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Kräfte, Momente und deren Ausgleich in der Verbrennungskraftmaschine

  • Kartonierter Einband
  • 440 Seiten
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Dieser Band in der Schriftenreihe LIST/PISCHINGER 'Die Verbrennungskraftmaschine' beschaftigt sich mit den Kraften und M... Weiterlesen
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Beschreibung

Dieser Band in der Schriftenreihe LIST/PISCHINGER 'Die Verbrennungskraftmaschine' beschaftigt sich mit den Kraften und Momenten des Hubkolben-Verbrennungsmotors, deren Auswirkungen und den AbwehrmaBnahmen. In Verbindung mit einem weiteren Band 'Triebwerksschwingungen' sollen die von SCHROEN in seinem 1942 erschienenen Buch 'Die Dynamik der Verbrennungskraftma schine' behandelten Themen hier nach neueren Gesichtspunkten dargestellt werden. Der bei SCHROEN nur kurz untersuchte allgemeine Teil uber die Hauptabmessungen und Kennwerte ist bereits in Band 1 'Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbren nungskraftmaschine' ausfuhrlich dargestellt worden und bot manche Moglichkeit zu Betrachtungen uber die engere ingenieurmaBige Tatigkeit sowie deren Ausblicke in unserer Gesellschaft. Der hier vorliegende Band befaBt sich hingegen mit den mehr theoretischen Zusam menhangen der Kraftwirkungen innerhalb und auBerhalb einer Verbrennungskraftma schine. Dies mag in den abstrakten Ableitungen der Vorgange manchem etwas nuchtern erscheinen, bietet jedoch fUr den Leser den Vorteil eines roten Fadens, der sich durch aIle Kapitel dieses Bandes zieht und eine Leitschnur fUr den um mehr Er kenntnis Ringenden darstellt. Neben den Kraften innerhalb des Motors und seinen Kraftwirkungen auf die Umgebung, die im Rahmen der weltweiten BemUhungen um ver besserten Umweltschutz immer groBere Beachtung finden, gibt es natUrlich auch Zu satzbeanspruchungen, die sich aus dem Einbau der Verbrennungskraftmaschine in einer Anlage ergeben. tiber die Anforderungen, die seitens der Anlage (des Verbrau chers) an den Motor gestellt werden, und tiber Losungswege zu besseren Motorenan lagen solI in einem gesonderten Band 'Schwingungen in Anlagen mit Verbrennungskraft maschinen' berichtet werden. Der Band entstand in enger Zusammenarbeit mit Herrn Ing. grad.

Klappentext

Dieser Band in der Schriftenreihe LIST/PISCHINGER 'Die Verbrennungskraftmaschine' beschaftigt sich mit den Kraften und Momenten des Hubkolben-Verbrennungsmotors, deren Auswirkungen und den AbwehrmaBnahmen. In Verbindung mit einem weiteren Band 'Triebwerksschwingungen' sollen die von SCHROEN in seinem 1942 erschienenen Buch 'Die Dynamik der Verbrennungskraftma­ schine' behandelten Themen hier nach neueren Gesichtspunkten dargestellt werden. Der bei SCHROEN nur kurz untersuchte allgemeine Teil uber die Hauptabmessungen und Kennwerte ist bereits in Band 1 'Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbren­ nungskraftmaschine' ausfuhrlich dargestellt worden und bot manche Moglichkeit zu Betrachtungen uber die engere ingenieurmaBige Tatigkeit sowie deren Ausblicke in unserer Gesellschaft. Der hier vorliegende Band befaBt sich hingegen mit den mehr theoretischen Zusam­ menhangen der Kraftwirkungen innerhalb und auBerhalb einer Verbrennungskraftma­ schine. Dies mag in den abstrakten Ableitungen der Vorgange manchem etwas nuchtern erscheinen, bietet jedoch fUr den Leser den Vorteil eines roten Fadens, der sich durch aIle Kapitel dieses Bandes zieht und eine Leitschnur fUr den um mehr Er­ kenntnis Ringenden darstellt. Neben den Kraften innerhalb des Motors und seinen Kraftwirkungen auf die Umgebung, die im Rahmen der weltweiten BemUhungen um ver­ besserten Umweltschutz immer groBere Beachtung finden, gibt es natUrlich auch Zu­ satzbeanspruchungen, die sich aus dem Einbau der Verbrennungskraftmaschine in einer Anlage ergeben. tiber die Anforderungen, die seitens der Anlage (des Verbrau­ chers) an den Motor gestellt werden, und tiber Losungswege zu besseren Motorenan­ lagen solI in einem gesonderten Band 'Schwingungen in Anlagen mit Verbrennungskraft­ maschinen' berichtet werden. Der Band entstand in enger Zusammenarbeit mit Herrn Ing. grad.



Inhalt
1 Einführung.- 1.1 Das Triebwerk des Hubkolbenmotors.- 1.1.1 Die Gaskräfte.- 1.1.2 Die oszillierenden Massenkräfte.- 1.1.3 Die rotierenden Massenkräfte.- 1.1.4 Sondertriebwerke.- 1.2 Das Maß- und Einheitensystem.- 1.3 Definitionen und Begriffe.- 2 Die Kinematik und Dynamik des 19 Kurbeltriebes.- 2.1 Die Kinematik des Schubkurbelgetriebes.- 2.1.1 Normaler Kurbeltrieb.- 2.1.1.1 Der Kolbenweg.- 2.1.1.2 Die Kolbengeschwindigkeit.- 2.1.1.3 Die Kolbenbeschleunigung.- 2.1.2 Der geschränkte Kurbeltrieb.- 2.1.2.1 Der Kolbenweg.- 2.1.2.2 Die Kolbengeschwindigkeit.- 2.1.2.3 Kolbenbeschleunigung.- 2.1.3 Der Kurbeltrieb mit Anlenkpleuel.- 2.1.3.1 Der Kolbenweg.- 2.1.3.2 Die Kolbengeschwindigkeit.- 2.1.3.3 Die Kolbenbeschleunigung.- 2.2 Die KraftZerlegung am Schubkurbelgetriebe.- 2.2.1 Normaler Kurbel trieb.- 2.2.2 Geschränkter Kurbeltrieb.- 2.2.3 Kurbeltrieb mit Anlenkpleuel.- 3 Die Gaskräfte.- 3.1 Gasdruckverlauf.- 3.1.1 Messung des Gasdruckverlaufes.- 3.2 Thermodynamische Kreisprozeßrechnung 613.3 Einfache Vergleichsprozesse.- 3.4 Maximaler Verbrennungsdruck.- 3.5 Streuungen der Verbrennungsdrücke.- 3.6 Ladedruck.- 3.7 Mitteldruck, Leistung, Reibungsverluste.- 4 Die Massenwirkungen der Verbrennungs- ss kraftmaschine.- 4.1 Massenkräfte und Massenmomente.- 4.1.1 Masse, Schwerpunkt und Massenträgheitsmoment.- 4.1.2 Die Reduktion der Massen.- 4.1.3 Einfluß der Übersetzungen.- 4.2 Die Massenverteilung des Einzeltriebwerkes.- 4.2.1 Die rotierenden Massen.- 4.2.2 Die oszillierenden Massen.- 4.2.3 Die Massenaufteilung und Massenwirkung der Pleuelstange.- 4.2.3.1 Die Massenkraft der Pleuelstange.- 4.2.3.2 Das Massendrehmoment der Pleuelstange.- 4.2.3.3 Auswirkung der Aufteilung der Pleuelmasse.- 4.2.3.4 Einfluß der Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle.- 4.3 Die Massenwirkungen des Einhubtriebwerkes.- 4.3.1 Kurbeltrieb mit einfachem Stangenangriff.- 4.3.1.1 Normaler Kurbeltrieb.- 4.3.1.2 Geschränkter Kurbeltrieb.- 4.3.2 Einhub-Kurbeltrieb mit mehrfachem Stangenangriff.- 4.3.2.1 Die zentrische oder unmittelbare Pleuelanlenkung.- 4.3.2.2 Die exzentrische Anlenkung mehrerer Schubstangen.- 4.3.2.3 Vergleich der Massenwirkung von Schubkurbelgetrieben mit zentrischer und exzentrischer Pleuelanlenkung.- 4.4 Das Massendrehmoment bzw. der Massentangentialdruck des einzelnen Kurbeltriebes.- 4.4.1 Normaler Kurbeltrieb.- 4.4.2 Geschränkter Kurbeltrieb.- 4.5 Tabellen für verschiedene Motorenausführungen und Erläuterungen zum Gebrauch dieser Tabellen.- 4.5.1 Auswahl von Bauvarianten.- 4.5.2 Massenkräfte und Massenmomente.- 4.5.3 Innere Biegemomente.- 4.5.4 Wechseldrehmomente und Zündfolgen.- 5 Der Massenausgleich der Verbrennungs kraftmaschine.- 5.1 Der Ausgleich von Massenkräften.- 5.1.1 Der Massenkraftausgleich des Einhubtriebwerkes.- 5.1.2 Massenkraftausgleich bei mehrfach gekröpften Kurbelwellen.- 5.2 Massenmomente und deren Ausgleich.- 5.3 Innere Biegemomente.- 5.4 Einfluß rotierender Ausgleichsmassen auf das Querkippmoment.- 5.4.1 Wechseldrehmoment durch rotierende Ausgleichsmassen.- 5.4.2 Ausgleich des Gas- und Massen-Wechseldrehmomentes.- 5.4.2.1 Einzylindermotor.- 5.4.2.2 Vierzylinder-Reihenmotor.- 6 Das Drehkraftdiagramm der Verbrennungs- kraftmaschine.- 6.1 Das Tangentialdruckdiagramm.- 6.1.1 Der Tangentialdruck des Einzelzylinders.- 6.1.2 Der Tangentialdruck bei Mehrzylindermotoren.- 6.2 Mitteldruck, Drehmoment und Leistung.- 6.3 Darstellung des Tangentialdruckes durch Harmonische.- 6.3.1 Überlagerung der harmonischen Wirkungen bei Mehr Zylindermotoren.- 6.3.2 Überlagerung zweier an einer Kröpfung arbeitender Zylinder.- 6.3.3 Einflußparameter und näherungsweise Ermittlung der harmonischen Tangentialdrücke.- 6.3.4 Abweichungen der Praxis von den idealen Zusammenhängen.- 7 Der Drehmomenten- und Wuchtausgleich.- 7.1 Das Schwungrad als Energiespeicher.- 7.1.1 Das Verfahren nach Radinger (1892).- 7.1.1.1 Aufzuspeichernde Arbeit.- 7.1.1.2 Ungleichförmigkeitsgrad.- 7.1.1.3 Schwungmasse und Schwungmoment.- 7.1.2 Die näherungsweise Berechnung des erforderlichen Schwungmomentes ohne Aufzeichnung der Drehkraftkurve.- 7.1.3 Das Verfahren nach Witrenbauer.- 7.1.3.1 Wucht eines Kurbeltriebes.- 7.1.3.2 Wucht bei Mehrzylindermaschinen.- 7.1.3.3 Arbeitsdiagramm.- 7.1.3.4 Trägheits-Energie-Diagramm.- 7.1.3.5 Ungleichförmigkeitsgrad 2187.1.3.6 Zusatz-Schwungmasse (Schwungrad).- 7.1.3.7 Vergleich der verschiedenen Zylinderzahlen.- 7.1.4 Einfluß der Schwankung des Massenträgheitsmomentes und der Parameter-Erregung auf den Ungleichförmigkeitsgrad.- 7.2 Anforderungen an den Gleichlauf.- 7.2.1 Allgemeine Angaben zum erforderlichen Ungleichförmig- keitsgrad.- 7.2.2 Abweichungen vom Gleichlauf.- 7.2.2.1 Geschwindigkeitsverlauf.- 7.2.2.2 Beschleunigungsverlauf.- 7.2.2.3 Pendelwinkel.- 7.3 Der Wuchtausgleich in der Verbrennungsmaschinenanlage.- 7.3.1 Der Generatorbetrieb.- 7.3.1.1 Periodische SpannungsSchwankungen in Lichtnetzen.- 7.3.1.2 Parallelbetrieb von Synchronmaschinen.- 7.3.1.3 Speicherradaggregate.- 7.3.1.4 Schwungmoment und Regelung bei Diesel-Maschinen.- 7.3.2 Der Schiffshauptmotor.- 7.3.2.1 Drehmoment- und DrehzahlSchwankungen beim Zusammenwirken von Motor und Propeller.- 7.3.2.2 Das Anlassen und Umsteuern der Verbrennungs- kraftmaschine.- 7.3.2.3 Niedrige Betriebsdrehzahlen.- 8 Folgeerscheinungen der freien Gas- und Massenwirkungen und deren Auswirkungen auf die Aufstellung und das Betriebs- verhalten des Motors.- 8.1 Nicht ausgeglichene Kräfte und Momente und Motoraufstellung.- 8.2 Linearer Ein-Massen-Schwinger mit einem Freiheitsgrad.- 8.3 Linearer Zwei-Massen-Schwinger mit einem Freiheitsgrad.- 8.3.1 Erregung an der äußeren Masse m^.- 8.3.2 Erregung an der inneren Masse m2.- 8.4 Schwinger mit mehreren Freiheitsgraden.- 8.5 Schlußfolgerungen und Hinweise zur Lagerung eines Hubkolbenmotors.- 8.5.1 Starre Lagerung.- 8.5.2 Elastische Lagerung.- 8.6 Auswuchten.- 8.6.1 Allgemeine Hinweise.- 8.6.2 Dynamik des Wuchtkörpers, Begriffe, Richtlinien.- 8.6.3 Auswuchtfragen bei Hubkolbenmotoren.- 9 Die Festigkeitsrechnung eines Schwungrades.- 9.1 Berechnung unter vereinfachten Annahmen.- 9.2 Festigkeit des Scheibenschwungrades.- 9.2.1 Umlaufende, volle Scheibe gleicher Wandstärke.- 9.2.2 Scheibe gleicher Stärke mit Bohrung in der Mitte.- 9.2.3 Berechnung der Spannungen in Scheibenschwungrädern.- 9.3 Berechnung von Tangential- und Radialspannungen beliebig geformter Scheiben.- 9.4 Berechnung beliebig geformter Schwungscheiben mit Hilfe der FE-Methode mit zweidimensionalem Rechenansatz.- 9.5 FE-Methode, dreidimensional.- 9.6 Integralgleichungsmethode.- 9.7 Zusatzbeanspruchungen am Schwungrad im praktischen Einsatz.- 9.7.1 Biegebeanspruchungen durch dynamische Zusatzkräfte.- 9.7.2 Thermische Beanspruchungen.- 9.7.3 Der Festsitz eines Schwungrades.- 9.8 Festigkeit der Schwungradwerkstoffe.- 9.9 Ergebnisse am Schleuderprüf stand.- 9.10 Die Reibungsleistung von Schwungrädern.- 10 Zusatzkräfte an Triebwerk, Kurbelgehäuse und Fundament.- 10.1 Das Ausrichten von Anlagen mit Verbrennungskraftmaschinen.- 10.1.1 Grundlagen der Maschinenausrichtung.- 10.1.2 Das Ausrichten einer Anlage mit Hubkolbenmotor.- 10.1.3 Motoren mit Außenlagern.- 10.1.4 Ausrichten eines Motors zu einem vorgegebenem Außen lager.- 10.1.5 Ausrichten von Schiffsmotoren mit außenliegendem Drucklager.- 10.1.6 Ausrichten von Motoren mit freifliegenden Schwungrädern.- 10.1.7 Ausrichten von Motoren mit Abstützung des Schwungrades über eine elastische Kupplung.- 10.1.8 Ausrichten von Motoren mit hydraulischer Kupplung.- 10.1.9 Ausrichten von Einlagergeneratoren.- 10.1.10 Ausrichten von Arbeitsmaschinen mit zwei Lagern.- 10.1.11 Grundsätzliches zum Ausrichten von Maschinen.- 10.2 Einfluß der Kurbelschenkelatmung auf die Gesamtbeanspruchung der Kurbelwelle.- 10.2.1 Kurbelschenkelatmung.- 10.2.2 Kurbelschenkelatmung und Kurbelwellenbeanspruchung.- 10.2.3 Änderung des Beanspruchungsverlaufes durch Biegeverformung.- 10.2.4 Kurbelschenkelatmung in horizontaler Kröpfungsläge.- 10.2.5 Einfluß der KurbelSchenkelatmung auf die Gesamtbeanspruchung der Kurbelwelle.- 10.2.6 Einfluß der Kurbelschenkelatmung auf die Lagerbelastung.- 10.2.7 Biegeelastizität der Kurbelwelle in Abhängigkeit von den Kurbelwellenabmessungen.- 10.3 Zusatzbelastungen durch Fertigungsabweichungen, Verschleiß, Kurbelgehäusedeformationen und unzureichende Fundamentierung.- 10.3.1 Kurbelwellenschlag.- 10.3.2 Die nicht fluchtende Lagergasse.- 10.3.3 Der Grundlagerschaden.- 10.3.4 Die Erwärmung der Kurbelgehäuse.- 10.3.5 Fundamentverformungen.- 10.3.6 Fundamentschwingungen.- 10.3.7 Fundamentverschraubungen.- 10.4 Schwingungen des Triebwerkes.- 10.4.1 Schwingungen.- 10.4.2 TorsionsSchwingungen.- 10.4.3 Biegeschwingungen.- 10.4.4 Längsschwingungen.- 10.4.5 Gehäuseschwingungen.- 11 Nachtrag Mathematische und technische Hilfsmittel.- 11.1 Theorie und numerische Durchführung der harmonischen Analyse.- 11.2 Formeln zur Ermittlung von Flächen, Massen, Schxwerpunkt und Massenträgheitsmoment.- 11.3 Verfahren mittels Zylinderschnitten.- 11.3.1 Verfahren mittels Parallelschnitten.- 11.4 Mechanische Geräte zur Bestimmung von Fläche (Masse) und Trägheitsmoment.- 11.4.1 Die Flächenbestimmung mittels Planimeter.- 11.4.2 Kurvengesteuerter Integrator.- 11.4.3 Der harmonische Analysator zur Bestimmung der FOURIERschen Reihe.- 11.5 Versuchstechnische Ermittlung von Masse, Massenträgheitsmoment und Schwerpunkt.- 11.5.1 Pendelversuch in der horizontalen Ebene um die lotrechte Schwerachse.- 11.5.2 Pendelversuch in der vertikalen Ebene um eine zur Schwerachse parallele Achse.- 11.5.3 Bestimmung des Massenträgheitsmomentes aus der Schwingfrequenz eines Ein-Massen-Schwingers.- 11.5.4 Bestimmung des Schwerpunktes der Pleuelstange durch Auswiegen.- 12 Literaturverzeichnis.- 13 Sachverzeichnis.- 14 Nachwort.

Produktinformationen

Titel: Kräfte, Momente und deren Ausgleich in der Verbrennungskraftmaschine
Untertitel: Die Verbrennungskraftmaschine, Neue Folge 2
Autor:
EAN: 9783709186466
ISBN: 978-3-7091-8646-6
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Springer Vienna
Genre: Maschinenbau
Anzahl Seiten: 440
Gewicht: 1183g
Größe: H279mm x B212mm x T30mm
Jahr: 2012
Auflage: Softcover reprint of the original 1st ed. 1981