MF42 – Verbrennungsmotoren

Modul
Verbrennungsmotoren
Combustion Engines
Modulnummer
[MF42]
Version: 2
Fakultät
Maschinenbau
Niveau
Diplom
Dauer
2 Semester
Turnus
2 Semester, Start Sommersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse
gennadi.zikoridse(at)htw-dresden.de
Dozent/-in(nen)

Dr.-Ing. Peter Pfeiffer
peter.pfeiffer(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Kolbenmaschinen"

Prof. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse
gennadi.zikoridse(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Verbrennungsmotoren 1" ,"Verbrennungsmotoren 2"
Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Kolbenmaschinen"

Deutsch
in "Verbrennungsmotoren 1"

Deutsch
in "Verbrennungsmotoren 2"
ECTS-Credits

8.00 Credits
2.00 Credits in "Kolbenmaschinen"
2.50 Credits in "Verbrennungsmotoren 1"
3.50 Credits in "Verbrennungsmotoren 2"
Workload

240 Stunden
60 Stunden in "Kolbenmaschinen"
75 Stunden in "Verbrennungsmotoren 1"
105 Stunden in "Verbrennungsmotoren 2"
Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (5.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum)
1.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung) in "Kolbenmaschinen"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in "Verbrennungsmotoren 1"
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Verbrennungsmotoren 2"
Selbststudienzeit

150.00 Stunden
45.00 Stunden in "Kolbenmaschinen"
45.00 Stunden in "Verbrennungsmotoren 1"
60.00 Stunden in "Verbrennungsmotoren 2"
Prüfungsvorleistung(en)

Beleg
in "Verbrennungsmotoren 1"

Praktikum
in "Verbrennungsmotoren 2"
Prüfungsleistung(en)

Alternative Prüfungsleistung - Test
Prüfungsdauer: 60 min | Wichtung: 25%
in "Kolbenmaschinen"

Schriftliche Prüfungsleistung
Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 25%
in "Verbrennungsmotoren 1"

Schriftliche Prüfungsleistung
Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 50%
in "Verbrennungsmotoren 2"
Lehrform
Kolbenmaschinen:
  • Vorlesung
Verbrennungsmotoren 1:
  • Vorlesung
Verbrennungsmotoren 2:
  • Vorlesung
  • Praktikum
Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung
Kolbenmaschinen:

1. Einführung

  • Aufgaben und Bedeutung
  • Einteilung in Strömungs- und Verdrängerarbeitsmaschinen
  • Einteilung

2. Grundlagen der Strömungsarbeitsmaschinen

  • Aufbau und Wirkungsweise
  • Laufradformen
  • Stutzenarbeit
  • Strömung und Energieumsatz im Laufrad
  • Einfluss von Schaufelzahl und Schaufeldicke
  • Verluste und Wirkungsgrade
  • Bestimmung der Hauptdaten eines Pumpenlaufrades
  • Kavitation bei Kreiselpumpen
  • NPSH-Wert von Pumpe und Anlage
  • Mittel zur Verbesserung der Saugfähigkeit
  • Ähnlichkeitsbeziehungen und Kennzahlen
  • Betriebsverhalten von Kreiselpumpen: Kennlinien, Regelung, Radanpassung
  • Kreiselpumpenbauarten

3. Turboverdichter, Gebläse, Ventilatoren

  • Bauarten und ausgeführte Konstruktionen
  • thermodynamische Besonderheiten
  • ungekühlte und gekühlte Verdichtung
  • Verluste und Wirkungsgrade
  • Leistungen, Kennlinien, Betriebs- und Regelverhalten
  • Pumpgrenze und Abreißströmung
  • Verdichtung von feuchten Gasen
  • Einfluss der Stoffgrößen auf die Baugröße von Turboverdichtern

4. Verdrängerarbeitsmaschinen

  • Hubkolbenpumpe
  • Zahnradpumpe
  • Drehkolbenpumpe
  • Ausführungsbeispiele
  • Kolbenverdichter
  • Rotationsverdichter (Roots-Gebläse, Drehkolbenverdichter)
  • Ausführungsbeispiele
Verbrennungsmotoren 1:

1. Einführung und Einteilung

  • Eigenschaften, Anwendungen, Umweltprobleme, Zukunftsaussichten
  • Einteilung der Verbrennungsmotoren
  • Unterscheidungsmerkmale (Kraftstoff, Triebwerk, Arbeitszylinder, Verwendungszweck)
  • Abgasgesetzgebung

2. Thermodynamische Grundlagen der Verbrennungsmotoren

  • Einteilung u. Entwicklung von Wärmekraftmaschinen
  • Kenngrößen und Kennfelder der Verbrennungsmotoren
  • Kreisprozesse
  • Realprozess
  • Prozessrechnung am realen Motor
  • Thermodynamische Betrachtungen zur Energieumsetzung in Verbrennungsmotoren
  • Energieströme bei der Verbrennungskraftmaschine
  • Energiebilanz
  • Wärmestrom im Verbrennungsmotor

3. Gemischbildung, Zündung und Verbrennung im Dieselmotor

  • Abgaszusammensetzung und Toxizität der Schadstoffe
  • Schadstoffentstehung
  • Zündung und Verbrennung im Dieselmotor
  • Gemischbildung
  • Einspritzsysteme
  • Einspritzdüsen und Düsenhalter
  • Maßnahmen zur Schadstoffreduktion

4. Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren

  • Emissionsgesetzgebung
  • Abgasnachbehandlungssysteme
  • DOC, DPF und DeNOx
  • Mehrstufige Abgasnachbehandlung
  • Beispiele der kombinierten Systeme
  • Rahmenbedingungen für Funktionalität
Verbrennungsmotoren 2:

1. Grundlagen

  • grundsätzliche thermodynamische Überlegungen
  • Eigenschaften, Anwendungen, Umweltprobleme, Zukunftsaussichten
  • Abgasgesetzgebung

2. Gemischbildung, Zündung und Verbrennung im Ottomotor

  • theoretische Anforderungen an die Gemischbildung und praktische Umsetzung
  • Vergaser
  • Zentraleinspritzung
  • Multipoint- Einspritzung
  • Aufbau der Komponenten des Einspritzsystems, Sensorik, Wirkungsweise
  • Benzindirekteinspritzung
  • luftgeführt, wandgeführt, strahlgeführt
  • Brennräume
  • Zündung und Verbrennung
  • Zündungsphase
  • Phasen der Verbrennung
  • Einflüsse auf die Verbrennung, Flammgeschwindigkeit
  • normale und anormale Verbrennung beim Ottomotor

3. Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren

  • Entstehung
  • Abgaszusammensetzung und Schadstoffe
  • Maßnahmen zur Verringerung
  • Abgasnachbehandlungssysteme

4. Ladungswechsel und Steuerorgane

  • Ladungswechsel und Steuerorgane bei Zwei- und Viertaktmotoren
  • Ventilsteuerung
  • Drosselregerung

5. Kraft- und Schmierstoffe für Ottomotoren

  • Zusammensetzung
  • charakteristische Merkmale, chemische Eigenschaften, Siedekennlinie
  • Anforderungen an Motoröle
  • Kühl- und Schmiersystem

6. Aufladung

  • Verfahren der Aufladung
  • Abgasturbolader
  • Ladeluftkühlung
Qualifikationsziele
Kolbenmaschinen:

Die Studierenden sind mit den wesentlichen thermodynamischen und mechanischen Prozessen sowie mit den Kennfeldern und Kenngrößen von Kolbenpumpen und -verdichtern vertraut und können sie für deren Auslegung anwenden bzw. verwenden. Die Lehrveranstaltung vermittelt sowohl Fachkompetenz als auch Methodenkompetenz auf diesem Gebiet unter Einbeziehung praxisbezogener Beispiele. Die Studierenden erhalten einen Einblick in die technischen Details und Entwicklungsschwerpunkte der Verbrennungsmotoren und sind in der Lage neue Entwicklungen bezüglich der technischen, wirtschaftlichen und umweltpolitischen Aspekte zu verstehen und zu beurteilen. Sie sind befähigt zur fachlichen Kommunikation mit Spezialisten aus der Motorentechnik.

Verbrennungsmotoren 1:

Die Studierende sind mit den wesentlichen thermodynamischen und mechanischen Prozessen sowie mit den Kennfeldern und Kenngrößen von Kolbenpumpen und -verdichtern vertraut und können sie für deren Auslegung anwenden bzw. verwenden. Die Lehrveranstaltung vermittelt sowohl Fachkompetenz als auch Methodenkompetenz auf diesem Gebiet unter Einbeziehung praxisbezogener Beispiele. Die Studierenden erhalten einen Einblick in die technischen Details und Entwicklungsschwerpunkte der Verbrennungsmotoren und sind in der Lage neue Entwicklungen bezüglich der technischen, wirtschaftlichen und umweltpolitischen Aspekte zu verstehen und zu beurteilen. Sie sind befähigt zur fachlichen Kommunikation mit Spezialisten aus der Motorentechnik.

Verbrennungsmotoren 2:

Die Studierende sind mit den wesentlichen thermodynamischen und mechanischen Prozessen sowie mit den Kennfeldern und Kenngrößen von Kolbenpumpen und -verdichtern vertraut und können sie für deren Auslegung anwenden bzw. verwenden. Die Lehrveranstaltung vermittelt sowohl Fachkompetenz als auch Methodenkompetenz auf diesem Gebiet unter Einbeziehung praxisbezogener Beispiele. Die Studierenden erhalten einen Einblick in die technischen Details und Entwicklungsschwerpunkte der Verbrennungsmotoren und sind in der Lage neue Entwicklungen bezüglich der technischen, wirtschaftlichen und umweltpolitischen Aspekte zu verstehen und zu beurteilen. Sie sind befähigt zur fachlichen Kommunikation mit Spezialisten aus der Motorentechnik.
Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Keine Angabe
Empfohlene Voraussetzungen
  • Technische Thermodynamik
  • Technische Mechanik
  • Mathematik und Physik
Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
  • Herbert Gebhardt: Arbeitsweise und Berechnung von Kolbenpumpen und Kolbenverdichtern, Eine Einführung in ihre konstruktiven Grundlagen. : Fachbuchverlag Leipzig, 1958
  • Wolfgang Eifler, Eberhard Schlücker, Ulrich Spicher, Gotthard Will Küttner Kolbenmaschinen: Kolbenpumpen, Kolbenverdichter, Brennkraftmaschinen, Vieweg+Teubner Verlag, 7. Auflage 2009
  • van Basshuysen & Schäfer, Handbuch Verbrennungsmotor, Grundlagen, Komponente-, Vieweg Verlag
  • van Basshuysen, Handbuch Verbrennungsmotoren, 3. Auflage, ISBN 3-528-23933-6, Wiesbaden 2005
  • Pischinger, R.; Kraßnig, G.; Taucar, G.; Sams, Th.: Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine Neue Folge Band 5. Wien: Springer 1989
  • Zikoridse, G.: Abgasnachbehandlung für Otto - und Dieselmotoren, Vorlesungsunterlagen, 2013
  • Zikoridse, G.: Verbrennungsmotoren I und II, Vorlesungsunterlagen, 2013
  • Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Handbuch, 25. Aufl. Wiesbaden: Vieweg, 2004
  • van Basshuysen, Ottomotor mit Direkteinspritzung, ATZ/MTZ-Fachbuch, 1. Auflage, 2007
Aktuelle Lehrressourcen

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar

⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau
Hinweise
Keine Angabe
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
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