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Über dieses Buch

Durch die Kombination innovativer Messtechnikkonzepte im Bereich der Abstands- und Kontaktmessung und durch die Verwendung detaillierter Analysemethoden kann Maik Lazzara ein gesamtheitliches Verständnis der Bewegungsmechanismen und des tribologischen Verhaltens der Kolbenbolzenlagerung eines Verbrennungsmotors darstellen. Dabei untersucht der Autor die Relativbewegungen der Lagerkomponenten und deren Mischreibungszustände bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Motors und identifiziert eine sensible und komplexe Wechselwirkung zwischen belastungsbedingten Lagerkonturen, Festkörperreibwert und insbesondere der Schmierstofffüllung und -versorgung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Chapter 1. Einleitung

Die steigende Nachfrage nach verbrauchs- und schadstoffoptimierten und zugleich leistungsfähigeren Verbrennungsmotoren führt zu Downsizing und erhöhten spezifischen Leistungsdichten neuer Motorengenerationen. Damit einhergehend stellen sich deutlich gestiegene Brennraumdrücke und Temperaturen in den Zylindern ein, die zu erhöhten mechanischen und thermischen Belastungen an den Bauteilen und in den Lagerstellen des Kurbeltriebs führen (Abb. 1). Ein wesentlicher Teilkomplex der Kurbeltriebdynamik wird bestimmt durch die mechanische und tribologische Beanspruchung der Systemkomponente Kolbenbolzenlagerung, deren Höhe von funktions- und lebensdauerbestimmender Bedeutung ist.
Maik Lazzara

Chapter 2. Stand der Technik

In der modernen Produktentwicklung dienen experimentelle Untersuchungen nicht nur zur Validierung von Bauteilauslegungen sondern auch zur Verifizierung komplexer Simulationsverfahren. Sie liefern grundlegende Randbedingungen und ermitteln Belastungs- und Anregungsgrößen, die auf die Komponenten wirken. Darüber hinaus können kombinierte und spezielle Messverfahren während des Motorbetriebs vor allem reale Bedingungen in ihrer Gesamtheit erfassen und somit bisher unbekannte Effekte und Mechanismen aufzeigen.
Maik Lazzara

Chapter 3. Theoretische Grundlagen

In Verbrennungsmotoren gibt es eine Vielzahl von Lagerstellen. Je nach Beanspruchung und Anforderung kommen entweder Gleit- oder Wälzlager zum Einsatz.
Maik Lazzara

Chapter 4. Versuchsaufbau und messtechnische Ausrüstung

Die experimentellen Untersuchungen werden ausschließlich an einem Vollmotor und nicht an außermotorischen Prüfvorrichtungen durchgeführt, da nur dabei Randbedingungen wie Kolben- und Pleueltemperaturen, belastungsbedingte und thermische Verformungen der Lagerkomponenten Pleuel, Kolbenbolzen und Kolben sowie die Schmierstoffversorgung der Lagerstellen realistisch abgebildet werden können.
Maik Lazzara

Chapter 5. Spezielle Messverfahren

Messungen der Pleuel- und Kolbentemperaturen dienen zum einen als Eingangsgröße zur Berechnung des thermischen Verzugs des Kolbens und der Viskosität des Schmiermittels in der Kolbenbolzenlagerung. Zum anderen stellen diese eine Kontrollgrößen dar, um die Untersuchungen bei gleichen Randbedingungen durchzuführen und somit eine Reproduzierbarkeit zu gewährleisten. Eine Auswertung des thermischen Verhaltens der Komponenten der Kolbenbolzenlagerung ist nicht Bestandteil dieser Arbeit.
Maik Lazzara

Chapter 6. Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen

Die experimentellen Untersuchungen finden an einem Vollmotor statt. Die Bestückung des Versuchsträgers mit der Messtechnik erfolgt ausschließlich im vierten Zylinder, da hier die günstigsten Raumverhältnisse für den Einbau des Gelenkgetriebes zur leitungsgebundenen Signalübertragung vorliegen und die Befestigung der Grundplatte des Schwingensystems am Anlasser möglich ist.
Maik Lazzara

Chapter 7. Experimentelle Validierung der Simulation

Ziel des Abgleichs von experimentellen Untersuchungen und Simulationsergebnissen ist die Verifizierung und Abstimmung des Simulationsmodells hinsichtlich der erfassten physikalischen Effekte und der vorgegebenen Modellparameter. Als Vergleichsgrößen stehen zur Verfügung.
Maik Lazzara

Backmatter

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