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Verbrennungsmotoren–Motormechanik, Berechnung und Auslegung


 
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Doc²
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BeitragVerfasst am: 17.01.2018 21:30    Titel: Verbrennungsmotoren–Motormechanik, Berechnung und Auslegung Antworten mit Zitat

Wenn man auf der Suche ist nach Literatur welche einem dieses komplexe Ding Namens „Motor“ genauer erklärt als Tuningratgeber und allgemein formulierte Bilderbücher, wird man unausweichlich bei Fachbüchern landen und Büchern zur Ausbildung von Mechanikern, Ingeneuren und allem was darüber hinaus geht.
Da solche spezielle Fachliteratur aber nie wirklich günstig zu haben ist, kommt man meist gar nicht in den Genuss ein solches Buch je in die Finger zu bekommen.
Durch einen Zufall bin ich aber an das ATZ-MTZ-Fachbuch Verbrennungsmotoren von Eduard Köhler geraten welches ich hier nun vorstelle und bewerte.

Obwohl es bei Fachbüchern unüblich ist einen gewissen Stil oder Vorliebe des Autoren heraus zu lesen, so merkt man hier bei einigen Textpassagen das diese eben nicht nur kurz abgehandelt und weiterverwiesen wird auf Quellen und Bücher zum Thema, sondern das eben doch etwas umfangreicher dieses Bereich aufgeschlüsselt wird. So glaube ich das Herr Köhler bei Zylinderköpfen, mehr aber noch bei allem was mit den Ventilen zu tun hat seine Freunde hatte.
Informieren, erklären, auch mittels Formeln und verweisen, so funktioniert dieses Buch.
Dadurch macht dieses Werk immer wieder Lust tiefer in die Materie einzutauchen, von der man glaube sie schon gut zu kennen und gibt einem einen Fingerzeig zu weiteren Büchern welche sich damit tiefgreifender befassen.
Durch diesen Aufbau ist das Buch allgemein genug verständlich, so das man auch ohne je in einem Hörsaal gesessen zu haben es verstehen kann.
Da alles was mit Thermodynamik zu tun hat nicht in diesem Buch beschrieben wird, kann man bestimmte Themen auch nicht finden. Die behandelten Themengebiete rund um die Mechanik des Motors werden aber gut und verständlich abgehandelt.
    Inhaltsverzeichnis

    1 Vorbemerkung

    2 Einleitung
    2.1 Bedeutung der Berechnung im Entwicklungsprozess
    2.2 Abgrenzung zwischen Mechanik und Thermodynamik
    2.3 Anmerkungen zum aus gewählten Stoff und Vertiefung

    3 Kriterien bei der Motorauslegung
    3.1 Zur Veränderlichkeit der Motorkenndaten
    3.2 Definition wichtiger Motorkenndaten
    3.2.1 Hubvolumen (Hubraum)
    3.2.2 Leistung und Drehmoment
    3.2.3 Spezifische Leistung
    3.3 Festlegung der Hauptabmessungen in Verbindung mit der Triebwerksauslegung
    3.3.1 Hub-/Bohrungsverhältnis
    3.3.2 Pleuelstangenverhältnis und Pleuellänge
    3.3.3 Blockhöhe (Zylinderdeckhöhe)
    3.3.4 Kolbendurchmesser und Kolbenmasse
    3.3.5 Kompressionshöhe des Kolbens
    3.3.6 Hub, Bohrung und Zylinderzahl
    3.3.7 Zylinderlänge, untere Kolbenschaftlänge, Austauchend des Kolbens
    3.3.8 Kurbelwellenfreigang und Kolbenschaftlänge
    3.3.9 Weitere Kolbenhauptabmessung
    3.4 Weitere Motorhauptabmessungen
    3.4.1 Zylinderabstand und Stegbreite
    3.4.2 Zylinderbankversatz bei V-Motoren, Auswirkungen auf Zylinderabstand und Stegbreite
    3.5 Betrachtungen zum optimalen Pleuelstangenverhältnis
    3.6 Betrachtungen zum Oberflächen-/Volumenverhältnis des Brennraums
    3.7 Zusätzliche Begriffe und Definitionen
    3.8 Mittlerer effektiver Druck bzw. spezifische Arbeit

    4 Berechnung und Auslegung von Bauteilen
    4.1 Das Pleuel
    4.1.1 Funktion, Anforderung und Gestaltung
    4.1.2 Beanspruchung des Pleuels
    4.1.3 Gestaltfestigkeit des Pleuels – konventionelle Berechnungsverfahren
    4.1.4 Konventionelle Berechnungsverfahren zur Auslegung der Pleuelkopfverschraubung
    4.2 Der Kolben
    4.2.1 Vorbemerkung zur Kolbenberechnung
    4.2.2 Funktion und Anforderung
    4.2.3 Beanspruchung des Kolbens
    4.2.4 Konventionelle Berechnung des Kolbens
    4.2.5 Berechnung der Kolbensekundärbewegung
    4.2.6 Rechnergestützte Festigkeitsberechnung des Kolbens
    4.3 Die Kolbenringe
    4.3.1 Vorbemerkung zu den Berechnungsmöglichkeiten des Kolbenringverhaltens
    4.3.2 Funktion und Anforderung
    4.3.3 Auf dem Kolbenring wirkende Kräfte
    4.3.4 Elastomechanik des Kolbenrings
    4.3.5 Rechnerische Simulation der Kolbenringfunktion
    4.4 Die Kurbelwelle
    4.4.1 Funktion und Anforderung
    4.4.2 Beanspruchung der Kurbelwelle
    4.4.3 Gestaltfestigkeit der Kurbelwelle
    4.4.4 Rechnergestützte Festigkeitsberechnung der Kurbelwelle
    4.5 Das Zylinderkurbelgehäuse (ZKG)
    4.5.1 ZKG - Konzepte
    4.5.2 Beanspruchung der ZKG, allgemeiner konstruktiver Aufbau und Funktionsmerkmale
    4.5.3 ZKG – Leichtbau
    4.5.4 ZKG - Berechnung
    4.5.5 Zylinderlaufbüchsen
    4.5.6 Zylinderverschleiß
    4.6 Der Zylinderkopf (ZK)
    4.6.1 Konstruktiver Aufbau und Funktionsmerkmale des ZK
    4.6.2 Die besondere Problematik der thermischen ZK - Beanspruchung
    4.6.3 ZK – Werkstoffe und - Gießverfahren
    4.6.4 Ladungswechselkanäle, Ventilwinkel, Brennraumgeometrie und ZK - Bauhöhe
    4.6.5 Berechnung des ZK mittels FEM
    4.7 Zylinderkopfdichtung

    5 Berechnung und Auslegung des Ventiltriebs
    5.1 Das Ventil
    5.2 Anzahl der Ventile pro Zylinder
    5.3 Variable Ventilsteuerung (VVS)
    5.3.1 Begriffe in Verbindung mit der Ventilsteuerung
    5.3.2 Entwicklungstendenzen der VVS
    5.4 Steuerelemente des Ventiltriebs
    5.4.1 Definition der Nockenformen
    5.4.2 Ventilerhebung, -geschwindigkeit und -beschleunigung unter Berücksichtigung der Kinematik der Ventilbetätigung
    5.4.3 Die Ventilfeder
    5.5 Dynamik des Ventiltriebs
    5.5.1 Dynamische Verhalten des Systems ohne Berücksichtigung der Elastizitäten
    5.5.2 Ventiltriebsschwingungen
    5.5.3 Anmerkungen zur Ventiltriebsreibung, zum Ventiltriebsgeräusch und zur Dynamik des Gesamtsystems
    5.6 Anmerkungen zu Nockenwellenwerkstoffen, -herstellung und –lagerung

    6 Motorgeräusch
    6.1 Motorgeräusch und Fahrgeräusch – gesetzliche Vorschriften
    6.2 Motorgeräusch – Teilschallquellen und Geräuschursachen
    6.3 Indirekt erzeugtes Motorgeräusch – Entstehung, Übertragung und Anstrahlung
    6.4 Zylinderdruckverlauf und resultierendes Zylinderdruckspektrum
    6.5 Vorausberechung des akustischen Verhaltens der Motorstruktur
    6.5.1 Schwingungsverhalten der Motorstruktur
    6.5.2 Geräuschreduzierende Strukturveränderungen am Zylinderkurbelgehäuse (Motorblock) und deren physikalischer Hintergrund
    6.5.3 Akustische Betrachtung zur Kurbelwelle, deren Lagerung und das Verhalten des Schmierfilms im Zusammenhang mit dem „inneren“ Körperschall-Leitweg
    6.5.4 Berechnung der Luftschallabstrahlung von der schwingenden Motorstruktur
    6.6 Bemerkungen zu weiteren Geräuschquellen am Motor

    7 Zusammenfassung und Ausblick

    Anhang
    Literaturverzeichnis
    Sachwortverzeichnis
Von mir gelesen wurde die 1. Auflage von 1998 des Buches Verbrennungsmotoren – Motormechanik, Berechnung und Auslegung des Hubkolbenmotors von Eduard Köhler.
386 Seiten mit vielen Tabellen, Kurven, Skizzen und Formeln, alles in schwarz / weiß, machen dieses Buch für den interessierten Leser zum idealen Einstiegeswerk in die ernsthafte Motorenkunde welche über den Standart weit hinaus reicht.
Viele verschiedene Themen rund um den Motor werden angesprochen, aber nicht vertieft.
Die Peripherie des Motors ist nicht Teil des Buches, aber es wird auch darauf verwiesen.
Das ist es welches dieses Buch zu einem so wichtigen und guten Nachschlagwerk macht.
Da dieses Buch gebraucht mittlerweile nicht mehr so teuer ist, unter 10 €, kann man es sich durchaus ins Bücherregal stellen um bei bedarf so den Einstig in die weiterführende Literatur zu finden

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