Richard van Basshuysenj Fred Schäfer (Hrsg.) Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven 4., aktualisierte und erweiterte Auflage Mit 1556 Abbildungen ATZ / MTZ-Fachbuch
XI Kapitel, Beiträge und Mitarbeiter 1 Geschichtlicher Rückblick Prof. Dr. Ing. Stefan Zima (tl 2 2.1 2.2 Definition und Einteilung der Hubkolbenmotoren Definitionen Möglichkeiten der Einteilung Dr.-Ing. Hanns Erhard Helnze/ Prof. Dr.-Ing Helmut Tschöke 3 31 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Kenngrößen Hubvolumen Verdichtungsverhältnis Drehzahl und Kolbengeschwindigkeit Drehmoment und Leistung Kraftstoftverbrauch Gasarbeit und Mitteldruck Wirkungsgrad Luftdurchsatz und Zylinderfüllung Luft-Kraftstoff-Verhältnis Prof. Dr.-Ing. Ulrich Spicher 4 4.1 4.2 4.3 4.4 Kennfelder Verbrauchskennteider Emissionskennfelder Zündungs- und Einspritzkennfelder Abgastemperaturkennfelder Dr.-Ing. Peter Wolters! Dipl.-Ing. Bernd Haake 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Thermodynamische Grundlagen Kreisprozesse Vergleichsprozesse Offene Vergleichsprozesse Wirkungsgrade Energiebilanz am Motor 6 6.1 6.2 6.3 Triebwerk Kurbeltrieb Drehschwingungen Variabilität von Verdichtung und Hubvolumen Prof. Dr.-Ing. Stetan Zima (tl 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Motorkomponenten KolbeniKolbenbolzen/Kolbenbolzensicherung Pleuel Kolbenringe Ku rbelgehäuse Zylinder Dr.-Ing. Uwe Mohr Philippe Damour Prof. Dr.-Ing. Claus Breuer/ Dipl.-Ing. Frank Münchow Dipl.-Ing. Günter Helsper/ Dipl.-Ing. Karl B. Langlois Prof. Dr.-Ing. Claus Breuer/ Dipl.-Ing. Frank Münchow
XII 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.16.10 7.17 7.18 7.19 7.20 7.20.1 7.20.2 7.21 7.21.1 7.21.2 7.21.3 7.21.4 7.22 7.23 7.24 7.25 Ölwanne Kurbelgehäuseentlüftung Zylinderkopf Kurbelwellen Ventiltriebskomponenten Ventile Ventiltedern Ventilsitzringe Ventillührungen Ölpumpe Nockenwelle Nockenwellenverstellsysteme Kettentrieb Riementriebe Lager in Verbrennungsmotoren Ansaugsysteme Thermodynamik von Luftansaugsystemen Akustik Dichtsysteme Zylinderkopfdichtungssysteme Spezialdichtungen Elastomer-Dichtsysteme Entwicklungsmethoden Verschraubungen am Motor Abgaskrümmer Kühlmittelpumpen für Verbrennungsmotoren Steuerorgane des Zweitaktmotors Dipl.-Ing. Günter Helsper/ Dipl.-Ing. Karl B. Langlois Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Hannibal/ Dipl.-Ing. Johann Schopp Dr. mont. Leopold Kniewallner Dipl.-Ing. Michael Haas Dr.-Ing. Klaus Gebauer Dr.-Ing. Rudolt Bonse Dr.-Ing. Gerd Krüger Dr. Christof Lamparski/ Christof Härle Dipl.-Ing. Hermann Hollmann/ Dr.-Ing. Martin Lechner/ Dipl.-Ing. Rolf Kirschner Dr.-Ing. Martin Scheidt Dr.-Ing. Peter Bauer Or.-Ing. Manfred Arnold/ Dipl.-Ing. Matthias Farrenkopf Dipl.-Ing. Ulf G. Ederer Dr.-Ing. Stephan Wild Dipl.-Ing. Matthias Alex Oipl.-Ing. Armin Diez Dipl.-Ing. Wilhelm Kullen/ Dipl.-Ing. Jürgen Weingärtner Dipl.-Ing. Eberhard Griesinger Dipl.-Ing. Uwe Georg Klump/ Dr. rer. nat, Hans-Pater Warner Dipl.-Ing. Siegfried Jende Dipl.-Ing. Hubert Neumaier Dipl.-Ing. Peter Amm/ Dipl.-Ing. Franz Pawellek 8 8.1 8.2 8.3 8.4 Motoren Motorkonzepte Aktuelle Motoren Motorradmotoren/Sondermotoren KreiskolbenmotorlWankelmotor Andreas Bilek Mazda Motors (Deutschland) GmbH 9 9.1 9.2 Tribologie Reibung Schmierung Dr.-Ing. Franz Koch Dr.-Ing. Franz Maassen Prof. Dr. Stefan Zima (tl 10 10.1 10.2 10.3 Ladungswechsel Gaswechseleinrichtungen beim 4-Takt-Motor Ladungswechselrechnung Gaswechsel bei Zweitaktmotoren Prof. Dr.-Ing. Ulrich Spicher
XIII 10.4 Variable Ventilsteuerungen Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Hannibal Dipl.-Ing. Andreas Knechf Dipl.-Ing. Woifgang Stephan 10.4.4 Perspektiven des variablen Ventiltriebs Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl/ Prof. Dr.-ing. Wilheim Hannibal 10.5 Impulsaufladung und Laststeuerung von Dr.-Ing. Alfred Elsäßer/ Hubkolbenmotoren durch ein Lufttaktventil Dr.-Ing. Marlin Lechner/ Dipl.-Ing. Rene Dingelstadt/ Cand.-Ing. Alina Krause/ Dr.-Ing. Oskar Schatz 10.5.7 Impulsaufladung mit steuerbaren Dipl.-Ing. Werner Wallrafen Ansaugluft-Ventilen 11 Aufladung von Verbrennungsmotoren 11.1 Mechanische Aufladung Prof. Dr.-Ing. Hans Zellbeck 11.2 Abgasturboaufladung 11.3 Ladeluftkühlung 11.4 Zusammenwirken von Motor und Verdichter 11.5 Dynamisches Verhalten 11.6 Zusatzrnaßnahmen bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren 11.7 Leistungsexplosion durch Register- und Dipl.-Ing. Mare Sens/ zweistufige Aufladung bei Personenkraftwagen Dipl.-Ing. Guido Lautrich (Hochaufladung) 12 Gemischbildungsverfahren und -systeme 12.1 Innere Gemischbildung 12.2 Äußere Gemischbildung 12.3 Gemischbildung mittels Vergaser 12.3.8.2 Systeme für Direkteinspritzung Dipl.-Ing. Achim Koch 12.4 Gemischbildung bei Dieselmotoren Prof. Dr.-Ing Helmut Tschöke 12.4.3 Systeme mit zentralem Druckspeicher Dipl.-Ing. Wolfgang Bloching/ Dr. Klaus Wenzlawski 12.4.4 Einspritzdüsen und Düsenhalter Prof. Dr.-Ing. Helmut Tschöke 12.4.5 Anpassung des Einspritzsystems an den Motor 12.5 Kraftstoffversorgungssystem 12.5.1 Kraftstoflbehälter Dr.-Ing. Thomas Zapp 12.5.2 Das Tankentlüftungssystem 12.5.3 Anforderungen an ein Kraftstofffördersystem Dipl.-Ing. Holger Dilchertl Dipl.-Ing. Bernd Jäger/ Dipl.-Ing. Frank KühneIl Dipl.-Ing. Ralph Schröder 12.5.4 Die Füllstandsmessung Dipl.-Ing. Knut Schröter 13 Zündung Dr. Manfred Adolt/ 13.1 Ottomotor Dipl.-Ing. Heinz-Georg Schmitz 13.2 Dieselmotor 14 Verbrennung Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. 14.1 Brennstoffe Günter P. Merker/ 14.2 Oxidation von Kohlenwasserstoffen Dipl.-Ing. Peter Eckerl 14.3 Selbstzündung 14.4 Flammenausbreitung 14.5 Modellbildung und Simulation
XVI 25 25.1 25.2 25.3 Verbrennungsdiagnoslik - Indizieren und Visiualisieren in der Verbrennunsentwicklung ThemensteIlung Indizieren Visualisieren Dr. Ernst Winklhofer/ Dr. Walter F. Piockl Dr. Rüdiger Teichmann 26 26.1 26.2 26.3 26.4 26.5 Kraftstoffverbrauch Allgemeine Einflussgrößen Motorische Maßnahmen Getriebeübersetzungen Fahrerverhalten CO 2-Emissionen Prof. Dr.-Ing. Peter Steinberg/ Dipl.-Ing. Dirk Goßlau 27 27.1 27.2 27.3 27.4 27.5 27.6 27.7 27.8 27.9 27.10 27.11 Geräuschemissionen Physikalische Grundlagen und Begriffe Gesetzliche Außengeräuschvorschriften Geräuschquellen des Außengeräusches Maßnahmen zur Außengeräuschminderung Motorgeräusch im Innenraum Akustische Leitlinien für den Motorkonstrukteur Messtechniken und Anaiysemethoden Psychoakustik Sound-Engineering Simulationswerkzeuge Anti-Noise-Systeme: Geräuschminderung durch Gegenschall Dr.-Ing. Hans-Walter Wodtke/ Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Hartmut Bathelt 28 Motorenmesstechnik Dipl.-Ing. Dr. techn. Christian Beidl/ Dipl.-Ing. Dr. techn. Klaus-Christoph Harms/ Dr. Christoph R. Weidinger 29 29.1 29.2 29.3 29.4 29.5 29.6 29.7 29.8 29.9 Hybrid-, alternative Fahrzeugantriebe und APU's (Auxiliary Power Unit) Gründe für Alfernativen Elektroantrieb Hybridantrieb Stirlingmotor Gasturbine Dampfmotor Brennstoffzelle als Fahrzeugantrieb Zusammenfassung Stromerzeugung durch APU Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert Dipl.-Ing. Wilfried Nietschke 30 Ausblick Dr.-Ing. E. h. Richard van Basshuysen