Köhler E. Verbrennungsmotoren: Motormechanik, Berechnung und Auslegung des Hubkolbenmotors

Vieweg, 1998 p. XX, 386 p. — ISBN: 978-3-322-96834-0, ISBN: 978-3-322-96833-3 (eBook).Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen
Vorbemerkung
Einleitung
Bedeutung der Berechnung im EntwicldungsprozeB
Abgrenzung zwischen Mechanik und T'nermodynamik
Anmerkungen zum ausgewahlten Stoffund zur Vertiefung
Kriterien bei der Motorauslegung
Zur Veriinderlichkeit von Motorkenndaten
Defmition wichtiger Motorkenndaten
Hubvolumen (Hubraum)
Leistung und Drehmoment
Spezifische Leistung
Festlegung der Hauptabmessungen in Verbindung mit der Triebwerksauslegung
Hub-lBohrungsverhaltnis
Pleuelstangenverhaltnis und Pleuelliinge
Blockhohe (Zylinderdeckhohe)
Kolbendurchmesser und Kolbenmasse
KompressionshOhe des Kolbens
Hub, Bohrung und Zylinderzahl
Zylinderliinge, untere Kolbenschaftliinge, Austauchen des Kolbens
Kurbelwellenfreigang und Kolbenschaftliinge
Weitere Kolbenhauptabmessungen
Weitere Motorhauptabmessungen
Zylinderabstand und Stegbreite
Zylinderbankversatz bei V-Motoren, Auswirkungen auf Zylinderabstand und Stegbreite
Betrachtungen zum optimalen Pleuelstangenverhliltnis
Betrachtungen zum Oberflachen-Nolumenverhaltnis des Brennraums
Zusatzliche Begriffe und Definitionen
Mittlerer effektiver Druck bzw. spezifische Arbeit
Berechnung und Auslegung von Bauteilen
Das Pleuel
Funktion, Anforderungen und Gestaltung
Beanspruchung des Pleuels
Gestaltfestigkeit des Pleuels - konventionelle Berechnungsverfahren
Konventionelle Berechnungsverfahren zur Auslegung der Pleuelkopfverschraubung
Der Kolben
Vorbemerkung zur Kolbenberechnung
Funktion und Anforderungen
Beanspruchung des Kolbens
Konventionelle Berechnung des Kolbens
Berechnung der Kolbensekundiirbewegung
Rechnergestiitzte Festigkeitsberechnung des Kolbens
Die Kolbenringe
orbemerkung zu den Berechnungsmoglichkeiten des Kolbenringverhaltens
Funktion und Anforderungen
Auf den Kolbenring wirkende Kriifte
Elastomechanik des Kolbenrings
Rechnerische Simulation der Kolbenringfunktion
Die Kurbelwelle
Funktion und Anforderungen
Beanspruchung der Kurbelwelle
Gestaltfestigkeit der Kurbelwelle
Rechnergestiitzte Festigkeitsberechnung der Kurbelwelle
Das Zylinderkurbelgehiiuse (ZKG)
ZKG-Konzepte
Beanspruchung des ZKG, allgemeiner konstruktiver Autbau und Funktionsmerkmale
ZKG-Leichtbau
ZKG-Berechnung
Zylinderlautbiichsen
ZylinderverschleiB
Der Zylinderkopf(ZK)
Konstruktiver Autbau und Funktionsmerkmale des ZK
Die besondere Problematik der thermischen ZK-Beanspruchung
ZK-Werkstoffe und -Giel3verfahren
Ladungswechselkaniile, Ventilwinkel, Brennraumgeometrie und ZK-Bauhohe
Berechnung des ZK mittels FEM
Die Zylinderkopfdichtung
Berechnung und Auslegung des Ventiltriebs
Das Ventil
Anzahl der Ventile pro Zylinder
Variable Ventilsteuerung (VVS)
Begriffe in Verbindung mit der Ventilsteuerung
Entwicklungstendenzen der VVS
Steuerelemente des Ventiltriebs
Definition der Nockenform
entilerhebung, -geschwindigkeit und -beschleunigung unter Berucksichtigung der Kinematik der Ventilbetiitigung
Die Ventilfeder
Dynamik des Ventiltriebs
Dynamisches Verhalten des Systems ohne Berucksichtigung der Elastizitiiten
Ventiltriebsschwingungen
Anmerkungen zur Ventiltriebsreibung, zum Ventiltriebsgeriiusch und zur Dynamik des Gesamtsystems
Anmerkungen zu Nockenwellenwerkstoffen, -herstellung und -lagerung
Motorgerausch
Motorgeriiusch und Fahrgerausch - gesetzliche Vorschriften
Motorgeriiusch - Teilschallquellen und Geriiuschursachen
Indirekt erzeugtes Motorgerausch - Entstehung, Ubertragung und Abstrahlung
Zylinderdruckverlaufund resultierendes Zylinderdruckspektrum
orausberechnung des akustischen Verhaltens der Motorstruktur
Schwingungsverhalten der Motorstruktur
Gerauschreduzierende Strukturverlindenmgen am Zylinderkurbel gehause (Motorblock) und deren physikalischer Hintergrund
Akustische Betrachtungen zur Kurbelwelle, deren Lagerung und das Verhalten des Schmierfilms im Zusammenhang mit dem "inneren" Korperschall-Leitweg
Berechnung der Lufschallabstrahlung von der schwingenden Motorstruktur
Bemerkung zu weiteren Gerauschquellen am Motor
Zusammenfassung und Ausblick
Anhang
Anmerkungen zu den Grundlagen der Finite-Element-Methode (FEM)
Zur Matrizen-Theorie der Statik - Verschiebungsmethode
LOsung von Differentialgleichungen mit Hilfe der FEM
Anmerkungen zur Finite-Differenzen-Methode (FDM)
Anmerkungen zur Boundary-Element-Methode (BEM)
Anmerkungen zum ,,modalen Modell" (Modal-Analyse)
Literaturverzeichnis
Sachwortverzeichnis