VB2
VB2 Klausurvorbereitung
VB2 Klausurvorbereitung
Welche Erweiterungen für welche Betriebszustände sind am Prinzipvergaser mit konstantem Lufttrichterdurchmesser nötig, damit er den Anforderungen des einfachen Vergasers genügt (auf Deutsch: welche Betriebsbereiche muss man abdecken?)?
- Teillast
- Volllast
- Leerlauf
- Übergang Leerlauf – Teillast
- Übergang Teillast – Volllast
- Kaltstart
Was ist ein Gleichdruckvergaser und welchen Vorteil bietet er?
- Beim Gleichdruckvergaser ist der auf das Hauptdüsensystem wirkende Unterdruck im statischen Betrieb mit konstanter Drehzahl immer gleich
- Der Gleichdruckvergaser steuert die Benzinmenge abhängig von der Luftmenge und unabhängig von der Drosselklappenstellung.
- Der Gleichdruckvergaser wird besonders bei Motorrädern eingesetzt
- Benötigt keine Beschleunigungspumpe
- Simpler Aufbau
Wie verhält sich die Drehzahl des Verteilers bezogen auf die Kurbelwellendrehzahl beim 2-Takt-Hubkolbenmotor? Wie groß ist die Zahl der Nocken auf der Verteilerwelle?
- Die Drehzahl der Kurbelwelle und die des Verteilers ist bei 2-Takt-Motoren identisch
- Je Zylinder ist ein Nocken auf der Welle, hier also 2 Nocken
Skizzieren sie das p-V-Diagramm für das 2-Takt-Verfahren eines Ottomotors mit Querspülung bei Volllast (Schlitzgesteuerter Gaswechsel). Zeichnen sie den Zündzeitpunkt, Öffnen und Schliesen von Ein-und Auslassventil sowie den Umgebungsdruck ein. Wie lässt sich aus diesem Diagramm die Gasarbeit eines Kolben je Arbeitsspiel ermitteln?
2 Takt PV mit Querspülung bei Vollast
Nennen sie zwei Vor- und Nachteile von Mehrventilmotoren.
- Vorteil:
o Größerer Öffnungsqueschnitt (bessere Füllung)
o Geringere Ventiltemperaturen
- Nachteil:
o Aufwendiger Ventiltrieb
o Komplizierter Zylinderkopf
o Höhere Herstellkosten
Begründen sie, weshalb der Dieselmotor bei wesentlich höherem Verbrennungsluftverhältnis betrieben werden kann als der Ottomotor.
- beim Dieselmotor liegt ein anderes Verbrennungsprinzip vor, hierbei handelt es sich um einen sogenannten Selbstzünder.
- Qualitätsregelung
- hohe Temperatur der Verbrennungsluft wird zur Zündung des Gemisches benötigt.
Welche Möglichkeit zur Beeinflussung des Brennverlaufes beim Diesel-Verfahren gibt es und wie werden sie realisiert?
- Zündverzug
- Einspritzverlauf (Lage und Anzahl der Einspritzstrahlen)
- Mischungsvorgang (Drall, Tumble, Turbulenzen)
Welche Dieselmotoren werden mit Mehrloch- und welche mit Drosselzapfendüse bestückt und warum?
- Mehrlochdüsen bei Direkteinspritzern
- Drosselzapfendüsen bei Vor- bzw Wirbelkammereinspritzung, da hier zweimal eingespritzt wir, erst in die Vorkammer und dann nach entzünden und gleichzeitigem eintreten in den Brennraum der ersten Einspritzung ein zweites Mal in die bestehende Flammfront
Welchen Vor- und Nachteil hat der Diesel-Direkteinspritzer im Vergleich zum Vorkammer-Diesel-Motor?
- Vorteil:
o Leise
o Höhere Drehzahl möglich
o Gute Verbrennung
- Nachteil:
o Höherer Verbrauch
o Schlechterer Wirkungsgrad
Nennen sie den wichtigsten Vorteil des Dieselmotors im Vergleich zum Ottomotor und erläutern sie die Ursachen.
- deutlich niedrigerer spezifischer Kraftstoffverbrauch
- maximales Drehmoment durch Spitzendruck schon bei ca. 2000 1/min
Welchen Nachteil besitzt der Dieselmotor gegenüber dem Ottomotor?
- schwerere Bauweise (höheres Gewicht)
- Begrenzung der maximaldrehzahl durch Zeitbedarf bei Gemischbildung
- Geringere spezifische Leistung bei frei saugenden Motoren
Warum hat der Dieselmotor im Teillastbereich einen niedrigeren spezifischen Verbrauch als der Ottomotor?
- Er besitzt keine Drosselklappe daher keine Drosselklappenverluste
- Hohes Verdichtungsverhältnis
- Geringe Wärmeübergangsverluste
- Hohes Luftverhältnis
Warum hat ein frei saugender Dieselmotor im Vergleich zu einem Ottomotor gleichen Hubvolumens eine geringere Leistung (Nennen sie zwei Gründe!
- Begrenzung der Maximaldrehzahl (Zeitbedarf bei Gemischbildung)
- Begrenzung Kraftstoffzufuhr ( >1,4 𝑅𝑢ß𝑔𝑟𝑒𝑛𝑧𝑒 )
- höhere Kräfte/Masse
Wie nennt man Motoren die weder nach dem Otto- noch nach dem Dieselverfahren arbeiten? Welche Kombinationen von Merkmalen kennen sie?
- Hybrid-Motoren
- Luftverdichtendes Verfahren
- Gemischverdichtendes Verfahren
- Merkmal: Fremdzündung und heterogenes Gemisch
Was sind hybride Brennverfahren? Welche konkreten Vorteile haben diese Verfahren im Vergleich zum Otto- und Dieselverfahren?
- Sind Verfahren, die weder reine Diesel- noch reine Ottoprozesse sind.
- Alle Hybridverfahren haben Fremdzündung und ein heterogenes Gemisch
- Vorteil:
o Kombination von Vorteilen aus Otto- und Dieselverfahren möglich
o besserer Wirkungsgrad
Was versteht man unter Aufladung?
- Befüllung des Brennraumes mit zusätzlicher Luft
- Aufladedruck ist größer als Umgebungsdruck
- Geschieht über Turbolader oder einen Kompressor
Skizzieren sie die p-V-Diagramme für einen Saug- und einen Turbomotor. Erklären sie die Leistungssteigerung.
- Aufladedruck liegt deutlich über Umgebungs- und Ansaugdruck, dies führt zu einer Erhöhung des Füllungsgrades. Hierdurch steigt der Verbrennungsdruck und dies führt zur Leistungssteigerung.
Skizzieren sie für einen Ottomotor den qualitativen Verlauf der Schadstoffe CO, HC, NOx als Funktion des Luftverhältnisses. Erläutern sie die Entstehungsursache der Schadstoffe.
- Schadstoffe entstehen primär durch unvollständige Verbrennung
- CO entsteht bei O2-Mangel (fettes Gemisch -> Volllast)
- HC resultiert aus unverbranntem Kraftstoff
- Nox entsteht bei O2-Überschuss und hohen Temperaturen (mageres Gemisch)
Ein 3-Wege-Katalysator beinhaltet 2 Arten von Katalysatoren. Welche sind dies und auf welche Schadstoffe wirkt sich welcher aus? Welches Luftverhältnis ist zur optimalen Wirkungsweise erforderlich und warum?
- Reduktionskatalysator:
o NO wird durch CO und HC reduziert
o 2NO+2CO -> 2CO2+N2
o 2NO+2H2 -> 2H2O+N2
- Oxidationskatalysator:
o Kohlenmonoxid wird zuKohlendioxid
o 2CO+O2 -> 2CO2
o CO+H2O -> CO2+H2
- Funktioniert nur bei =1
- Einsatz beim Diesel nicht möglich
Welcher Schadstoff ist am schwierigsten zu reduzieren und warum? Welche Möglichkeit bietet sich beim Ottomotor und welche beim Dieselmotor?
- Stickoxid, dieser ensteht bei hohen Temperaturen, da Sauerstoff bei der Verbrennung vollständig oxidiert. Dadurch entsteht keine Reduktion der Stickoxide (bei =1)
- Ottomotor: Reduktionskatalysator, Abgasrückführung Betrieb bei =1
- Dieselmotor: NOx-Speicherkatalysator, SCR (Hanstofeinspritzung), Abgasrückführung (Senkt die Verbrennungstemperatur)
Nennen sie Unterschiede zwischen Otto- und Dieselverfahren bezüglich dem verdichtetem Medium, dem Ort der Gemischbildung, dem Gemischzustand, der Zündung und der Leistungsregelung.
Tabelle1
Wieviel Grad Kurbelwinkel stehen bei einem 2-Takt- und 4-Takt-Verfahren für den Gaswechsel zur Verfügung?
- 2-Takt = 180°
- 4-Takt = 360°
Beschreiben sie den Gaswechsel beim 2-Takt- und 4-Takt-Verfahren.
- 2-Takt = (erster Takt) Verdichten / Ansaugen , (zweiter Takt) Arbeiten / Vorverdichten
- 4-Takt = Ansaugen / Verdichten und Zünden / Arbeiten / Ausstoßen
Wie wird die Zündfolge eines Motors festgelegt?
- Die Zündfolge ist die Reihenfolge der Zündvorgänge der einzelnen Zylinder eines Verbrennungsmotors. Sie ist konstruktiv durch die Bauart des Motors und der Kurbelwellenform festgelegt. Die Anforderungen an die Zündfolge sind gleich lange Zeitintervalle zwischen den einzelnen Zündungen sowie eine einfach herzustellende und minimal beanspruchte Kurbelwelle.
- Ruhiger Motorlauf
Wie werden Zylinder Normgerecht gezählt bzw. nummeriert?
- Bei Reihenmotoren beginnt man gegenüber der Kraftabgabe, also gegenüber der Seite an der das Getriebe angebaut wird zu zählen. Dort befindet sich der erste Zylinder, dann wird durchgezählt.
- Bei V – Motoren beginnt man mit der linken Zylinderbank und fängt auch hier an, gegenüber der Kraftabgabe, mit dem ersten Zylinder, dann wird nach hinten durchgezählt und dann an der rechten Zylinderbank weiter, von vorne hin zur Kraftabgabe.
Zeichnen sie schematisch eine 3-fach gelagerte Kurbelwelle eines 2-Zylindermotors für das 2-und 4-Takt-Verfahren.
Kurbelwellen
Nennen sie drei Herstellungsverfahren für Kurbelwellen.
- Gießen
- Drehen
- Schmieden
An welcher Stelle der Kurbelwelle muss ein Schwingungsdämpfer angebracht werden und warum?
- Am freien Wellenende muss ein Schwingungsdämpfer angebracht sein
- Damit die KW nicht aufschwingt oder durch Massenkräfte bricht
- Um einen ruhigen Motorlauf zu erzeugen
Warum ist die schwungradseitige Kurbelwellenkröpfung durch wechselnde Biegebelastung stark beansprucht und wodurch entstehen diese?
- Gas und Massenkräfte führen zu Biegewechselbeanspruchung
- Gaskräfte dominieren bei niedriger Drehzahl
- Massenkräfte dominieren bei hoher Drehzahl
Worin besteht der Unterschied zwischen dem V 180°- und dem Boxer-Motor?
- allgemeiner Unterschied: Zündreihenfolge und Kurbelkröpfung
Welche Anforderungen werden an die Verbindung zwischen Pleuelfuß und Pleuellagerdeckel gestellt und wie werden sie erfüllt?
- Aufnahme der Zug- und Druckbelastung um diese an die Kurbelwelle weiter zu geben.
- Axiale Sicherung
o Passhülse
o Passbund an Schraube
o Nut und Feder
o Bruchfläche beim Pleuelcracken
- Radiale Vorspannung
o Dehnschraube
Was versteht man unter Pleuelbrechen? Nennen sie zwei Vorteile des Verfahrens
- Der Pleuelfuß wird in einem Stück gefertigt, danach wird er mit Hilfe eines Dorns an einer Sollbruchstelle gebrochen. Hierdurch entsteht eine eindeutige Fläche zwischen Pleuelfuß und Pleuellagerdeckel.
- Die Bruchstücke werden im späteren Fertigungsprozess wieder in der ursprünglichen geometrischen Form zusammengefügt.
- Vorteile:
o Wirtschaftlich
o Exakter Sitz
o Hohe Festigkeit und Fertigungsgenauigkeit
o Kraftübertragung/-weiterleitung ist nicht unterbrochen
- Nachteil:
o Pleuel und Pleueldeckel müssen aufgrund der individuellen Bruchgeometrie immer beisammenbleiben
o Die Bauteile sind nicht einzeln austauschbar.
Warum verwendet man schräggeteilte Pleuelstangen? Welchen Nachteil haben sie?
- Aus Montage- und daraus resultierenden Platzgründen
- Bei einem Verhältnis von (𝐻𝑢𝑏/𝐵𝑜ℎ𝑟𝑢𝑛𝑔)>1
- Nachteil:
o Hohe Aufnahme von Querkräften in der Trennfläche
o Sacklochbohrung für die Pleuelschraube im Bereich der höchsten Belastung
o Die Pleuellagerdeckel müssen bei der Montage genau fixiert werden
Bei welcher Zylinderanordnung werden Gabelpleuel eingesetzt? Warum werden sie verwendet? Nennen sie einen Nachteil der Gabelpleuel.
- Bei einer V-Anordnung also sprich bei V-Motoren
- Verwendung aus Platz/Bauraumgründen da die Pleuel zweier Kolben der linken und rechten Zylinderreihe am gleichen Kurbelzapfen angreifen.
- Kein Zylinderversatz
- Optimaler Massenausgleich
- Nachteil:
o Aufwendige Sicherrung
o Kurzer Versatz der Gabel zum Pleuelschafft
Welchen Vorteil bieten Gleitlager im Vergleich zu Wälzlagern?
- Geringer Bauraum
- Günstige Herstellung
- Geringer Verschleiß bei ausreichender Schmierung
- Gute Kraftübertragung durch größere Flächen
Erklären sie Aufbau und Funktion eines Bimetall-Regelkolbens
- Hierbei handelt es sich um einen Kolben, bei dem durch eingegossene Stahlsegmente ein Bimetall-Effekt erzielt und auf diese Weise die Kolbenausdehnung geregelt wird.
Wie können sie erreichen, dass das Laufspiel des Kolbens in der Zylinderbohrung sowohl beim kalten als auch beim warmen Motor etwa gleich groß ist?
- Durch den Verbau von Ringstreifenkolben oder Autothermikkolben auch als Bimetallkolben bezeichnet (Regelkolben)
Beschreiben sie die Funktion eines Kompressionsringes und eines Ölabstreifringes. Wodurch werden die Anpresskräfte der Kolbenringe jeweils realisiert?
- Kompressionsring: Hauptaufgabe des Ringes in der obersten Kolbennut ist es, den Brennraum gegenüber dem Kurbelgehäuse abzudichten und den Wärmefluss vom Kolben zum Zylinder zu gewährleisten.
- Anpresskraft Kr: Der Anpressdruck an die Zylinderwand erfolgt hauptsächlich aus dem Gasdruck der bei der Verbrennung entsteht. Ebenso sind die Kompressionsringe durch Biegespannung zwischen freier und eingebauter Form mechanisch vorgespannt.
- Ölabstreifring: Hauptaufgabe des Ringes in der untersten Kolbennut ist das Abstreifen des Öles von der Zylinderwand, d. h., der Ölabstreifring hat einen wesentlichen Einfluss auf den Ölhaushalt eines Verbrennungsmotors. Ebenso dichtet er das Kurbelgehäuse zum Brennraum ab.
- Anpresskraft Öar: Erhalten ihren Anpressdruck durch in die Ringe eingelegte Spiralfedern die eine Vorspannung liefern.
Welches ist die Druckseite im Zylinderrohr?
- Die druckbelastete Zylinderrohrseite ist die Seite, an die sich der Kolben beim Verbrennungstakt in seiner Abwärtsbewegung anlegt.
Nennen sie zwei Arten des Kolbenbolzen-Versatzes und erläutern sie jeweils die Wirkungsweise und den Vorteil.
- Akustische-Desachsierung
o die Achse des Kolbenbolzens ist um ca. 0,5–1,5 mm aus der Kolbenmitte zur druckbelasteten Seite hin versetzt.
o Kolben wechselt die Anlageseite bereits vor dem OT, wenn der Kompressionsdruck erst im Aufbau ist.
o Daraus resultiert ein geringerer Verschleiß und eine Geräuschminimierung
- Thermische-Desachsierung
o Kolben wechselt erst nach OT die Anlageseite, der Kolbenbolzen ist also zur Gegendruckseite versetzt.
o Daraus resultiert eine bessere Wärmeabfuhr jedoch entstehen Kippgeräusche und der Materialverschleiß wird erhöht.
-
- 1 / 62
-
Cartes-fiches
Nennen sie Unterschiede zwischen Otto- und Dieselverfahren bezüglich dem verdichtetem Medium, dem Ort der Gemischbildung, dem Gemischzustand, der Zündung und der Leistungsregelung.
Tabelle1
Wieviel Grad Kurbelwinkel stehen bei einem 2-Takt- und 4-Takt-Verfahren für den Gaswechsel zur Verfügung?
- 2-Takt = 180°
- 4-Takt = 360°
Beschreiben sie den Gaswechsel beim 2-Takt- und 4-Takt-Verfahren.
- 2-Takt = (erster Takt) Verdichten / Ansaugen , (zweiter Takt) Arbeiten / Vorverdichten
- 4-Takt = Ansaugen / Verdichten und Zünden / Arbeiten / Ausstoßen
Wie wird die Zündfolge eines Motors festgelegt?
- Die Zündfolge ist die Reihenfolge der Zündvorgänge der einzelnen Zylinder eines Verbrennungsmotors. Sie ist konstruktiv durch die Bauart des Motors und der Kurbelwellenform festgelegt. Die Anforderungen an die Zündfolge sind gleich lange Zeitintervalle zwischen den einzelnen Zündungen sowie eine einfach herzustellende und minimal beanspruchte Kurbelwelle.
- Ruhiger Motorlauf
Wie werden Zylinder Normgerecht gezählt bzw. nummeriert?
- Bei Reihenmotoren beginnt man gegenüber der Kraftabgabe, also gegenüber der Seite an der das Getriebe angebaut wird zu zählen. Dort befindet sich der erste Zylinder, dann wird durchgezählt.
- Bei V – Motoren beginnt man mit der linken Zylinderbank und fängt auch hier an, gegenüber der Kraftabgabe, mit dem ersten Zylinder, dann wird nach hinten durchgezählt und dann an der rechten Zylinderbank weiter, von vorne hin zur Kraftabgabe.
Zeichnen sie schematisch eine 3-fach gelagerte Kurbelwelle eines 2-Zylindermotors für das 2-und 4-Takt-Verfahren.
Kurbelwellen
Nennen sie drei Herstellungsverfahren für Kurbelwellen.
- Gießen
- Drehen
- Schmieden
An welcher Stelle der Kurbelwelle muss ein Schwingungsdämpfer angebracht werden und warum?
- Am freien Wellenende muss ein Schwingungsdämpfer angebracht sein
- Damit die KW nicht aufschwingt oder durch Massenkräfte bricht
- Um einen ruhigen Motorlauf zu erzeugen
Warum ist die schwungradseitige Kurbelwellenkröpfung durch wechselnde Biegebelastung stark beansprucht und wodurch entstehen diese?
- Gas und Massenkräfte führen zu Biegewechselbeanspruchung
- Gaskräfte dominieren bei niedriger Drehzahl
- Massenkräfte dominieren bei hoher Drehzahl
Worin besteht der Unterschied zwischen dem V 180°- und dem Boxer-Motor?
- allgemeiner Unterschied: Zündreihenfolge und Kurbelkröpfung
Welche Anforderungen werden an die Verbindung zwischen Pleuelfuß und Pleuellagerdeckel gestellt und wie werden sie erfüllt?
- Aufnahme der Zug- und Druckbelastung um diese an die Kurbelwelle weiter zu geben.
- Axiale Sicherung
o Passhülse
o Passbund an Schraube
o Nut und Feder
o Bruchfläche beim Pleuelcracken
- Radiale Vorspannung
o Dehnschraube
Was versteht man unter Pleuelbrechen? Nennen sie zwei Vorteile des Verfahrens
- Der Pleuelfuß wird in einem Stück gefertigt, danach wird er mit Hilfe eines Dorns an einer Sollbruchstelle gebrochen. Hierdurch entsteht eine eindeutige Fläche zwischen Pleuelfuß und Pleuellagerdeckel.
- Die Bruchstücke werden im späteren Fertigungsprozess wieder in der ursprünglichen geometrischen Form zusammengefügt.
- Vorteile:
o Wirtschaftlich
o Exakter Sitz
o Hohe Festigkeit und Fertigungsgenauigkeit
o Kraftübertragung/-weiterleitung ist nicht unterbrochen
- Nachteil:
o Pleuel und Pleueldeckel müssen aufgrund der individuellen Bruchgeometrie immer beisammenbleiben
o Die Bauteile sind nicht einzeln austauschbar.
Warum verwendet man schräggeteilte Pleuelstangen? Welchen Nachteil haben sie?
- Aus Montage- und daraus resultierenden Platzgründen
- Bei einem Verhältnis von (𝐻𝑢𝑏/𝐵𝑜ℎ𝑟𝑢𝑛𝑔)>1
- Nachteil:
o Hohe Aufnahme von Querkräften in der Trennfläche
o Sacklochbohrung für die Pleuelschraube im Bereich der höchsten Belastung
o Die Pleuellagerdeckel müssen bei der Montage genau fixiert werden
Bei welcher Zylinderanordnung werden Gabelpleuel eingesetzt? Warum werden sie verwendet? Nennen sie einen Nachteil der Gabelpleuel.
- Bei einer V-Anordnung also sprich bei V-Motoren
- Verwendung aus Platz/Bauraumgründen da die Pleuel zweier Kolben der linken und rechten Zylinderreihe am gleichen Kurbelzapfen angreifen.
- Kein Zylinderversatz
- Optimaler Massenausgleich
- Nachteil:
o Aufwendige Sicherrung
o Kurzer Versatz der Gabel zum Pleuelschafft
Welchen Vorteil bieten Gleitlager im Vergleich zu Wälzlagern?
- Geringer Bauraum
- Günstige Herstellung
- Geringer Verschleiß bei ausreichender Schmierung
- Gute Kraftübertragung durch größere Flächen
Erklären sie Aufbau und Funktion eines Bimetall-Regelkolbens
- Hierbei handelt es sich um einen Kolben, bei dem durch eingegossene Stahlsegmente ein Bimetall-Effekt erzielt und auf diese Weise die Kolbenausdehnung geregelt wird.
Wie können sie erreichen, dass das Laufspiel des Kolbens in der Zylinderbohrung sowohl beim kalten als auch beim warmen Motor etwa gleich groß ist?
- Durch den Verbau von Ringstreifenkolben oder Autothermikkolben auch als Bimetallkolben bezeichnet (Regelkolben)
Beschreiben sie die Funktion eines Kompressionsringes und eines Ölabstreifringes. Wodurch werden die Anpresskräfte der Kolbenringe jeweils realisiert?
- Kompressionsring: Hauptaufgabe des Ringes in der obersten Kolbennut ist es, den Brennraum gegenüber dem Kurbelgehäuse abzudichten und den Wärmefluss vom Kolben zum Zylinder zu gewährleisten.
- Anpresskraft Kr: Der Anpressdruck an die Zylinderwand erfolgt hauptsächlich aus dem Gasdruck der bei der Verbrennung entsteht. Ebenso sind die Kompressionsringe durch Biegespannung zwischen freier und eingebauter Form mechanisch vorgespannt.
- Ölabstreifring: Hauptaufgabe des Ringes in der untersten Kolbennut ist das Abstreifen des Öles von der Zylinderwand, d. h., der Ölabstreifring hat einen wesentlichen Einfluss auf den Ölhaushalt eines Verbrennungsmotors. Ebenso dichtet er das Kurbelgehäuse zum Brennraum ab.
- Anpresskraft Öar: Erhalten ihren Anpressdruck durch in die Ringe eingelegte Spiralfedern die eine Vorspannung liefern.
Welches ist die Druckseite im Zylinderrohr?
- Die druckbelastete Zylinderrohrseite ist die Seite, an die sich der Kolben beim Verbrennungstakt in seiner Abwärtsbewegung anlegt.
Nennen sie zwei Arten des Kolbenbolzen-Versatzes und erläutern sie jeweils die Wirkungsweise und den Vorteil.
- Akustische-Desachsierung
o die Achse des Kolbenbolzens ist um ca. 0,5–1,5 mm aus der Kolbenmitte zur druckbelasteten Seite hin versetzt.
o Kolben wechselt die Anlageseite bereits vor dem OT, wenn der Kompressionsdruck erst im Aufbau ist.
o Daraus resultiert ein geringerer Verschleiß und eine Geräuschminimierung
- Thermische-Desachsierung
o Kolben wechselt erst nach OT die Anlageseite, der Kolbenbolzen ist also zur Gegendruckseite versetzt.
o Daraus resultiert eine bessere Wärmeabfuhr jedoch entstehen Kippgeräusche und der Materialverschleiß wird erhöht.
Welche Möglichkeiten der Kolbenkühlung kennen sie? Warum wird die Kolbenkühlung angewendet?
- Anspritzung der Kolbeninnenfläche mit Öl
- Einspritzkühlung in Kühlbohrungen durch gehäusefeste Düsen
- Druckkühlung durch Pleuel und Bolzen (Verbindungsöffnungen für Drucköl)
- Anwendung:
o Schutz vor Überhitzung des Kolbens
o Gleichmäßige thermische Belastung wird gewährleistet
o Verschmutzung durch Ablagerung wird verringert
Welche Grundformen wassergekühlter Zylinderrohre kennen sie? Erläutern sie die Unterschiede und Besonderheiten.
- Nasses Zylinderrohre
o Leicht auswechselbar
o Geringe mechanische Deformation des Zylinderrohres bei Verschrauben des Zylinderkopfes
o Benötigt zusätzliche Abdichtung zwischen Wasser und Öl im unteren Teil des Zylinderrohres
- Trockenes Zylinderrohr
o Hohe Gehäusefestigkeit
o Rohr wird in den Motor eingepresst
o Kompakter als nasses Zylinderrohr daher geeignet für kleinen Zylinderabstand
o Schlechter Wärmeübergang
- Integriertes Zylinderrohr
o Für Großserienfertigung geeignet
o Motorblock und Zylinderrohr sind aus dem selben Werkstoff
o Hohe Gehäusefestigkeit
o Kompakte Bauform, für kleinen Zylinderabstand geeignet
Erläutern sie Vor und Nachteile luftgekühlter Zylinderrohre im Vergleich zu wassergekühlten.
- Vorteile:
o Kein Wassersystem zur Kühlung nötig
o Keine Wasserpumpe nötig
o Zylinderrohre können einzeln getauscht werden
- Nachteile:
o Kühlwirkung nur mit ausreichendem Luftstrom
o Große Bauform da viel Fläche zur Kühlung benötigt wird
o Überhitzungsgefahr bei z.B. Stau
o Keine ständige Kühlwirkung gewährleistet
Welche Kühlmedien für Zylinderköpfe kennen sie? Nennen sie jeweils einen Vorteil.
- Luftgekühlt
o Einfachere Bauform
o Kein Wasserkreislauf (keine Dichtheitsprobleme)
- Wassergekühlt
o Gute Kühlwirkung
o Kompaktere Bauform
Aus welchem Material werden heute üblicherweise Zylinderköpfe hergestellt? Nennen sie einen Vorteil dieser Ausführungsform.
- Leichtmetalllegierungen (Aluminium)
o Geringes Gewicht
o Gute Wärmeleitfähigkeit
Warum können Risse im Ventilsteg auftreten? Erläutern sie den Wirkmechanismus.
- Frischgas ist kalt und das Abgas ist warm, durch diese große Temperaturdifferenz können thermische Spannungen entstehen und dies Führt zur Rissbildung.
Nennen sie drei Arten der Ventilbetätigung bei obenliegenden Nockenwellen. Welche ist am besten für hohe Drehzahlengeeignet und weshalb?
- Betätigung durch Schlepphebel
- Betätigung über Tassenstößel
- Betätigung durch Kipphebel
- Für hohe Drehzahlen ist am besten, auf Grund der geringen bewegten Masse geeignet.
Wozu ist ein Ventilspiel notwendig? Warum ist es für das Auslassventil größer als für das Einlassventil?
- Zum Ausgleich der Wärmeausdehnung
- Am Auslass größer da durch ausströmendes Abgas größere Temperaturen herrschen.
Was ist ein Hydrostößel und was bewirkt er?
- Sind hydraulische Stößel im Ventiltrieb von Otto- und Dieselmotoren, die einen automatischen Ausgleich des Ventilspiels hydraulisch bewirken.
Wie funktioniert die Ventilkühlung?
- Der Hohlraum im Ventil ist mit bis zu 60% Natrium gefüllt, dieses wird bei ca 100 Grad flüssig und sorgt somit über die ständigen statischen Bewegungen für eine gute Wärmeabfuhr.
Erklären sie den Unterschied zwischen Open-Deck- und Closed-Deck-Bauweise und nennen sie jeweils einen Vorteil
- Bei Closed-Deck ist der die Zylinder umgebende Wassermantel nach oben verschlossen, es sind also beim Aufblick auf den Motorblock nur die Zylinderbohrungen sowie die Motoröl- und Kühlwasserkanalbohrungen zu sehen.
- Bei Open-Deck sind die Zylinder freistehend, und der Wassermantel ist nach oben offen, er wird dann mittels einer speziellen Kopfdichtung durch den Zylinderkopf beim Zusammenbau verschlossen.
Skizzieren sie ein p-V-Diagramm eines Ottomotors mit Ladungswechselschleife bei gedrosselter Teillast. Zeichnen sie Steuerzeiten und Umgebungsdruck ein und benennen sie die unterschiedlichen Verluste.
Ladungswechsel
Erklären sie kurz den Nachladeeffekt bei abgestimmten Saugrohren. Was wird bei 4-Takt-Motoren damit erreicht? Wie müssen die Saugrohrlängen verändert werden, um den Nachladeeffekt bei steigender Drehzahl nutzen zu können?
- Der Nachladeeffekt wird mit der Veränderlichen Saugrohrlänge erreicht.
- Die Druckwelle der Luftsäule die zwischen öffnen und schließen der Ventile entsteht wird dazu genutzt eine bessere Füllung zu erzielen
- Die Saugrohrlänge ist umgekehrt proportional zur Drehzahl,
- Bei steigender Drehzahl muss die Saugrohrlänge verkürzt werden
Welche theoretischen Grundformen der Spülung von 2-Takt-Motoren kennen Sie?
- Verdrängungsspülung (Vollständige Mischung zwischen Frischgas
- Verdünnungsspülung (Keine Mischung zwischen Frischgas und Abgas)
- Kurzschlussspülung ( Frischgas tritt am Auslass wieder aus, ohne den Brennraum zu spülen)
Nennen sie drei bei 2-Takt-Motoren ausgeführte Spülverfahren, die sich durch die Lage der Gaswechselöffnungen unterscheiden. Welches Verfahren hat den besten Wirkungsgrad? Welche Kennzahlen beschreibt der Wirkungsgrad? Wie hoch ist dieser Wert in etwa bei Volllast eines handelsüblichen Kleinkraftrades?
- Querspülung
- Umkehrspülung
- Längsspülung (bester Wirkungsgrad)
- Kennzahl ist die Frischgasfüllung 𝑠=𝑚𝑧/(𝑚𝑧+𝑚𝑟)
- ≈0,7
Bei welchen Betriebsbedingungen ist eine Zündverstellung notwendig und weshalb?
- mit sinkender Last/steigender Drehzahl, Zündverstellung in Richtung früh.
- Also bei Teillast, weil das Gemisch langsamer verbrennt
Welche mechanischen Arten zur Zündzeitpunktverstellung gibt es? Nennen sie die Betriebsbedingung bei der die jeweilige Bauart wirksam ist und in welcher Art.
- Fliehkraftregelung in Abhängigkeit von der Drehzahl (mit steigender Drehzahl nach Verstellung nach früh)
- Unterdruckregelung in Abhängigkeit von der Last (mit fallender Last Verstellung nach früh)
- Im unteren Teillastbereich zur Vermeidung der Rohemission nach spät
Was versteht man unter einer ruhenden Zündspannungsverteilung?
Jeder Zylinder hat seine eigene Zündspule
Was ist der Unterschied zwischen einer warmen und einer kalten Zündkerze? Wo werden sie jeweils eingesetzt?
- „kalte“ Zündkerze führen möglichst viel Wärme über den Isolator und die Elektrode ab. Dabei ist der Keramikisolator relativ kurz, was zu einer niedrigeren Wärmeaufnahme und einer stärkeren Wärmeabfuhr über das Kerzengewinde führt.
- Eine „kalte“ Zündkerze gehört daher tendenziell zu einem leistungsstarken Motor mit hohem Wärmeeintrag in das Material der Zündkerze.
- Eine „heiße“ Zündkerze stellt das Erreichen der Freibrenntemperatur zuverlässig sicher und findet sich in niedrig belasteten Motoren. Ein längerer Isolatorfuß sorgt für die Wärmeaufnahme in die Kerze bei geringerer Wärmeabfuhr über das Kerzengewinde.
Was bedeutet „Klopfen“? Welche Auswirkungen hat es auf den motorischen Betrieb? Welche Arten von Klopfen kennen sie?
- Bezeichnet die Selbstzündung unverbrannter Gemischreste zum Ende der Verbrennung.
- Hörbares Geräusch während des Betriebes, führt langfristig zu Schäden am Motor.
- Beschleunigungsklopfen (bei Vollastbeschleunigung aus niedriger Drehzahl)
o Kurzfristig
o Akustisch wahrnehmbar
o Führt selten zu Schäden
- Hochgeschwindigkeitsklopfen ( bei hoher Motordrehzahl im oberen Lastbereich)
o Unter umständen lange anhaltend
o Nicht hörbar
o Führt zu schweren Motorschäden (stark ansteigender Wärmeübergang, Anschmelzen des Aluminiums, Loch im Kolben)
