Otto- und Dieselmotoren: Arbeitsweise, Aufbau und Berechnung von Zweitakt- und Viertakt-Verbrennungsmotoren
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Würzburg
Vogel
2007
|
| Ausgabe: | 14., überarb. und aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | Vogel-Fachbuch : Kamprath-Reihe
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 255 S. Ill., zahlr. graph. Darst. |
| ISBN: | 9783834330789 |
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort 5
1 Historischer Rückblick 11
2 Mechanische Grundlagen 17
2.1 Kinematik des Hubkolbenmotors 18
2.2 Kinematik des Kreiskolbenmotors 20
2.3 Gaskräfte 23
2.4 Massenkräfte 24
2.5 Kräfte im Triebwerk 25
2.5.1 Kräfte im Triebwerk der Hubkolbenmaschine 25
2.5.2 Kräfte im Triebwerk der Kreiskolbenmaschine 26
2.6 Drehkraftdiagramm 28
2.7 Ungleichförmigkeitsgrad und Schwungrad 32
2.8 Massenausgleich 35
2.8.1 Ausgleich der Massenkräfte bei der Einzylindermaschine 35
2.8.2 Ausgleich der Massenkräfte und Massenmomente bei Reihenmotoren 36
2.8.2.1 Resultierende der rotierenden Massenkräfte 36
2.8.2.2 Resultierende der Massenkräfte 1. Ordnung 37
2.8.2.3 Resultierende der Massenkräfte 2. Ordnung 38
2.8.2.4 Resultierendes rotierendes Massenmoment 38
2.8.2.5 Resultierendes Massenmoment 1. Ordnung 39
2.8.2.6 Resultierendes Massenmoment 2. Ordnung 40
2.9 Torsionsschwingungen 43
3 Wärmetechnische Grundlagen 51
3.1 Arbeitsverfahren 51
3.1.1 Viertaktverfahren 51
3.1.2 Zweitaktverfahren 52
3.2 Vergleichsprozesse 52
3.2.1 Grundlagen 52
3.2.2 Thermischer Wirkungsgrad 54
3.2.3 Verbrennung und Kraftstoffe 56
3.2.4 Ableitung spezieller Kreisprozesse 57
3.3 Wirklicher Arbeitsprozess 58
3.4 Mittlerer Kolbendruck 60
3.5 Leistung 61
3.5.1 Innenleistung 61
3.5.2 Nutzleistung 61
3.5.3 Hubraumleistung 61
3.5.4 Leistungsgewicht 62
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307815670014
8 Inhaltsverzeichnis
3.6 Wirkungsgrad 62
3.6.1 Gütegrad 62
3.6.2 Innenwirkungsgrad 62
3.6.3 Mechanischer Wirkungsgrad 62
3.6.4 Nutzwirkungsgrad 63
3.7 Spezifischer Kraftstoffverbrauch 63
3.8 Berechnung des mittleren effektiven Kolbendrucks 63
4 Berechnung der Hauptabmessungen 67
4.1 Hauptabmessungen bei Motoren mit Hubraumsteuer 67
4.2 Hauptabmessungen bei Angabe von Nutzleistung und Drehzahl 68
5 Zündung 71
5.1 Zündarten 71
5.1.1 Fremdzündung 71
5.1.2 Selbstzündung 72
5.2 Zündverzug 72
5.3 Zündsysteme für die Fremdzündung 73
5.3.1 Spulenzündung 73
5.3.2 Transistorspulenzündung 75
5.3.3 Hochspannungskondensatorzündung, Entwicklungstendenzen 79
5.4 Zündkerze 80
5.5 Zündzeitpunkt 83
5.6 Einfluss der Zündung auf die Abgaszusammensetzung 85
6 Klopfen 87
6.1 Klopfen beim Ottomotor 87
6.1.1 Ursache 87
6.1.2 Maßnahmen zur Verhinderung des Klopfens 87
6.1.3 Bestimmung der Klopffestigkeit des Benzins 89
6.2 Klopfen beim Dieselmotor 91
6.2.1 Ursache 91
6.2.2 Maßnahmen zur Verhinderung des Klopfens 91
6.2.3 Bestimmung der Zündwilligkeit des Dieselöls 92
7 Gemischbildung 95
7.1 Gemischbildung beim Ottomotor 95
7.1.1 Vergaser 96
7.1.1.1 Arbeitsweise des vereinfachten Vergasers 96
7.1.1.2 Vereinfachte Vergaserberechnung 97
7.1.1.3 Vergaserbauarten 98
7.1.1.4 Arbeitsweise des Vergasers 10"
7.1.2 Einspritzung 11°
7.1.2.1 Mechanisch gesteuerte Saugrohreinspritzung H4
7.1.2.2 Elektronisch gesteuerte Einspritzung 119
7.1.3 Einfluss der Gemischbildung auf die Schadstoffemission beim Ottomotor . 124
7.1.4 Abgasreinigung beim Ottomotor 125
7.2 Gemischbildung beim Dieselmotor 131
7.2.1 Luftverteilende Einspritzung 133
7.2.1.1 Direkteinspritzung 133
7.2.1.2 Indirekte Einspritzung 134
7.2.2 Wandverteilende Einspritzung 136
7.2.3 Abgasrückführung 137
7.2.4 Einspritzsysteme 14"
7.2.4.1 Reiheneinspritzpumpe 141
7.2.4.2 Verteilereinspritzpumpe 143
7.2.4.3 Pumpe Düse System 148
Inhaltsverzeichnis 9
7.2.4.4 Speichereinspritzsysteme (Common Rail) 148
7.2.4.5 Einspritzleitung 152
7.2.4.6 Einspritzventil 153
7.2.4.7 Vereinfachte Berechnung der Düsenbohrung 158
7.2.4.8 Elektronische Dieselregelung 160
7.2.5 Abgasreinigung beim Dieselmotor 160
7.3 Schichtladung 164
8 Ladungswechsel 167
8.1 Ladungswechsel beim Viertaktmotor 167
8.1.1 Ventiltrieb 167
8.1.2 Ventilkonstruktion 173
8.1.3 Konstruktion des Nockens 175
8.1.3.1 Festlegung der Steuerzeiten 175
8.1.3.2 Variable Ventilöffnungszeiten 176
8.1.3.3 Vollvariable Ventilsteuerung 178
8.1.3.4 Harmonischer Nocken 179
8.1.3.5 Festlegung der Nockenform 181
8.1.3.6 Vornocken 183
8.1.3.7 Allgemeines 184
8.1.4 Berechnung der Ventilfeder 184
8.1.4.1 Bestimmung der reduzierten Masse 184
8.1.4.2 Ermittlung der Ventilverzögerung 185
8.1.4.3 Federabmessungen 185
8.2 Ladungswechsel beim Zweitaktmotor 187
8.2.1 Spülverfahren 188
8.2.1.1 Gleichstromspülung 188
8.2.1.2 Umkehrspülung 189
8.2.1.3 Querspülung 190
8.2.2 Spülgebläse 190
8.2.3 Berechnung der Ein und Auslassöffnungen 190
8.2.3.1 Zeitquerschnitt 191
8.2.3.2 Abmessungen der Einlassschlitze 194
8.2.3.3 Vorauslass 194
8.2.4 Spüldruck 195
9 Aufladung 197
9.1 Möglichkeiten der Leistungssteigerung 197
9.2 Aufladeverfahren 199
9.2.1 Fremdaufladung, mechanische Aufladung 199
9.2.2 Abgasturboaufladung 200
9.2.2.1 Verdichter 202
9.2.2.2 Turbine 202
9.2.2.3 Ladeluftkühler 203
9.2.2.4 Abgasturboaufladung von Viertakt Dieselmotoren 204
9.2.2.5 Abgasturboaufladung bei Zweitakt Dieselmotoren 204
9.2.2.6 Abgasturboaufladung von Ottomotoren 206
9.2.3 Aufladung durch Druckschwingungen 206
9.3 Freikolben Gaserzeuger 209
10 Bauteile 213
10.1 Kolben 213
10.1.1 Kolbenringe 217
10.1.2 Kolbenbolzen 218
10.2 Pleuelstange 221
10.3 Kurbelwelle 222
10.4 Zylinder 224
10 Inhaltsverzeichnis
11 Ausblick 227
11.1 Wankelmotor 227
11.2 Philips Stirling Motor 229
11.3 Zukünftige Motorenkonzepte 231
Anhang 235
Verwendete Formelzeichen 247
Literaturverzeichnis 249
Quellenverzeichnis 250
Stichwortverzeichnis 251 |
| adam_txt |
_ _ _„ _ _ 7
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 5
1 Historischer Rückblick 11
2 Mechanische Grundlagen 17
2.1 Kinematik des Hubkolbenmotors 18
2.2 Kinematik des Kreiskolbenmotors 20
2.3 Gaskräfte 23
2.4 Massenkräfte 24
2.5 Kräfte im Triebwerk 25
2.5.1 Kräfte im Triebwerk der Hubkolbenmaschine 25
2.5.2 Kräfte im Triebwerk der Kreiskolbenmaschine 26
2.6 Drehkraftdiagramm 28
2.7 Ungleichförmigkeitsgrad und Schwungrad 32
2.8 Massenausgleich 35
2.8.1 Ausgleich der Massenkräfte bei der Einzylindermaschine 35
2.8.2 Ausgleich der Massenkräfte und Massenmomente bei Reihenmotoren 36
2.8.2.1 Resultierende der rotierenden Massenkräfte 36
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2.8.2.4 Resultierendes rotierendes Massenmoment 38
2.8.2.5 Resultierendes Massenmoment 1. Ordnung 39
2.8.2.6 Resultierendes Massenmoment 2. Ordnung 40
2.9 Torsionsschwingungen 43
3 Wärmetechnische Grundlagen 51
3.1 Arbeitsverfahren 51
3.1.1 Viertaktverfahren 51
3.1.2 Zweitaktverfahren 52
3.2 Vergleichsprozesse 52
3.2.1 Grundlagen 52
3.2.2 Thermischer Wirkungsgrad 54
3.2.3 Verbrennung und Kraftstoffe 56
3.2.4 Ableitung spezieller Kreisprozesse 57
3.3 Wirklicher Arbeitsprozess 58
3.4 Mittlerer Kolbendruck 60
3.5 Leistung 61
3.5.1 Innenleistung 61
3.5.2 Nutzleistung 61
3.5.3 Hubraumleistung 61
3.5.4 Leistungsgewicht 62
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8 Inhaltsverzeichnis
3.6 Wirkungsgrad 62
3.6.1 Gütegrad 62
3.6.2 Innenwirkungsgrad 62
3.6.3 Mechanischer Wirkungsgrad 62
3.6.4 Nutzwirkungsgrad 63
3.7 Spezifischer Kraftstoffverbrauch 63
3.8 Berechnung des mittleren effektiven Kolbendrucks 63
4 Berechnung der Hauptabmessungen 67
4.1 Hauptabmessungen bei Motoren mit Hubraumsteuer 67
4.2 Hauptabmessungen bei Angabe von Nutzleistung und Drehzahl 68
5 Zündung 71
5.1 Zündarten 71
5.1.1 Fremdzündung 71
5.1.2 Selbstzündung 72
5.2 Zündverzug 72
5.3 Zündsysteme für die Fremdzündung 73
5.3.1 Spulenzündung 73
5.3.2 Transistorspulenzündung 75
5.3.3 Hochspannungskondensatorzündung, Entwicklungstendenzen 79
5.4 Zündkerze 80
5.5 Zündzeitpunkt 83
5.6 Einfluss der Zündung auf die Abgaszusammensetzung 85
6 Klopfen 87
6.1 Klopfen beim Ottomotor 87
6.1.1 Ursache 87
6.1.2 Maßnahmen zur Verhinderung des Klopfens 87
6.1.3 Bestimmung der Klopffestigkeit des Benzins 89
6.2 Klopfen beim Dieselmotor 91
6.2.1 Ursache 91
6.2.2 Maßnahmen zur Verhinderung des Klopfens 91
6.2.3 Bestimmung der Zündwilligkeit des Dieselöls 92
7 Gemischbildung 95
7.1 Gemischbildung beim Ottomotor 95
7.1.1 Vergaser 96
7.1.1.1 Arbeitsweise des vereinfachten Vergasers 96
7.1.1.2 Vereinfachte Vergaserberechnung 97
7.1.1.3 Vergaserbauarten 98
7.1.1.4 Arbeitsweise des Vergasers 10"
7.1.2 Einspritzung 11°
7.1.2.1 Mechanisch gesteuerte Saugrohreinspritzung H4
7.1.2.2 Elektronisch gesteuerte Einspritzung 119
7.1.3 Einfluss der Gemischbildung auf die Schadstoffemission beim Ottomotor . 124
7.1.4 Abgasreinigung beim Ottomotor 125
7.2 Gemischbildung beim Dieselmotor 131
7.2.1 Luftverteilende Einspritzung 133
7.2.1.1 Direkteinspritzung 133
7.2.1.2 Indirekte Einspritzung 134
7.2.2 Wandverteilende Einspritzung 136
7.2.3 Abgasrückführung 137
7.2.4 Einspritzsysteme 14"
7.2.4.1 Reiheneinspritzpumpe 141
7.2.4.2 Verteilereinspritzpumpe 143
7.2.4.3 Pumpe Düse System 148
Inhaltsverzeichnis 9
7.2.4.4 Speichereinspritzsysteme (Common Rail) 148
7.2.4.5 Einspritzleitung 152
7.2.4.6 Einspritzventil 153
7.2.4.7 Vereinfachte Berechnung der Düsenbohrung 158
7.2.4.8 Elektronische Dieselregelung 160
7.2.5 Abgasreinigung beim Dieselmotor 160
7.3 Schichtladung 164
8 Ladungswechsel 167
8.1 Ladungswechsel beim Viertaktmotor 167
8.1.1 Ventiltrieb 167
8.1.2 Ventilkonstruktion 173
8.1.3 Konstruktion des Nockens 175
8.1.3.1 Festlegung der Steuerzeiten 175
8.1.3.2 Variable Ventilöffnungszeiten 176
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8.1.3.4 Harmonischer Nocken 179
8.1.3.5 Festlegung der Nockenform 181
8.1.3.6 Vornocken 183
8.1.3.7 Allgemeines 184
8.1.4 Berechnung der Ventilfeder 184
8.1.4.1 Bestimmung der reduzierten Masse 184
8.1.4.2 Ermittlung der Ventilverzögerung 185
8.1.4.3 Federabmessungen 185
8.2 Ladungswechsel beim Zweitaktmotor 187
8.2.1 Spülverfahren 188
8.2.1.1 Gleichstromspülung 188
8.2.1.2 Umkehrspülung 189
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8.2.2 Spülgebläse 190
8.2.3 Berechnung der Ein und Auslassöffnungen 190
8.2.3.1 Zeitquerschnitt 191
8.2.3.2 Abmessungen der Einlassschlitze 194
8.2.3.3 Vorauslass 194
8.2.4 Spüldruck 195
9 Aufladung 197
9.1 Möglichkeiten der Leistungssteigerung 197
9.2 Aufladeverfahren 199
9.2.1 Fremdaufladung, mechanische Aufladung 199
9.2.2 Abgasturboaufladung 200
9.2.2.1 Verdichter 202
9.2.2.2 Turbine 202
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9.2.2.6 Abgasturboaufladung von Ottomotoren 206
9.2.3 Aufladung durch Druckschwingungen 206
9.3 Freikolben Gaserzeuger 209
10 Bauteile 213
10.1 Kolben 213
10.1.1 Kolbenringe 217
10.1.2 Kolbenbolzen 218
10.2 Pleuelstange 221
10.3 Kurbelwelle 222
10.4 Zylinder 224
10 Inhaltsverzeichnis
11 Ausblick 227
11.1 Wankelmotor 227
11.2 Philips Stirling Motor 229
11.3 Zukünftige Motorenkonzepte 231
Anhang 235
Verwendete Formelzeichen 247
Literaturverzeichnis 249
Quellenverzeichnis 250
Stichwortverzeichnis 251 |
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Inhaltsverzeichnis
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2000 ZL 5500 G874(14) |
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