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2015 | Book

Kolbenringe Read chapter Read first chapter

Zylinderkomponenten

Eigenschaften, Anwendungen, Werkstoffe

Editor: Mahle GmbH 

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Wegen der immer weiter steigenden Anforderungen an Otto- und Dieselmotoren in Bezug auf CO2-Reduzierung, Abgasverhalten, Gewicht und Lebensdauer sind heute vertiefte Kenntnisse über die Komponenten des Verbrennungsmotors unerlässlich. Ohne entsprechendes Know-how kommt kein Fachmann der Kfz-Technik mehr aus, unabhängig ob er in der Konstruktion, der Entwicklung, der Erprobung oder der Instandhaltung tätig ist. Dieses Fachbuch beantwortet in großer Durchdringungstiefe die Fragen bezüglich Konstruktion, Herstellung und Bearbeitung von Zylinderkomponenten. In dieser zweiten Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und entsprechend der aktuellsten Entwicklungen im Verbrennungsmotor erweitert.

Table of Contents

Frontmatter
1. Kolbenringe
Zusammenfassung
Kolbenringe haben für den motorischen Betrieb folgende wichtige Aufgaben zu erfüllen:
1. Abdichten des Brennraumes, um den Druck des Verbrennungsgases aufrechtzuerhalten. Das Verbrennungsgas darf nicht in das Kurbelgehäuse gelangen (wird auch Blow-by genannt) und Schmieröl nicht in den Brennraum.
2. Ableitung der in den Kolben einfallenden Wärme an die Zylinderlauffläche.
3. Steuerung des Ölhaushaltes, wobei einerseits eine Mindestölmenge zur Bildung eines hydrodynamischen Schmierfilms auf die Zylinderlauffläche gelangen muss, andererseits der Ölverbrauch so gering wie möglich gehalten werden soll.
Ein Kolbenringpaket besteht in der Regel aus drei Kolbenringen: zwei Kompressionsringen (auch erster und zweiter Kolbenring genannt) sowie einem Ölabstreifring (dritter Kolbenring).
Mahle GmbH
2. Kolbenbolzen und Kolbenbolzensicherungen
Zusammenfassung
Der Kolbenbolzen ist das Verbindungsglied zwischen Kolben und Pleuelstange. Durch die oszillierende Bewegung des Kolbens und die Überlagerung von Gas- und Massenträgheitskräften ist er hohen Belastungen wechselnder Richtung ausgesetzt. Bild 2.1 zeigt die Kolbenbolzenbelastung für einen Ottomotor bei Nennleistung. An den Lagerstellen des Kolbenbolzens, in der Kolbennabe und dem kleinen Pleuelauge muss die Drehbewegung der Pleuelstange zum Kolben ausgeglichen werden. Aufgrund der geringen Relativbewegungen liegen hier ungünstige Schmierverhältnisse vor.
Bei Kolben für Pkw-Ottomotoren mit moderater spezifischer Leistung können die Kolbenbolzen durch Schrumpfspannungen im kleinen Pleuelauge fixiert werden (Klemmpleuel). Diese Konstruktion ermöglicht Einsparungen durch den Wegfall der Kolbenbolzensicherungen und der Lagerbuchse im kleinen Pleuelauge und erleichtert die automatische Montage von Kolben, Kolbenbolzen und Pleuelstange bei der Großserienfertigung von Motoren.
Mahle GmbH
3. Gleitlager
Zusammenfassung
Lager werden eingesetzt, um die Funktion der beweglichen Verbindung zwischen zwei Bauteilen sicherzustellen. Generell wird zwischen Wälz-, Gleit-, Luft-, Flüssig- oder Magnetlagern unterschieden. Das MAHLE Produktprogramm ist fokussiert auf Gleitlagerformen für motorische und motorperiphere Anwendungen.
Gleitlager sind notwendig, um Oberflächen, die sich relativ zueinander bewegen, lokal zu trennen. Dies erfolgt durch einen viskosen Schmierfilm, der ein Druckfeld erzeugt, welches bei richtiger Gestaltung der Flächen und ihrer Relativbewegung auch sehr großen externen Belastungen standhält.
Mahle GmbH
4. Pleuelstange
Zusammenfassung
Die Pleuelstange verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle, sie besteht aus dem kleinen und dem großen Pleuelauge und dem Schaft.
Die Rotation der Kurbelwelle bewirkt eine rotierende Bewegung des exzentrisch zur Achse der Kurbelwelle gelagerten großen Pleuelauges. Das kleine Pleuelauge folgt der axialen Hubbewegung des Kolbens im Zylinder. Das Pleuel ist somit ein Maschinenelement, durch das die Axialbewegung des Kolbens in eine Rotation der Kurbelwelle umgewandelt wird.
Der Raum, den die Pleuelstange während einer Umdrehung der Kurbelwelle überstreicht, auch Pleuelgeige genannt, muss für Kollisionsuntersuchungen im Kurbelgehäuse und am Motorblock beachtet werden.
Mahle GmbH
5. Kurbelgehäuse und Zylinderlaufbuchsen
Zusammenfassung
Das Kurbelgehäuse ist das zentrale, die Funktionsgruppen des Kurbeltriebs enthaltende und verbindende Bauteil des Verbrennungsmotors und bildet eine Systemgrenze, die den Verbrennungsmotor nach außen hin abdichtet. Es verhindert den Austritt des Arbeitsmediums, des Kühl- und Schmiermittels sowie den Zutritt von Feuchtigkeit und Schmutz. Dabei muss das Kurbelgehäuse den vorgegebenen Bauraum unter der Voraussetzung ausreichender Struktursteifigkeit und im Hinblick auf die Formgenauigkeit von Lager- und Zylinderbohrungen sowie den Zylindereinpass (bei austauschbaren Zylinderlaufbuchsen) bei möglichst kleiner Bauteilmasse ausnutzen.
Mahle GmbH
Backmatter
Metadata
Title
Zylinderkomponenten
Editor
Mahle GmbH
Copyright Year
2015
Electronic ISBN
978-3-658-09546-8
Print ISBN
978-3-658-09545-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-09546-8

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