Verbrennung 1 Düse
Kurzfragen
Kurzfragen
Erläutern Sie die gesellschaftliche Bedeutung der Verbrennungskraftmaschine.
-
Typische Anwendungen einer Verbrennungskraftmaschine?
Auto, Schiff...
Was ist notwendig, damit ein Verbrennungsmotor funktioniert?
?
Nennen Sie die wichtigsten Hauptabmessungen in einem Zylinder (Formel und Zusammenhänge).
Hub s=2r
Kompressionsvolumen Vc
Hubvolumen \(Vh=D^2 \frac{\pi}{4}s\)
Verdichtungsverhältnis ɛ =\(ɛ=\frac{V1}{V2}=\frac{Vh+Vc}{Vc}\)
Was sagt das Verdichtungsverhältnis aus?
das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung.
Benennen Sie die wesentlichen Motorteile.
Zylinder, Pleul, Kolben, Kurbelwelle, Kolbenringe, Ein- Auslassventil
Welche Möglichkeiten gibt es, einen Verbrennungsmotor zu kühlen?
Luft, Wasser
Skizzieren Sie eine Ölpumpe. Erklären Sie kurz ihre Funktionsweise.
siehe Bild
Wie wird der Kolben im Zylinder abgedichtet? (Funktionsprinzip)
Kompressionsring
Ölabstreifring
Was versteht man unter oT und uT?
Oberer und unterer Totpunkt
Benennen Sie sie die vier verschiedenen Takte.
Ansaugen
Verdichten
Arbeiten
Ausschieben
Zeichnen Sie den Viertakt-Kreisprozess in ein pV- Diagramm.
Bild
Zeichnen Sie den typischen Druckverlauf eines Verbrennungsprozesses als Funktion des Kurbelwinkels. Ebenso den typischen Temperaturverlauf. Wie sähe der Druckverlauf aus, wenn keine Zündung erfolgte?
keine so starke Druckerhöung
Wie sieht das Indikatordiagramm bei Teillast und bei Volllast aus? Wie sieht es aus, wenn keine Zündung erfolgte?
?
Welche sind die wichtigsten geometrischen Daten eines Zylinders?
siehe Bild
Wodurch wird die oszillatorische Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umgewandelt?
Ein Pleuel welches, auf einer Seite im Kolben, auf der anderen Seite am Hubzapfen gelagert ist, bewegt einen Hubzapfen, welcher mit Kurbelwangen mit der Kurbelwelle verbunden ist, auf einer Kreisban um die Kurbelwelle.
Wie ist das Schubstangenverhältnis λs definiert?
\(\lambda s = {r \over l}\)
Aus welchen Komponenten setzt sich das Hubvolumen zusammen?
\(Vh= {Vut - Vot}\)
Hubvolumen = Volumen am oberen Totpunkt - Volumen am unteren Totpunkt
Nennen Sie drei Verfahren zur Gemischbildung bei Verbrennungsmotoren.
- Saugrohreinspritzung in den Ansaughub
- Direkte Einspritzung in den Ansaug- oder Verdichtungshub
- Direkte Einspritzung am Ende des Verdichtungshubes
Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen Diesel- und Ottomotor
siehen Bild
Nennen Sie mindestens drei Motorbauformen und skizzieren Sie diese.
Bild
Nennen Sie fünf Motorkenndaten.
Bauart
Hubraum
Hub/Bohrung
Verdichtung
Leistung
Drehmoment
Kraftstoffart
Emissionsstufe
Wo wurden bzw. werden typischerweise Sternmotoren eingesetzt?
Luftfahrt
Was bedeutet die Angabe V8 bei der Bezeichnung „BMW V8 4,4l“?
das es ein V-Motor mit 8 Zylindern ist
Wann ist wohl ein V-Motor besser geeignet als ein Reihenmotor? Hat er auch Nachteile? (Empfehlung: Informieren Sie sich auch über das Thema Massenausgleich und Momentenausgleich)
Vorteile: -geringe Baulänge
-halbierte Anzahl an Kurbelwellenkröpfungen
-Material und Gewichtsersparnis
Nachteile: -Aufwändiger
-fast immer 2 Auspuffstränge (außer VR)
-bei V4- und V6-Motoren der schlechtere Ausgleich von Massenkräften (V4) und Massenmomenten (V4 und V6)
-Durch die nicht längssymmetrische Kurbelwelle treten freie Massenmomente erster und zweiter Ordnung auf.
-Vibrationen und rauerer Klang bei hohen Motordrehzahlen durch freie Massenmomente
siehe Massenausgleich und Laufruhe von Hubkolbenmotoren
Wann ist ein Boxermotor besonders geeignet?Wann ist ein Boxermotor besonders geeignet?
Vorteile:
-gleichmäßigerer Lauf durch besseren Ausgleich der Trägheitskräfte(Massenkräfte) und damit verbunden eine vergleichsweise höhere Laufruhe,
-weniger mechanische Beanspruchungen wie z. B. Spannungen oder Schwingungen,
-weniger rotierende Massen durch kürzere Kurbelwelle und den Entfall einer bei Reihen- und V-Motoren mitunter notwendigen Ausgleichswelle,
-flache Bauweise, die zu einem tieferen und damit günstigeren Schwerpunkt eines Fahrzeugs führt.
Nachteile:
-größere Anzahl an Bauteilen und Fertigungsstufen -> Kosten
-erhöhter Platzbedarf
Welche Leistungsklasse hat der kleinste bzw. der größte Verbrennungsmotor etwa? Einsatzgebiete?
Kleinster: 1 Zyl.
2-Takt
0,163cm3
max. 32.000 min-1
0,021 kW
14g
Einsatz im Labor
Größter: 14 Zyl.
2-Takt
28.089.997,79 cm3
90-97 min-1
87200 kW
2328t
Einsatz im Schiff
Wie unterscheidet sich das Zweitaktverfahren von einem Viertaktverfahren?
Bild
Warum kann ein Zweitaktmotor bei gleichem Hubraum theoretisch die doppelte Leistung erbringen?
Weil der 2-Takt Motor mehr Arbeitsvorgänge pro Umdrehung macht.
Er zündet jede Umdrehung
4-Tak zündet jede 2. Umdrehung
Derzeitiger stand 4-Takt: bis ca. 300PS/L
2-Takt: über 400PS/L (200PS bei 500cm3)
Wie viel Kurbelumdrehungen sind für ein Arbeitsspiel nötig?
2-Takt: 1
4-Takt: 2
Wie wird in einem Zweitaktmotor der Ladungswechsel vollzogen?
Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens, wird im Kurbelwellengehäuse ein Überdruck erzeugt, wodurch der neue Brennstoff in den Zylinder gedrückt wird.
Der neue Brennstoff drückt das Verbrennungsgas aus dem Zylinder.
Was sind die Vor- und Nachteile eines Zweitaktmotors?
Vorteile:
- gleichförmigeres Drehmoment
- geringere statische und dynamische Masse mit kleineren Drehimpulsen und geringeren Vibrationen
- hohe Drehzahlen sind bei den ventillosen Varianten einfacher möglich
- Einfachheit und damit geringerer Fertigungsaufwand, da Ventile und ihr Antrieb wegfallen
- Lageunabhängigkeit (bei Gemischschmierung), wichtig für handgeführte Geräte wie Motorkettensägen
Nachteile
- Je nach Bauart eine gewisse Vermischung von Frisch- und Abgas. Dadurch Abwägung zwischen hohen Spülverlusten oder hohem Abgasanteil in der Zylinderfüllung (siehe auch Fanggrad)
- Hohe thermische Belastung von Kolben und Auslassöffnung wegen geringer Innenkühlung
- Unruhiger Lauf im Schubbetrieb. Bei Motoren mit Gemischschmierung kann es bei Schubbetrieb durch das zu geringe ölhaltige Gemisch zu Motorschäden (Kolbenfresser) oder Lagerschäden kommen
- Geringere Motorbremswirkung
- Je nach Bauart mehr oder weniger hoher Ölverbrauch und Abgasgeruch
- Emissionsprobleme
- Hoher mechanischer Verschleiß des Kolbens und der Kolbenringe bei Zylinderwänden mit Öffnungen.
Welche Besonderheit hat ein Wankelmotor?
Ein Rotationskolbenmotor
Ein Kreiskolben dreht auf einer Exzenterwelle in einer Doppelbogen-Brennkammer.
Was sind technische Schwierigkeiten beim Wankelmotor?
Erheblich längere Dichtflächen
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Flashcards
Erläutern Sie die gesellschaftliche Bedeutung der Verbrennungskraftmaschine.
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Typische Anwendungen einer Verbrennungskraftmaschine?
Auto, Schiff...
Was ist notwendig, damit ein Verbrennungsmotor funktioniert?
?
Nennen Sie die wichtigsten Hauptabmessungen in einem Zylinder (Formel und Zusammenhänge).
Hub s=2r
Kompressionsvolumen Vc
Hubvolumen \(Vh=D^2 \frac{\pi}{4}s\)
Verdichtungsverhältnis ɛ =\(ɛ=\frac{V1}{V2}=\frac{Vh+Vc}{Vc}\)
Was sagt das Verdichtungsverhältnis aus?
das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung.
Benennen Sie die wesentlichen Motorteile.
Zylinder, Pleul, Kolben, Kurbelwelle, Kolbenringe, Ein- Auslassventil
Welche Möglichkeiten gibt es, einen Verbrennungsmotor zu kühlen?
Luft, Wasser
Skizzieren Sie eine Ölpumpe. Erklären Sie kurz ihre Funktionsweise.
siehe Bild
Wie wird der Kolben im Zylinder abgedichtet? (Funktionsprinzip)
Kompressionsring
Ölabstreifring
Was versteht man unter oT und uT?
Oberer und unterer Totpunkt
Benennen Sie sie die vier verschiedenen Takte.
Ansaugen
Verdichten
Arbeiten
Ausschieben
Zeichnen Sie den Viertakt-Kreisprozess in ein pV- Diagramm.
Bild
Zeichnen Sie den typischen Druckverlauf eines Verbrennungsprozesses als Funktion des Kurbelwinkels. Ebenso den typischen Temperaturverlauf. Wie sähe der Druckverlauf aus, wenn keine Zündung erfolgte?
keine so starke Druckerhöung
Wie sieht das Indikatordiagramm bei Teillast und bei Volllast aus? Wie sieht es aus, wenn keine Zündung erfolgte?
?
Welche sind die wichtigsten geometrischen Daten eines Zylinders?
siehe Bild
Wodurch wird die oszillatorische Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umgewandelt?
Ein Pleuel welches, auf einer Seite im Kolben, auf der anderen Seite am Hubzapfen gelagert ist, bewegt einen Hubzapfen, welcher mit Kurbelwangen mit der Kurbelwelle verbunden ist, auf einer Kreisban um die Kurbelwelle.
Wie ist das Schubstangenverhältnis λs definiert?
\(\lambda s = {r \over l}\)
Aus welchen Komponenten setzt sich das Hubvolumen zusammen?
\(Vh= {Vut - Vot}\)
Hubvolumen = Volumen am oberen Totpunkt - Volumen am unteren Totpunkt
Nennen Sie drei Verfahren zur Gemischbildung bei Verbrennungsmotoren.
- Saugrohreinspritzung in den Ansaughub
- Direkte Einspritzung in den Ansaug- oder Verdichtungshub
- Direkte Einspritzung am Ende des Verdichtungshubes
Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen Diesel- und Ottomotor
siehen Bild
Nennen Sie mindestens drei Motorbauformen und skizzieren Sie diese.
Bild
Nennen Sie fünf Motorkenndaten.
Bauart
Hubraum
Hub/Bohrung
Verdichtung
Leistung
Drehmoment
Kraftstoffart
Emissionsstufe
Wo wurden bzw. werden typischerweise Sternmotoren eingesetzt?
Luftfahrt
Was bedeutet die Angabe V8 bei der Bezeichnung „BMW V8 4,4l“?
das es ein V-Motor mit 8 Zylindern ist
Wann ist wohl ein V-Motor besser geeignet als ein Reihenmotor? Hat er auch Nachteile? (Empfehlung: Informieren Sie sich auch über das Thema Massenausgleich und Momentenausgleich)
Vorteile: -geringe Baulänge
-halbierte Anzahl an Kurbelwellenkröpfungen
-Material und Gewichtsersparnis
Nachteile: -Aufwändiger
-fast immer 2 Auspuffstränge (außer VR)
-bei V4- und V6-Motoren der schlechtere Ausgleich von Massenkräften (V4) und Massenmomenten (V4 und V6)
-Durch die nicht längssymmetrische Kurbelwelle treten freie Massenmomente erster und zweiter Ordnung auf.
-Vibrationen und rauerer Klang bei hohen Motordrehzahlen durch freie Massenmomente
siehe Massenausgleich und Laufruhe von Hubkolbenmotoren
Wann ist ein Boxermotor besonders geeignet?Wann ist ein Boxermotor besonders geeignet?
Vorteile:
-gleichmäßigerer Lauf durch besseren Ausgleich der Trägheitskräfte(Massenkräfte) und damit verbunden eine vergleichsweise höhere Laufruhe,
-weniger mechanische Beanspruchungen wie z. B. Spannungen oder Schwingungen,
-weniger rotierende Massen durch kürzere Kurbelwelle und den Entfall einer bei Reihen- und V-Motoren mitunter notwendigen Ausgleichswelle,
-flache Bauweise, die zu einem tieferen und damit günstigeren Schwerpunkt eines Fahrzeugs führt.
Nachteile:
-größere Anzahl an Bauteilen und Fertigungsstufen -> Kosten
-erhöhter Platzbedarf
Welche Leistungsklasse hat der kleinste bzw. der größte Verbrennungsmotor etwa? Einsatzgebiete?
Kleinster: 1 Zyl.
2-Takt
0,163cm3
max. 32.000 min-1
0,021 kW
14g
Einsatz im Labor
Größter: 14 Zyl.
2-Takt
28.089.997,79 cm3
90-97 min-1
87200 kW
2328t
Einsatz im Schiff
Wie unterscheidet sich das Zweitaktverfahren von einem Viertaktverfahren?
Bild
Warum kann ein Zweitaktmotor bei gleichem Hubraum theoretisch die doppelte Leistung erbringen?
Weil der 2-Takt Motor mehr Arbeitsvorgänge pro Umdrehung macht.
Er zündet jede Umdrehung
4-Tak zündet jede 2. Umdrehung
Derzeitiger stand 4-Takt: bis ca. 300PS/L
2-Takt: über 400PS/L (200PS bei 500cm3)
Wie viel Kurbelumdrehungen sind für ein Arbeitsspiel nötig?
2-Takt: 1
4-Takt: 2
Wie wird in einem Zweitaktmotor der Ladungswechsel vollzogen?
Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens, wird im Kurbelwellengehäuse ein Überdruck erzeugt, wodurch der neue Brennstoff in den Zylinder gedrückt wird.
Der neue Brennstoff drückt das Verbrennungsgas aus dem Zylinder.
Was sind die Vor- und Nachteile eines Zweitaktmotors?
Vorteile:
- gleichförmigeres Drehmoment
- geringere statische und dynamische Masse mit kleineren Drehimpulsen und geringeren Vibrationen
- hohe Drehzahlen sind bei den ventillosen Varianten einfacher möglich
- Einfachheit und damit geringerer Fertigungsaufwand, da Ventile und ihr Antrieb wegfallen
- Lageunabhängigkeit (bei Gemischschmierung), wichtig für handgeführte Geräte wie Motorkettensägen
Nachteile
- Je nach Bauart eine gewisse Vermischung von Frisch- und Abgas. Dadurch Abwägung zwischen hohen Spülverlusten oder hohem Abgasanteil in der Zylinderfüllung (siehe auch Fanggrad)
- Hohe thermische Belastung von Kolben und Auslassöffnung wegen geringer Innenkühlung
- Unruhiger Lauf im Schubbetrieb. Bei Motoren mit Gemischschmierung kann es bei Schubbetrieb durch das zu geringe ölhaltige Gemisch zu Motorschäden (Kolbenfresser) oder Lagerschäden kommen
- Geringere Motorbremswirkung
- Je nach Bauart mehr oder weniger hoher Ölverbrauch und Abgasgeruch
- Emissionsprobleme
- Hoher mechanischer Verschleiß des Kolbens und der Kolbenringe bei Zylinderwänden mit Öffnungen.
Welche Besonderheit hat ein Wankelmotor?
Ein Rotationskolbenmotor
Ein Kreiskolben dreht auf einer Exzenterwelle in einer Doppelbogen-Brennkammer.
Was sind technische Schwierigkeiten beim Wankelmotor?
Erheblich längere Dichtflächen
