Verbrennungsmotoren [electronic resource] : Motormechanik, Berechnung und Auslegung des Hubkolbenmotors /
Köhler, Eduard.author.
Flierl, Rudolf.author.
Die bewegten und unbewegten Bauteile eines Kolbenmotors sind statischen und dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt, die den Gesetzen der Mechanik folgen. In diesem Buch werden die einzelnen Motorkomponenten mit den dazugehörenden Berechnungsverfahren vorgestellt. Neben zahlreichen praktischen Auslegungshinweisen erläutert das Buch Werkstoffe und Herstellungsverfahren und stellt deren Einfluss auf die konstruktive Auslegung dar. Dabei werden sowohl traditionelle Werkstoffe wie Grauguss und Aluminium als auch neue Verbundwerkstoffe wie Magnesium-Aluminium- Verbundwerkstoff für Kurbelgehäuse betrachtet. Die Auslegung und Bedeutung des Ladungswechsels auf Kraftstoffverbrauch und Emissionen des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung von variablen und vollvariablen Ventiltrieben wurde in der 6. Auflage um den Ladungswechsel von Turbomotoren erweitert. Inhalt Motorauslegung und Hauptabmessungen (Pkw- und Nkw-Motoren) - Auslegung von Pleuel, Kolben, Kolbenringen, Kurbelwelle, Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderkopf und -dichtung – Auslegung des Ladungswechsels und von Baugruppen wie Ventiltrieb und Kurbeltrieb – Motorakustik Zielgruppe Ingenieure in Motoren- und Fahrzeugentwicklung der Automobilindustrie Ingenieure in der Komponenten- und Systementwicklung der Zuliefererindustrie Professoren und Studenten an Hochschulen mit Schwerpunkt Verbrennungsmotoren und Kraftfahrzeugtechnik Über die Autoren Honorarprofessor Dr.-Ing. habil. Eduard Köhler ist Fachbereichsleiter "Forschung und Technologie" bei der Kolbenschmidt Pierburg AG. Er hat die Lehrberechtigung für das Fach "Konstruktion von Verbrennungsmotoren" an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl lehrt nach langjähriger Industrieerfahrung am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen der TU Kaiserslautern.
Vorwort zur 5. Auflage; Vorwort zur 6. Auflage; Inhaltsverzeichnis; Formelzeichen; 1 Vorbemerkung; 2 Einleitung; 2.1 Bedeutung der Berechnung im Entwicklungsprozess; 2.2 Abgrenzung zwischen Mechanik und Thermodynamik; 2.3 Anmerkungen zum ausgewählten Stoff und zur Vertiefung; 2.4 Ziele bei der Neu- und Weiterentwicklung eines Motors; 3 Kriterien bei der Motorauslegung; 3.1 Zur Veränderlichkeit von Motorkenndaten; 3.2 Definition wichtiger Motorkenndaten; 3.2.1 Hubvolumen (Hubraum); 3.2.2 Leistung und Drehmoment; 3.2.3 Spezifische Leistung
3.3 Festlegung der Hauptabmessungen in Verbindungmit der Triebwerksauslegung3.3.1 Hub-Bohrungs-Verhältnis; 3.3.2 Pleuelstangenverhältnis und Pleuellänge; 3.3.3 Blockhöhe (Zylinderdeckhöhe); 3.3.4 Kolbendurchmesser und Kolbenmasse; 3.3.5 Kompressionshöhe des Kolbens; 3.3.6 Hub, Bohrung und Zylinderzahl; 3.3.7 Zylinderlänge, untere Kolbenschaftlänge, Austauchen des Kolbens; 3.3.8 Kurbelwellenfreigang und Kolbenschaftlänge; 3.3.9 Weitere Kolbenhauptabmessungen; 3.4 Weitere Motorhauptabmessungen; 3.4.1 Zylinderabstand und Stegbreite
3.4.2 Zylinderbankversatz bei V-Motoren, Auswirkungenauf Zylinderabstand und Stegbreite3.5 Betrachtungen zum optimalen Pleuelstangenverhältnis; 3.6 Betrachtungen zum Oberflächen-Volumen-Verhältnisdes Brennraums; 3.7 Zusätzliche Begriffe und Definitionen; Hubraumsteuerformel; Massen- und hubraumbezogene Kenngrößen; Verdichtungsverhältnis; Definitionen zum Kraftstoffverbrauch; Definitionen zum Ölverbrauch; 3.8 Mittlerer effektiver Druck bzw. spezifische Arbeit; 4 Berechnung und Auslegung von Bauteilen; 4.1 Das Pleuel; 4.1.1 Funktion, Anforderungen und Gestaltung; 4.1.2 Beanspruchung des Pleuels
4.1.2.1 Art und Ort der Beanspruchung, Schwachstellena) Pleuelkopf; b) Kleines Pleuelauge; c) Pleuelschaft; d) Pleuelschrauben; 4.1.2.2 Äußere Kräfte und Momente (Pleuelbelastung); 4.1.3 Gestaltfestigkeit des Pleuels - konventionelle Berechnungsverfahren; 4.1.3.1 Ersatzmodelle zur Ermittlung des Biegemoment-, Normalkraft- undQuerkraftverlaufs im Pleuelkopf- bzw. Pleuelaugenquerschnitt; 4.1.3.2 Wirklichkeitsnahe Lastverteilung im Pleuellagerdeckel bzw. Pleuelauge; 4.1.3.3 Schnittkräfte und -momente im Pleuelkopf bzw. Pleuelaugenquerschnitt; 4.1.3.4 Betriebskraft der Pleuelkopfverschraubung
4.1.3.5 Festigkeitsberechnung des Pleuels4.1.3.6 Anmerkungen zur rechnergestützten Pleuelberechnung; 4.1.4 Konventionelle Berechnungsverfahren zur Auslegungder Pleuelkopfverschraubung; 4.1.4.1 Allgemeine Anmerkungen zur Pleuelkopfverschraubung; 4.1.4.2 Berechnung der Pleuelverschraubung nach VDI-Richtlinie 2230; 4.1.4.2.1 Vorgaben für die Berechnung; 4.1.4.2.2 Elastische Nachgiebigkeiten der Schraubenverbindung; Elastische Nachgiebigkeit der realen Schraube; Nachgiebigkeit des Pleuelkopfes im Klemmlängenbereich
Zentrische und exzentrische Krafteinleitung, Einfluss auf die Nachgiebigkeitdes Pleuelkopfes im Klemmlängenbereich
"Mit 330 Abbildungen und 23 Tabellen."
Includes bibliographical references and index.
Die bewegten und unbewegten Bauteile eines Kolbenmotors sind statischen und dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt, die den Gesetzen der Mechanik folgen. In diesem Buch werden die einzelnen Motorkomponenten mit den dazugehörenden Berechnungsverfahren vorgestellt. Neben zahlreichen praktischen Auslegungshinweisen erläutert das Buch Werkstoffe und Herstellungsverfahren und stellt deren Einfluss auf die konstruktive Auslegung dar. Dabei werden sowohl traditionelle Werkstoffe wie Grauguss und Aluminium als auch neue Verbundwerkstoffe wie Magnesium-Aluminium- Verbundwerkstoff für Kurbelgehäuse betrachtet. Die Auslegung und Bedeutung des Ladungswechsels auf Kraftstoffverbrauch und Emissionen des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung von variablen und vollvariablen Ventiltrieben wurde in der 6. Auflage um den Ladungswechsel von Turbomotoren erweitert. Inhalt Motorauslegung und Hauptabmessungen (Pkw- und Nkw-Motoren) - Auslegung von Pleuel, Kolben, Kolbenringen, Kurbelwelle, Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderkopf und -dichtung – Auslegung des Ladungswechsels und von Baugruppen wie Ventiltrieb und Kurbeltrieb – Motorakustik Zielgruppe Ingenieure in Motoren- und Fahrzeugentwicklung der Automobilindustrie Ingenieure in der Komponenten- und Systementwicklung der Zuliefererindustrie Professoren und Studenten an Hochschulen mit Schwerpunkt Verbrennungsmotoren und Kraftfahrzeugtechnik Über die Autoren Honorarprofessor Dr.-Ing. habil. Eduard Köhler ist Fachbereichsleiter "Forschung und Technologie" bei der Kolbenschmidt Pierburg AG. Er hat die Lehrberechtigung für das Fach "Konstruktion von Verbrennungsmotoren" an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl lehrt nach langjähriger Industrieerfahrung am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen der TU Kaiserslautern.
Engines.
Machinery.
Automotive engineering.
Engine Technology.
Automotive Engineering.