M411 – Fundamentals of Hydraulics and Pneumatics / Reciprocating Engines

Module
Fundamentals of Hydraulics and Pneumatics / Reciprocating Engines
Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik / Kolbenmaschinen
Module number
M411
Version: 1
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
1 Semester
Semester
Winter semester
Module supervisor

Prof. Dr.-Ing. Torsten Berg
torsten.berg(at)htw-dresden.de

Lecturer(s)

Prof. Dr.-Ing. Torsten Berg
torsten.berg(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"

Dipl.-Ing. Holger Kühne
holger.kuehne(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"

Prof. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse
gennadi.zikoridse(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Kolbenmaschinen"

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

Course language(s)

German
in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"

German
in "Kolbenmaschinen"

ECTS credits

5.00 credits
3.00 credits in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"
2.00 credits in "Kolbenmaschinen"

Workload

150 hours
90 hours in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"
60 hours in "Kolbenmaschinen"

Courses

6.00 SCH (4.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar | 1.00 SCH Internship)
4.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar | 1.00 SCH Internship) in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"
2.00 SCH (2.00 SCH Lecture) in "Kolbenmaschinen"

Self-study time

60.00 hours
30.00 hours in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"
30.00 hours in "Kolbenmaschinen"

Pre-examination(s)
None
Examination(s)

Alternative examination - Practical laboratory course
Weighting: 20% | not to be compensated
in "Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik"

Written examination
Module examination | Examination time: 150 min | Weighting: 80% | not to be compensated
in "Kolbenmaschinen"

Form of teaching
Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik:
  • Vorlesung
  • Übung
  • Praktikum
Kolbenmaschinen:
  • Vorlesung
Media type
No information
Instruction content/structure
Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik:
  • Aufbau, Darstellung und Wirkprinzip hydraulischer Anlagen
  • Gesetzmäßigkeiten und Berechnungsgrundlagen in der Fluidtechnik
  • Grundstrukturen hydraulischer Kreisläufe
  • Übersicht über Pumpen und Motoren
  • Ventile in der Hydraulik
  • Druckflüssigkeiten, Filtertechnik
  • Einführung in die Pneumatik
  • Praktikum (5 Versuche)
Kolbenmaschinen:

1.    Gemeinsame Eigenschaften der Kolbenmaschinen, Einteilung

  • Eigenschaften, Anwendungen, Umweltprobleme, Zukunftsaussichten
  • Arten und Wirkungsweise, Arbeitsverfahren
  • Einteilung Pumpen und Verdichter
  • Einteilung der Verbrennungsmotoren
  • Unterscheidungsmerkmale (Kraftstoff, Triebwerk, Arbeitszylinder, Verwendungszweck, etc.)
  • Abgasgesetzgebung

2.    Thermodynamische Grundlagen der Verbrennungsmotoren

  • Einteilung u. Entwicklung von Wärmekraftmaschinen
  • Thermodynamische Betrachtungen zur Energieumsetzung in Verbrennungsmotoren
  • Kenngrößen, Kennfelder und Last, Wirkungs- und Gütegrade
  • Grundlagen der motorischen Arbeitsprozesse (idealisierte Prozesse, Vergleichsprozesse, reale Prozesse)
  • Wärmestrom im Verbrennungsmotor

3.    Gemischbildung, Zündung und Verbrennung im Dieselmotor

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

4.    Gemischbildung, Zündung und Verbrennung im Ottomotor

  • Vergaser, Saugrohreinspritzung
  • Benzindirekteinspritzung
  • Zündung und Verbrennung
  • Schadstoffentstehung
  • Abgasnachbehandlung

5.   Aufladung

  • Verfahren der Aufladung
  • Abgasturbolader
  • Ladeluftkühlung

6.    Triebwerk der Verbrennungsmotoren – Kolben und Bauteile   des Zylinderkurbelgehäuses

  • Kurbelgetriebe von Verbrennungsmotoren
  • Bauteile der Verbrennungsmotoren-Grundlagen der Kinematik
  • Kurbelgehäuse
  • Mechanische Beanspruchung
  • Massenausgleich eines Einzylindermotors
Qualification objectives
Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik:

Erwerben von Kenntnissen über:

  • grundlegende Gesetzmäßigkeiten in der Fluidtechnik;
  • Auslegung und Berechnung hydraulischer Grundschaltungen;
  • Aufbau, Einsatz und Wirkungsweise von Hydraulikpumpen und - motoren;
  • einfache pneumatische und hydraulische Schaltungen.
Kolbenmaschinen:

Die Studierenden sollen durch die erworbenen Kenntnisse in der Lage sein, die Arbeitsweise, die verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten und die Problematik der Kolbenmaschinen (wie Kompressoren, Verbrennungsmotoren usw.) zu verstehen und zu beurteilen. Sie sind mit den wesentlichen thermodynamischen und mechanischen innen ablaufenden Prozessen sowie mit den Kennfeldern und Kenngrößen dieser Maschinen vertraut und können sie für deren Auslegung anwenden bzw. verwenden.

Die Lehrveranstaltung vermittelt sowohl Fachkompetenz als auch Methodenkompetenz auf dem Gebiet Kolbenmaschinen unter Einbeziehung praxisbezogener Beispiele.

Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites

Grundlegende mathemathische und physikalische Kenntnisse

  • Technische Thermodynamik
  • Technische Mechanik
  • Mathematik und Physik
Continuation options

Rechnen und Konstruieren in der Hydraulik

Literature
Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik:
  • Will, Gebhardt: "Hydraulik" Springer, 2014;
  • Bauer: "Ölhydraulik" SpingerVieweg Verlag, 2011;
  • Matthies, Renius: "Einführung in die Ölhydraulik"", Vieweg+Teubner-Verlag, 2011
  • BoschRexroth: "Der Hydraulik-Trainer Bd.1"
  • Grollius: "Grundlagen der Pneumatik" Fachbuchverlag Leipzig, 2009
Kolbenmaschinen:
  • Küttner, K.-H. Kolbenmaschinen, K.-H. Küttner, Teubner Stuttgart Verlag
  • Pischinger, R.; Kraßnig, G.; Taucar, G.; Sams, Th.: Thermodynamik  der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine Neue Folge Band 5. Wien: Springer 1989
  • van Basshuysen & Schäfer Handbuch Verbrennungsmotor, Grundlagen, Komponenten, Vieweg Verlag
  • Urlaub, A. Verbrennungsmotoren, Springer Verlag
  • MTZ - Motortechnische Zeitschrift, Vieweg Verlag
  • Maass u.a. Kräfte und Momente und deren Ausgleich in den VKM; Springer Verlag
Current teaching resources

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Notes
No information