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Verbrennungsmotoren

Autor	Uwe Todsen
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2012
Seitenanzahl	218 Seiten
ISBN	9783446428461
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen DRM
Geräte	PC MAC eReader Tablet
Preis	23,99 EUR

Grundlage dieses Buches ist Vorlesung Verbrennungskraftmaschinen, die der Autor seit Jahren an der FH Hannover liest. Aus dieser Vorlesung heraus werden Beispiele und Übungsaufgaben integriert. Die Reihenfolge der einzelnen Kapitel orientiert sich an dem bewährten Aufbau der Vorlesung, der einen leichten Einstieg in dem Verständnis der Zusammenhänge ermöglicht.
Zunächst werden die Grundlagen ausführlich behandelt. Hieraus entwickeln sich Kennzahlen, die dem Leser eine Grundlage für den Vergleich und die Bewertung realer Motoren ermöglicht. Im Weiteren werden die Herstellung und die Anforderungen an die Kraftstoffe beschrieben. Der Weg des Kraftstoffes durch den Motor bildet den roten Faden für die folgenden Kapitel. Am Anfang stehen die Gemischbildungsverfahren von Otto- und Dieselmotoren. Die Füllung wird mit Hilfe der Ladungswechselorgane gesteuert. Nachdem sich das Gemisch im Brennraum befindet, muss mit der Verbrennungsberechnung die Umsetzung erläutert werden. Die sich hieraus ergebenden Abgase müssen ggf. nachbehandelt werden. Die Beschreibung der Grenzwerte und Testverfahren sind hier wichtig. Die letzten drei Kapitel stellen die Leistungssteigerung, die Schmierung und die Bauteile vor.

Prof. Dr.-Ing. Uwe Todsen, Fachhochschule Hannover, Fakultät II, Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik, Labor für Kolbenmaschinen

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	7
1 Einführung	10
2 Überblick	11
2.1 Geschichtlicher Überblick	11
2.2 Eigenschaften	12
2.3 Probleme	14
2.3.1 Umweltprobleme	14
2.3.2 Kraftstoffe	15
2.4 Zukunftsaussichten	15
2.5 Einteilung der Verbrennungsmotoren	16
3 Thermodynamische Grundlagen	21
3.1 Kreisprozesse	21
3.1.1 Carnot-Prozess	22
3.1.2 Gleichraumprozess	23
3.1.3 Gleichdruckprozess	25
3.1.4 Seiliger-Prozess (Gemischter Prozess)	26
3.1.5 Vergleich der Kreisprozesse	29
3.2 Verluste des vollkommenen Motors	29
3.3 Vergleich des wirklichen Prozesses mit dem des vollkommenen Motors	30
3.4 Gütegrad	31
3.5 Energiebilanz	33
4 Kinematik, Kräfte und Momente im Motor	35
4.1 Kinematik des Kurbeltriebes	35
4.2 Kräfte und Momente im Triebwerk	36
4.2.1 Kräfte und Momente im Einzylindertriebwerk	36
4.2.2 Überlagerung von Gas- und Massenkräften	40
4.2.3 Einfachster Massenausgleich der Massenkräfte I. Ordnung	41
4.2.4 Vollständiger Massenausgleich der Massenkräfte I. und II. Ordnung	42
4.3 Kräfte und Momente in Mehrzylindermotoren	42
5 Kenngrößen	50
5.1 Hub/Bohrung	50
5.2 Leistung und Mitteldruck	51
5.3 Wirkungsgrade	53
5.4 Zylinderfüllung	57
5.5 Kolbengeschwindigkeit	58
5.6 Verdichtungsverhältnis	59
5.7 Weitere Kenngrößen	60
5.8 Kennfelder	62
6 Kraftstoffe	68
6.1 Flüssige Kraftstoffe aus Erdöl	68
6.1.1 Eigenschaften der Kraftstoffe	70
6.1.2 Oktanzahl	74
6.1.3 Cetanzahl	75
6.2 Gaskraftstoffe	76
6.3 Alternative Kraftstoffe	78
6.3.1 Alternative Kraftstoffe für Ottomotoren	79
6.3.2 Alternative Kraftstoffe für Dieselmotoren	80
7 Gemischbildung und Zündung	82
7.1 Gemischbildung beim Ottomotor	82
7.1.1 Äußere Gemischbildung durch Vergaser	82
7.1.2 Äußere Gemischbildung durch Einspritzung	84
7.1.3 Innere Gemischbildung durch Einspritzung	88
7.2 Zündung bei Ottomotoren	92
7.2.1 Arten der Zündsysteme	92
7.2.2 Zündkerzen	96
7.3 Gemischbildung bei Dieselmotoren	97
7.3.1 Brennräume	97
7.3.2 Einspritzpumpen	98
7.3.3 Einspritzdüsen	106
7.3.4 Einspritzparameter	108
8 Ladungswechsel	110
8.1 Steuerzeiten	110
8.2 Nockenauslegung	111
8.3 Kennwerte des Nockens	116
8.4 Variable Ventilsteuerungen	117
8.4.1 Nockenwellenverstellung	117
8.4.2 Ventilhubverstellung zweistufig	119
8.4.3 Ventilhubverstellung vollvariabel	121
9 Verbrennung	125
9.1 Minimale Luftmenge und Heizwert	126
9.1.1 Gemischheizwert	127
9.1.2 Gemisch ansaugende Motoren	127
9.1.3 Luansaugende Motoren	128
9.1.4 Kennwerte	128
9.2 Verbrennung beim Ottomotor	130
9.3 Verbrennung beim Dieselmotor	131
10 Abgas und Abgasgrenzwerte	136
10.1 Entstehung der Schadstoffe	136
10.1.1 Ottomotor	136
10.1.2 Dieselmotor	138
10.2 Senkung der Emission von Ottomotoren	139
10.2.1 Innermotorische Maßnahmen	139
10.2.2 Außermotorische Maßnahmen	139
10.3 Senkung der Emissionen von Dieselmotoren	141
10.3.1 Innermotorische Maßnahmen	141
10.3.2 Außermotorische Maßnahmen	144
10.4 Abgasmessung und Abgasgesetzgebung	147
11 Leistungssteigerung	151
11.1 Möglichkeiten der Leistungssteigerung	151
11.2 Aufladungsarten	155
11.2.1 Fremdaufladung	155
11.2.2 Mechanische Aufladung	155
11.2.3 Abgasturboaufladung (ATL)	157
11.2.4 Druckwellenaufladung	168
11.3 Berechnung von aufgeladenen Motoren	170
11.3.1 Mechanische Aufladung und geänderte Atmosphäre	170
11.3.2 Abgasturboaufladung	171
12 Schmierung von Motoren	177
12.1 Anforderungen und Aufgaben	177
12.2 Grundöle	180
12.2.1 Mineralöle	180
12.2.2 Synthetische Flüssigkeiten	180
12.3 Additive für Motoröle	181
12.3.1 Viskositätsindexverbesserer	181
12.3.2 Detergent- und Dispersant-Zusätze	181
12.3.3 Reibungsverminderer und Verschleißschutzzusätze	182
12.3.4 Schauminhibitoren	183
12.4 Viskositätsklassen für Motoröle	183
12.5 Veränderungen des Motoröls im Betrieb	183
12.6 Ölversorgung des Motors	185
12.7 Ölwechsel	185
13 Bauteile von Motoren	187
13.1 Kurbelwelle	187
13.1.1 Aufbau	187
13.1.2 Gestaltung	188
13.1.3 Beanspruchungen	188
13.2 Pleuelstange	189
13.2.1 Aufbau	190
13.2.2 Beanspruchungen	190
13.2.3 Werkstoffe	191
13.3 Kolben	191
13.3.1 Aufbau	192
13.3.2 Beanspruchungen	192
13.3.3 Herstellung, Gestaltung	194
13.4 Kolbenringe	196
13.4.1 Kolbenringformen	198
13.4.2 Herstellung	199
13.4.3 Werkstoffe	199
13.5 Zylinder	200
13.5.1 Aufbau und Gestaltung	200
13.5.2 Belastung	201
13.5.3 Werkstoffe	202
13.6 Zylinderkopf	202
13.7 Ventile	203
Literaturverzeichnis	207
Sachwortverzeichnis	209

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