Suchen und Finden
Zylinderkomponenten - Eigenschaften, Anwendungen, Werkstoffe
von: Mahle Mahle GmbH (Hrsg.)
Vieweg+Teubner (GWV), 2010
ISBN: 9783834896865 , 136 Seiten
Format: PDF, OL
Kopierschutz: DRM
Preis: 22,99 EUR
Vorwort
5
Danksagung
6
Inhaltsverzeichnis
7
1 Kolbenringe
11
1.1 Aufgabe und Funktion der Kolbenringe
11
1.2 Wirkungsprinzipien
13
1.3 Kräfte und Beanspruchungen
14
1.3.1 Kräfte und Temperaturen an Kolbenringen
14
1.4 Kolbenringbauarten
17
1.4.1 Rechteckring
19
1.4.2 Rechteckring mit konischer Lauffläche
19
1.4.3 Kolbenring mit Innenfase oder mit Innenwinkel oben
20
1.4.4 Kolbenring mit Innenfase oder mit Innenwinkel unten
20
1.4.5 Trapezring
21
1.4.6 L-förmiger Kolbenring
21
1.4.7 Erster Kolbenring mit balliger Oberfläche
21
1.4.8 Nasenring mit konischer Lauffläche
22
1.4.9 Stoßkonfiguration
22
1.4.10 Ölschlitzring
23
1.4.11 Federgespannter Ölabstreifring
23
1.4.11.1 Ölabstreifring mit Schlauchfeder
23
1.4.11.2 Federgestützter Ölabstreifring (Lamellenring
25
1.4.12 U-Flex-Ring
25
1.5 Konstruktive Einzelheiten
26
1.5.1 Berechnung und Simulation
26
1.5.1.1 Numerische Berechnung
26
1.5.1.2 Spannungsuntersuchung
26
1.5.1.3 Dynamische Untersuchung
27
1.5.1.4 Formfüllungsvermögen
27
1.5.1.5 Spezifische Flächenpressung
28
1.5.1.6 Ovalität
28
1.5.1.7 Konstruktionsrichtlinien
28
1.6 Werkstoffe, Beschichtung und Oberflächenbehandlung
28
1.6.1 Werkstoffe
28
1.6.1.1 Gusseisen
29
1.6.1.2 Stahl
30
1.6.2 Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen
30
1.6.2.1 Grauguss als Grundwerkstoff
30
1.6.2.2 Martensitisches Sphärogusseisen als Grundwerkstoff
31
1.6.2.3 Kohlenstoffstahl und Edelstahl
32
1.6.2.4 Laufflächen- und Flankenbeschichtungen
33
1.6.2.5 Nitrieren von Laufflächen
34
1.6.2.6 Oberflächenschutz
35
2 Kolbenbolzen und Kolbenbolzensicherungen
36
2.1 Funktion des Kolbenbolzens
36
2.2 Anforderungen
37
2.2.1 Allgemein
37
2.2.2 Festigkeit
38
2.2.3 Deformation
40
2.2.4 Schmierung, Ölversorgung
42
2.2.5 Verschleiß
42
2.2.6 Gewicht
43
2.3 Kolbenbolzenbauarten
43
2.4 Auslegung
45
2.4.1 Dimensionierung
45
2.4.2 Berechnung
46
2.4.3 Finite-Elemente-Berechnung
47
2.4.4 Maß- und Formtoleranzen, Norm
50
2.5 Kolbenbolzenwerkstoffe
52
2.6 Bauteilprüfung
55
2.6.1 Kolbenbolzenprüfstand
55
2.7 Kolbenbolzensicherungen
56
3 Gleitlager
58
3.1 Produktprogramm
58
3.1.1 Anwendungen
58
3.1.2 Bauarten und Terminologie
58
3.2 Konstruktionsrichtlinien
61
3.2.1 Eigenschaften
61
3.2.2 Belastbarkeit
61
3.2.3 Verschleißfestigkeit
63
3.2.4 Fresssicherheit
64
3.3 Lagergeometrie
64
3.3.1 Lagerdurchmesser und Lagerbreite
64
3.3.2 Nuten und Bohrungen
65
3.3.3 Lagerspiel
65
3.3.4 Lager- und Buchsensitz
66
3.3.4.1 Exzentrizität
66
3.4 Numerische Simulation
67
3.4.1 Hydrodynamische Schmierung (LOCUS)
67
3.4.2 Elasto-hydrodynamische Schmierung (EHL)
68
3.4.3 Axiallagersimulation (ABAS)
69
3.4.4 Überdeckungen (PRESSFIT)
70
3.5 Lagerwerkstoffe
71
3.5.1 Zusammensetzung und Eigenschaften von Lagerwerkstoffen
71
3.6 Marktanforderungen und Technologietrends
77
4 Pleuelstange
79
4.1 Einleitung
79
4.2 Beanspruchungen
82
4.3 Anforderungen
83
4.3.1 Masse der Pleuelstange
83
4.4 Großes Pleuelauge
84
4.4.1 Cracken (Bruchtrennen)
84
4.4.2 Schräge Teilung des großen Pleuelauges
85
4.5 Pleuelschaft
86
4.6 Kleines Pleuelauge
86
4.6.1 Bolzenlagerung im kleinen Pleuelauge
86
4.6.2 Geometrie des Pleuelkopfes
87
4.6.3 Buchsenlose Bolzenlagerung im kleinen Pleuelauge
88
4.7 FE-Berechnung an der Pleuelstange
89
4.7.1 Modellbildung
89
4.7.2 Beanspruchungen aus der Montage
90
4.7.2.1 Schraubenkraft
90
4.7.2.2 Buchsen, Lagerschalen und Schrumpfsitz
91
4.7.3 Beanspruchungen aus dem Motorbetrieb
91
4.7.3.1 Gaskraft
93
4.7.3.2 Massenträgheitskraft
94
4.8 Bauteilprüfung an der Pleuelstange
96
4.9 Stähle für geschmiedete Pleuel
100
4.10 Pleuelverschraubung
101
4.10.1 Anforderungen an die Pleuelverschraubung
101
4.10.2 Auslegung und Berechnung der Pleuelverschraubung
101
4.10.3 Gestaltung der Pleuelverschraubung
103
5 Kurbelgehäuse und Zylinderlaufbuchsen
105
5.1 Einleitung
105
5.1.1 Kräfte und Beanspruchungen
106
5.1.2 Entwicklungsziele
106
5.2 Kurbelgehäusebauarten
107
5.2.1 Maßnahmen zur Dämpfung der Geräuschabstrahlung
108
5.2.2 Hauptlagersitze
109
5.2.3 Kühlung
109
5.3 Kurbelgehäusewerkstoffe
110
5.3.1 Gusseisen
110
5.3.2 Aluminiumlegierungen und Werkstoffeigenschaften
111
5.3.2.1 Einfluss des Gießvorgangs auf die Werkstoffeigenschaften von Aluminiumlegierungen
114
5.3.2.2 Einfluss der Wärmebehandlung auf die Eigenschaften von gegossenen Aluminiumlegierungen
115
5.3.3 Magnesium
116
5.3.4 Werkstofftrends
117
5.3.5 Einfluss des Gießverfahrens auf die Gestaltung des Kurbelgehäuses
117
5.3.5.1 Sandguss
117
5.3.5.2 COSCASTTM-Verfahren
118
5.3.5.3 Formsand – „güner Sand“
118
5.3.5.4 CPS-Verfahren
118
5.3.5.5 Vollformgießverfahren (Lost-Foam-Verfahren)
119
5.3.5.6 Kokillenguss
119
5.3.5.7 Schwerkraftguss
119
5.3.5.8 Niederdruckguss
119
5.3.5.9 Druckguss
120
5.3.5.10 Squeeze Casting
120
5.3.5.11 Semi-Solid-Verfahren
120
5.4 Zylinderlaufbuchsen und Zylinderlaufflächen
121
5.4.1 Anforderungen an die Zylinderlauffläche
121
5.4.2 Zylinderlaufflächen in Aluminium-Kurbelgehäusen
121
5.4.3 Bauarten von Zylinderlaufbuchsen
123
5.4.4 Werkstoffe für Zylinderlaufbuchsen
127
5.4.5 Behandlung der Laufflächen von Zylinderlaufbuchsen
130
5.5 Leichtmetallzylinder
130
5.5.1 Leichtmetallzylinderbauarten für Kleinmotoren
131
5.5.2 Luftgekühlte Zylinder
131
5.5.3 Kanalformen und Ladungswechsel bei Zweitaktmotoren
132
5.5.4 Zylinder für Viertaktmotoren
135
5.5.5 Laufflächenbeschichtungen für Leichtmetallzylinder
135
Glossar
139
Sachwortverzeichnis
141
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