen, evtl bei seitlicher Aufhängung:->stabilen Rahmen(Verschraubung mit Boden) bauen, aber auf Resonanz achten, übertragende Schwingungen achten, Dämpfelemente einbringen.
Generator: keine spezielle Lagerung aber auf Übertragung von Schwingungen achten

Kühlkreislauf: Medium! Betrieb des Medium (Fremdpumpe, Antrieb über Motor), Regelung des Volumenstromes/Temperaturen! Wärmetauscher, Betrieb Sommer/Winter! Sommerbetrieb evtl mit Luft (Ventilatoren)->Regelung, Winterbetrieb (wahrscheinlich Wasser)->Volumenstrom, Temperaturen->Regelung, Umschaltung von Sommer/Winterbetrieb, Ort (Wo Wärmetauscher? Problem Belüftung)! Abschaltung oder Kühlung bei Erreichen der Kesseltemperatur

Steuerung Motor: konstante Drezahl-> wie?, Welche Drehzahl (Wirkungsgrad Motor), Zusammenspiel Drehzahl, Generator-> Erreichen der wahrscheinlich Ausgangsfrequenz von 50 Hz
Brennstoff: Wie Zuführung? Lagerung, Steuerung Dieselpumpe, Notabschaltung

Allg: Filter, Abdichtungen, Boden (Auslauf von Flüssigkeiten), Brandschutz

->Sicherheitsvorkehrungen: Notabschaltung, Sensoren...


---
Da steckt schon ne Menge dahinter, es ist nicht so leicht einfach mal so ein (vernünftiges) BHKW bauen

Edit:
ganz wichtiges Element vergessen: Verbrennungsgas (Verwendung, Abführung, Reinigung, Schalldämpfer)

 

[DerWitwenmacher]

Naja, aus dem Modellbau kenne ich, dass es durchaus "kuriose" Schwingungshalterungen gibt.
So was benötigt man bei 4 Zyl. mit Schwingungsausgleichswellen sicherlich nicht.
Von daher dieses Bild als Inspiration.
Da wir nicht wissen wie der Motor ausschaut muss Du selbst nach schauen.
Den Rest hat "Sprengstoff" räusper T&T schon erläutert.
Wohl gemerkt, Du benötigst nicht nur einen Experten, sondern ein paar mehr.

 

[SeriousDan]

Oha, ja ich weiß schon dass ich auf viel achten muss, also wärs nett wenn ihr mit jetzt konkret Tipps gebt.
Fangen wir mal an, also wie gesagt das ganze soll in einen rechteckigen Rahmen aus Stahlprofilen.

So nun die erste konkrete Frage, kennt sich jemand gut mit Motor aus? Rüttelt so ein 4 Zylinder Diesel recht viel?
Es würden nämlich als Dämpfung normale Gummipuffer in Frage kommen oder, wenns stärker sein soll auch Federn. Dann die Frage zur Kupplung, Wenn sich der Motor beim Anlassen recht bewegt, wie wir das kompensiert? Wenn ich den Motor direkt mit der Kupplung verbinden würde, würde die ja beim Anlassen ziemlich belastet werden.

Dann, kann der Generator im Gehäuse fest verschraubt werden, oder werden die Schwingungen so stark übertragen dass auch der entkoppelt sein sollte?

Drehzahl ist fest, wird wahrscheinlich bei 1500 upm liegen.

Wie gesagt er wär der absolute Hammer wenn jemand kurz Zeit hätte und eine kleine Skizze zum Aufbau Motor/Generator machen könnte, mit Dämpfern und evtl Streben. Kann mir das noch nicht so richtig vorstellen. Natürlich nur wenn ihr Zeit und Lust habt!

 

[T&T]

ich würde dir/euch dringend raten ein bisschen Struktur in das Projekt zu bringen

Fang beispielsweise mit Fließbildern an.
- Grundfließbild beschreibe Prozess mittels Rechtecken (Beispiel: Motor, Generator, Wärmetauscher, Eingansstoffe, Ausgangsstoffe) nur das Schema aufzeichnen, keine Details

- Verfahrensfließbild
jetzt kommen die ganzen Prozessdaten rein (zb. KW-Zahl(Wärme), P-Elektrisch, Drehmomente, Temperaturen (Abgas, Kühlmittel, Wärmetauscher,) Volumenströme, alle Daten die du brauchst)

- R&I Fließbild: Grundsätzlich Verfahrensfließbild aber mit Sensoren, Reglern, usw zb. Temperaturfühler, Absperrventile, Regelventile

Dazu musst du noch die ganzen gesetzlichen Bestimmung einhalten (Reinigung Verbrennungsgas, Sicherheitsfunktionen). Ich gehe mal davon aus du kennst alle benötigten Daten/Bestimmungen sonst brauchst du dir keine Gedanken über die Lagerung machen

Erst wenn du die alle geforderten Daten berechnet (oder abgeschätzt->Murks) hast kannst du mit Sachen wie Befestigung Motor, Generator usw beginnen.

Und jetzt spielen Sachen wie Größe und Anordnung des Generators/Motors/Wärmetauscher/Sensorik/Regelung/Kupplung(aus den Leistungsdaten) eine Rolle. Nun musst du dir den Motor/Generator etc. anschauen wo der seine Aufhängepunkte/Montagepunkte hat und anhand der Fließbildern zusammenbauen.

Zur Kupplung: ich habe doch gesagt eine drehelastische Kupplung um Anfahrmomente Auszugleichen und oder Verdrehung. Dann wo sollte die Trennung zum Netz sein?
Zum Motor: wahrscheinlich haben die meisten keine Ahnung (wie ich) wo die Montagepunkte des Motors sind. Ohne das zu wissen kann dir auch niemand ne (sinnvolle) Skizze anfertigen. Also wo kann man den Motor montieren? Von Anschweißkonstruktionen rate ich ab sowie nicht vorgesehene Schreibverbindungen. Also lieber Montagestellen hernehmen

verstehe mich nicht falsch, ich will dich nicht persönlich angreifen sondern dir helfen
ich verstehe nicht mal ganz deine konkrete Funktion? Für was bist du zuständig?
Wollen deine Chefs von Lösungsansätze um die Schwingungen in den Griff zu bekommen?
Ansätze für Aufhängung Motor?

 

[SeriousDan]

Hmm ich soll ALLES planen, vom Gestelle übern Aufbau, Verbindungen, Schwingungsdämpfung, Funktion, Installtion, Wartung.... Alles einfach von Anfang an.
Aber wie gesagt bin ich ELektriker und tu mich ein bisschen schwer mich da rein zu finden

 

[T&T]

Des dürfte aber sehr schwer werden für dich, tut mir leid
Also wie gesagt Zeichne dir das in Fließbildern auf. Ausgehend vom Motor (siehe Beispiel).
Aber ohne Kenntnisse der Konstruktion kannst du keine Kupplung auslegen und auswählen.
Auch ohne Kenntnisse der Wärmeübertragung/Thermodynamik keinen Wärmetauscher bzw. Wärmeübertragersystem. Von der Steuerung/Regelung ganz zu schweigen.

Sprich ohne Ingenieursausbildung wird das sehr schwer!



Wenn du nur mal grundlegend überlegen sollst über die Lagerung des Motor, entweder die üblichen Motoraufhängungen oder wenn das nicht reicht, zusätzliche Dämpfer einzusetzen

schau mal bei www.ace-ace.de Industriestoßdämpfer

 

[SeriousDan]

Hey, habs grad erst gesehen danke schonmal für das Beispiel
Musste gestern bis 19 Uhr arbeiten konnte von dahier nicht eher

Ja ich kann mich ja weitestgehend an dem Prototyp orientieren, nur bei dem gibts eben noch etliche Fehler.
Der Riemenantrieb fängt bei 22kW Wahnsinnig an zu flattern und den Riemen zerlegts fast in seine Einzelteile.

Ich kann mal ein kleines Beispiel Zeichnen dass ihr wisst wie der Aufbau ca. aussehen soll. Ich probier dass ich die Aufhängungspunkte auch irgendwie mit rein bekomme. Sind alles baugleiche Motoren von daher kann ich dass unten schnell nachsehen.
Allerdings wirds eben echt schwer sowas von Anfang an neu zu entwerfen, vor allem so dass man an alle Verschleißteile noch gut ran kommt!

Ich werd bei gelegenheit mal ein bisschen messen und skizzieren, evtl auch ein Foto machen, ist aber eigentlich nicht erlaubt...

 

[T&T]

mach das
Bei 50 kW und 1500 1/min sind es ja immerhin 318 Nm, das ist schon einiges. Was ist das jetzt für ein Motor?
Zur Kupplung: bei nen Kupplungshersteller anrufen und Daten angeben, Problem schildern
Dämpfung Motor: Bei Hersteller zb. ACE anrufen

Die Hersteller verdienen damit Ihr täglich Brot und wissen was benötigt wird
I.d.R. bekommt man guten Support seitens der Firmen

Edit:
Aber um Gotteswillen den Riemen sofort rauswerfen, viel zu anfällig, Wartung ect

 

[SeriousDan]

Ja das mit dem Riemen haben meine Kollegen dem Chef schon 100 mal gesagt, aber er ist in dem Fall sehr überzeugt von dem Prinzip. Wenigstens der neue Antrieb wird dann direkt mit Kupplung gebaut.

Motor ist ein 1.9 TDI von VW mit 77kw