Reduzierung der Festkörperreibung eines Kraftfahrzeugmotors
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Fahrzeugtechnik, Note: 1,0, Hochschule Ravensburg-Weingarten (Maschinenbau), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:Bei bekannten Kraftfahrzeugmotoren wird der Schmierölhaushalt von einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Ölförderpumpe gewährleistet. Da der Schmierölförderdruck von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängig ist, wirkt sich die Start- und Auslaufphase des Motors ungünstig auf das Schmierverhalten aus und es treten Verschleißerscheinungen auf.Eine elektrisch betriebene Ölförderpu...
Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Fahrzeugtechnik, Note: 1,0, Hochschule Ravensburg-Weingarten (Maschinenbau), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Bei bekannten Kraftfahrzeugmotoren wird der Schmierölhaushalt von einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Ölförderpumpe gewährleistet. Da der Schmierölförderdruck von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängig ist, wirkt sich die Start- und Auslaufphase des Motors ungünstig auf das Schmierverhalten aus und es treten Verschleißerscheinungen auf.
Eine elektrisch betriebene Ölförderpumpe hat in dieser Diplomarbeit für Abhilfe geschaffen. Der erforderliche Schmieröldruck wurde vor dem Starten des Motors erzeugt und beim Auslaufen des Triebwerks entsprechend lang erhalten, um den Verschleiß im Motor zu reduzieren.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein neu konstruiertes, elektrisch betriebenes Schmierölsystem gefertigt und an einem von Mercedes-Benz gestifteten Ottomotorder Baureihe M111 E23 im Prüfstandsbetrieb erprobt. Hierbei haben sich zudem beachtliche Veränderungen in Bezug auf den Wirkungsgrad, den Kraftstoffverbrauch und den Motorverschleiß ergeben. Untersuchungen wurden bei unterschiedlicher Viskosität/Temperatur des Schmiermediums, sowie unterschiedlichen Lastzuständen des Motors durchgeführt. Ebenso ist untersucht worden, ob der Einbau einer elektrischen Pumpe zu einer Gesamtwirkungsgradverbesserung des Motors führt, da die drehzahlabhängige mechanische Ölpumpe den überschüssigen, direkt in die Ölwanne zurückführenden Ölstrom erwärmt.
Gesponsert wurde die elektrische Ölpumpe von der Pumpenfabrik STOZ GmbH Weingarten, welche über umfangreiches Wissen und Erfahrung auf dem Hydrauliksektor verfügt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Verzeichnisse2
1.1Inhaltsverzeichnis2
1.2Abbildungsverzeichnis6
1.3Verzeichnis der Diagramme8
1.4Verzeichnis der Tabellen8
2.Einleitung und Grundlagen9
2.1Vorwort9
2.2Beschreibung der Diplomarbeit10
2.3Allgemeine Grundlagen10
2.3.1Die Probleme mit der Reibung10
2.3.2Probleme während der Startphase des Verbrennungsmotors10
2.3.3Probleme während der Auslaufphase12
2.3.4Probleme bei Fahrzeugen mit Abgasturboladern15
2.3.5Zeitliche Betrachtung eines Motorkaltstarts16
2.4Derzeitiger Stand derSchmiertechnik17
2.4.1Viertaktverfahren18
2.4.1.1Druckumlaufschmierung18
2.4.1.2Trockensumpfschmierung18
2.4.2Zweitaktverfahren19
2.4.2.1Mischungsschmierung19
2.4.2.2Frischölschmierung19
2.5Unterscheidungen bei der Druckumlaufschmierung19
2.5.1Hydrodynamische Schmierung20
2.5.2Hydrostatische Schmierung21
2.5.3Direkter Vergleich der beiden Schmiersysteme23
2.6Ursachen, Folgen und Reduzierung des Verschleißes25
2.6.1Ursachen des Verschleißes25
2.6.2Die Folgen der Festkörperreibung26
2.6.3Reduzierung des Verschleißes27
2.6.3.1Verschleißreduzierung durch Additive28
2.6.3.2Verschleißreduzierung durch Vorwärmsysteme31
2.6.3.3Reduzierung der Literleistung32
2.7Versuchsbeschreibung34
2.7.1Der Versuchsmotor im KFZ Labor34
2.7.2Die Prüfstandsoftware35
2.7.3Technische Daten des Versuchsmotors37
2.7.4Der Versuchsmotor im Längsschnitt38
2.7.5Der Versuchsmotor im Querschnitt39
2.7.6Die Ölwanne des Versuchsmotors40
2.7.7Schmierölzuführung des Versuchsmotors (Druckseite)41
2.7.8Schmierölförderung des Versuchsmotors (Saugseite)41
2.7.9Erwartungen der Untersuchungen41
2.7.9.1Verschleißreduzierung42
2.7.9.2Wirkungsgradverbesserung43
3.Konstruktion44
3.1Auswahl der Schmiermittelpumpe44
3.1.1Anforderungen an die elektrische Ölpumpe44
3.1.2Auswahl unter Berücksichtigung der Anforderungen46
3.2Auslegung der Hydraulik47
3.2.1E...
Bei bekannten Kraftfahrzeugmotoren wird der Schmierölhaushalt von einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Ölförderpumpe gewährleistet. Da der Schmierölförderdruck von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängig ist, wirkt sich die Start- und Auslaufphase des Motors ungünstig auf das Schmierverhalten aus und es treten Verschleißerscheinungen auf.
Eine elektrisch betriebene Ölförderpumpe hat in dieser Diplomarbeit für Abhilfe geschaffen. Der erforderliche Schmieröldruck wurde vor dem Starten des Motors erzeugt und beim Auslaufen des Triebwerks entsprechend lang erhalten, um den Verschleiß im Motor zu reduzieren.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein neu konstruiertes, elektrisch betriebenes Schmierölsystem gefertigt und an einem von Mercedes-Benz gestifteten Ottomotorder Baureihe M111 E23 im Prüfstandsbetrieb erprobt. Hierbei haben sich zudem beachtliche Veränderungen in Bezug auf den Wirkungsgrad, den Kraftstoffverbrauch und den Motorverschleiß ergeben. Untersuchungen wurden bei unterschiedlicher Viskosität/Temperatur des Schmiermediums, sowie unterschiedlichen Lastzuständen des Motors durchgeführt. Ebenso ist untersucht worden, ob der Einbau einer elektrischen Pumpe zu einer Gesamtwirkungsgradverbesserung des Motors führt, da die drehzahlabhängige mechanische Ölpumpe den überschüssigen, direkt in die Ölwanne zurückführenden Ölstrom erwärmt.
Gesponsert wurde die elektrische Ölpumpe von der Pumpenfabrik STOZ GmbH Weingarten, welche über umfangreiches Wissen und Erfahrung auf dem Hydrauliksektor verfügt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Verzeichnisse2
1.1Inhaltsverzeichnis2
1.2Abbildungsverzeichnis6
1.3Verzeichnis der Diagramme8
1.4Verzeichnis der Tabellen8
2.Einleitung und Grundlagen9
2.1Vorwort9
2.2Beschreibung der Diplomarbeit10
2.3Allgemeine Grundlagen10
2.3.1Die Probleme mit der Reibung10
2.3.2Probleme während der Startphase des Verbrennungsmotors10
2.3.3Probleme während der Auslaufphase12
2.3.4Probleme bei Fahrzeugen mit Abgasturboladern15
2.3.5Zeitliche Betrachtung eines Motorkaltstarts16
2.4Derzeitiger Stand derSchmiertechnik17
2.4.1Viertaktverfahren18
2.4.1.1Druckumlaufschmierung18
2.4.1.2Trockensumpfschmierung18
2.4.2Zweitaktverfahren19
2.4.2.1Mischungsschmierung19
2.4.2.2Frischölschmierung19
2.5Unterscheidungen bei der Druckumlaufschmierung19
2.5.1Hydrodynamische Schmierung20
2.5.2Hydrostatische Schmierung21
2.5.3Direkter Vergleich der beiden Schmiersysteme23
2.6Ursachen, Folgen und Reduzierung des Verschleißes25
2.6.1Ursachen des Verschleißes25
2.6.2Die Folgen der Festkörperreibung26
2.6.3Reduzierung des Verschleißes27
2.6.3.1Verschleißreduzierung durch Additive28
2.6.3.2Verschleißreduzierung durch Vorwärmsysteme31
2.6.3.3Reduzierung der Literleistung32
2.7Versuchsbeschreibung34
2.7.1Der Versuchsmotor im KFZ Labor34
2.7.2Die Prüfstandsoftware35
2.7.3Technische Daten des Versuchsmotors37
2.7.4Der Versuchsmotor im Längsschnitt38
2.7.5Der Versuchsmotor im Querschnitt39
2.7.6Die Ölwanne des Versuchsmotors40
2.7.7Schmierölzuführung des Versuchsmotors (Druckseite)41
2.7.8Schmierölförderung des Versuchsmotors (Saugseite)41
2.7.9Erwartungen der Untersuchungen41
2.7.9.1Verschleißreduzierung42
2.7.9.2Wirkungsgradverbesserung43
3.Konstruktion44
3.1Auswahl der Schmiermittelpumpe44
3.1.1Anforderungen an die elektrische Ölpumpe44
3.1.2Auswahl unter Berücksichtigung der Anforderungen46
3.2Auslegung der Hydraulik47
3.2.1E...
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