Nutzfahrzeug-Dieselmotoren

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1 Nutzfahrzeug-Dieselmotoren Rainer Kurek Stand der Technik Entwicklungs- und Innovationspotenziale Optimierungspotenziale ISBN Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

2 6 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen Ausgangslage Grundlagen der Nutzfahrzeug- Dieseltechnik Nutzfahrzeug-Dieselmotoren zwischen 300 und 600 PS Stand der Technik: Modul Motorblock Stand der Technik: Modul Kurbeltrieb Stand der Technik: Modul Ventiltrieb Stand der Technik: Modul Einspritzanlage Stand der Technik: Modul Dichtungen Stand der Technik: Modul Kühlsysteme Stand der Technik: Modul Motorschmierung Stand der Technik: Modul Ansaug- und Abgasführung Stand der Technik: Modul Sensoren und Nebenaggregate Stand der Technik: Modul Aktoren und Steuerung Kernanforderungen an einen Nutzfahrzeug-Dieselmotor Verbrauch Abgas Lebensdauer Geräuschemission Gewicht Einfluss der einzelnen Dieselmotoren-Module auf die Erfüllung der Kernanforderungen Grundmotor Kurbelgehäuse Aufgabe und Funktion Bauarten Zylinder Verfahren zur Herstellung von Kurbelgehäusen Ölwanne Bauarten Einzelteile Kurbeltrieb Kurbelwelle Aufgabe und Funktion Werkstoffe Pleuel Aufgabe und Funktion Aufbau des Pleuels Pleuelstangenwerkstoffe Beanspruchungen der Pleuelstange Gestaltung von Pleueln Rohteilfertigung Mechanische Bearbeitung Kolben Aufgabe und Funktion Konstruktive Gestaltung Konstruktive Grundlagen Kolbenbauarten Kolbenherstellung Laufflächen- und Oberflächenschutz Kolbenwerkstoffe... 66

3 Inhaltsverzeichnis Kolbenringe Aufgabe und Funktion Bauformen Werkstoffe Kolbenbolzen Aufgabe und Funktion Bauarten Werkstoffe Kolbenbolzensicherung Lagerung des Kurbeltriebs Grundlagen der Gleitlagertechnik Lagerausführungen Spezifische Vorteile von Gleitlagern Zylinderkopf Aufgabe und Funktion Bauarten Werkstoffe Gießverfahren in der Zylinderkopfherstellung Ventildeckel Aufgabe und Funktion Werkstoffe Herstellungsverfahren Motorsteuerung Aufgabe und Funktion Anordnung der Ventile Anordnung der Nockenwelle Variable Ventilsteuerung Zylinderabschaltung Mechanisch variabler Ventiltrieb (Valvetronic) Elektromagnetischer Ventiltrieb (EMTV) Baugruppe Nockenwelle Aufgabe und Funktion Herstellung Werkstoffe Antrieb Baugruppe Ventile Aufgabe und Funktion Ventilarten Werkstoffe Ventilfedern Aufgabe und Funktion Bauformen Ventilsitzring Anforderungen Werkstoffe Ventilführung Aufgabe und Funktion Werkstoffe Ventilspielausgleich Mechanischer Ventilspielausgleich Hydraulischer Ventilspielausgleich über Tassenstößel Schwinghebelauflager mit Ventilspielausgleich Ventildrehvorrichtung Hydraulischer Kettenspanner Dichtsysteme Zylinderkopfdichtsysteme (ZKD) Arten Fazit Diverse Dichtungsarten Flachdichtungen Fazit Elastomer-Dichtsysteme Kurbelwellendichtsysteme Nebenaggregate Starter (Anlasser)... 97

4 8 Inhaltsverzeichnis Aufgabe und Funktion Aufbau Generator Aufgabe und Funktion Auslegungskriterien Arten der Generatorkühlung Luftpresser (Druckluftkompressor) Einspritzsysteme Bauarten Common-Rail-Systeme Pumpe Vorförderpumpe Hochdruckpumpe Injektor Aufgabe und Funktion Ansteuerungsarten Hochdruckspeicher (Rail) Bauteile Fazit Pumpe-Düse-System Hochdruck-Einspritzelement (Pumpe) Aufgabe und Funktion System PDE (Pumpe- Düse-Element) System PLD (Pumpe- Leitung-Düse) Einspritzdüse Aufgabe und Funktion Düsenarten Ansteuerung Niederdrucksystem Tank Kraftstoffvorwärmung Kraftstofffilter Kraftstoffförderpumpe Elektrisches Abschaltventil Kraftstoffkühlung Kraftstoffleitungen Ansaugsystem und Abgasstrom Ansaugsystem Luftfilter Kenngrößen zur Beurteilung von Filtermedien Messung und Auswertung Ansaugrohrkrümmer Abgassystem Abgaskrümmer Gusskrümmer Rohrkrümmer Einfachwandige Halbschalenkrümmer Luftspaltisolierte Krümmer (LSI-Krümmer) Abgaskrümmer als Teilmodul eines integrierten Systems Krümmer-Komponenten Aufladung Mechanische Aufladung Abgasturboaufladung Ladedruckregelung Fazit Ladeluftkühler Arten der Ladeluftkühlung Auslegung des Ladeluftkühlers Werkstoffe für Ladeluftkühler Motorstaubremse

5 Inhaltsverzeichnis Motorbremsen mit Auspuffklappe Motorbremsen mit Konstantdrossel Verbrennung und Abgasbehandlung Einspritzverfahren Direkteinspritzverfahren Mehrlochdüsenverfahren mit Luftdrall MAN-M-Verfahren Nebenkammer-Einspritzverfahren Wirbelkammerverfahren Vorkammerverfahren Luftspeicherverfahren (Lanovaverfahren) Abgasrückführung Aufgabe und Funktion Mechanik Antriebe Katalysator Reduktionskatalysator Oxidationskatalysator Partikelfilter Gesundheitliche Bedenken Verfahren, Aufbau und Funktion Diesel-Grenzwerte nach Euro Kaltstarthilfsanlagen Glühanlage Heizflanschanlage Flammkerzenanlage Kühlung und Schmierung Kühlsystem Aufgabe und Funktion Kühlungsarten Kühler Aufgabe und Funktion Kühlerauslegung Ventilator Wasserpumpe (Kühlflüssigkeitspumpe) Ausgleichsbehälter Kühlkreislaufregelung Heizung/Klimatisierung Anlagen mit motorabhängiger Heizung Auslegung der Heizung Kühlmittel Kühlmittelleitungen Schmierung Ölpumpe Aufgabe und Funktion Arten Regelventil Ölfilter Aufgabe und Funktion Arten Ölkühler Aufgabe und Funktion Arten Kolbenkühlung Arten Kühlungsvarianten für Otto- und Dieselmotoren Motormanagement Elektronikstruktur Sensoren Lufttemperaturmesser Luftmassenmesser Wesentliche Steuergeräte Aktoren Signalumwandlung

6 10 Inhaltsverzeichnis 8.3 Software Schichtenkonzept der Software Optimierung des Motors durch Software Software heute Entwicklungs- und Innovationspotenziale Einspritzung Verbrennungsprozess sowie Steuerund Regelungstechnik Ansaug- und Abgasführung Geräuschminimierung Gewichtsoptimierung Künftige Nutzfahrzeug-Dieselmotoren Ausblick: Modul Motorblock Ausblick: Modul Kurbeltrieb Ausblick: Modul Ventiltrieb Ausblick: Modul Einspritzanlage Ausblick: Modul Dichtungen Ausblick: Modul Kühlsysteme Ausblick: Modul Motorschmierung Ausblick: Modul Abgas- und Ansaugführung Ausblick: Modul Sensoren und Nebenaggregate Ausblick: Modul Aktoren und Steuerung Überblick und Ausblick Anhang Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis