M268 – Verbrennungsmotoren

Modul
Verbrennungsmotoren
Combustion Engines
Modulnummer
M268 [MFN 03]
Version: 2
Fakultät
Maschinenbau
Niveau
Bachelor/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" ,"Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Kolbenmaschinen"

Deutsch
in "Verbrennungsmotoren 1"

Deutsch
in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
ECTS-Credits

5.00 Credits
1.00 Credits in "Kolbenmaschinen"
2.00 Credits in "Verbrennungsmotoren 1"
2.00 Credits in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Workload

150 Stunden
30 Stunden in "Kolbenmaschinen"
60 Stunden in "Verbrennungsmotoren 1"
60 Stunden in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Lehrveranstaltungen

4.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung)
1.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung) in "Kolbenmaschinen"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in "Verbrennungsmotoren 1"
1.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung) in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Selbststudienzeit

90.00 Stunden
15.00 Stunden in "Kolbenmaschinen"
30.00 Stunden in "Verbrennungsmotoren 1"
45.00 Stunden in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Prüfungsvorleistung(en)
Keine
Prüfungsleistung(en)

Alternative Prüfungsleistung - Schriftliche Leistungskontrolle
Prüfungsdauer: 80 min | Wichtung: 25% | nicht kompensierbar
in "Kolbenmaschinen"

Schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 120 min | Wichtung: 75% | nicht kompensierbar
in "Nutzfahrzeugdieselmotoren"
Lehrform
  • Vorlesung
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
  • Thermodyn. 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
Nutzfahrzeugdieselmotoren:

1. Einführung und Einteilung

  • Anforderungen
  • Abgasgesetzgebung

2. Thermodynamische Grundlagen

3. Motorische Kennzahlen und Betriebsparameter

4. Grundlagen

  • Einspritzung, Gemischbildung und Verbrennung
  • Einspritzsysteme
  • Gemischbildungsverfahren
  • Verbrennungsprozess im Dieselmotoren

5. Entstehungsursachen und Begrenzungsmöglichkeiten für Schadstoffemissionen beim Nutzfahrzeugdieselmotoren

  • Einfluss des Betriebszustandes des Motors
  • Schadstoffemissionen im Dieselmotoren
  • Vorschriften zur Emissionsbegrenzung
  • Abgasnachbehandlungssysteme

6. Aufladung der Nfz-Dieselmotoren

  • Verfahren der Aufladung
  • Abgasturbolader
  • Ladeluftkühlung

7. Kraft- und Schmierstoffe

  • Kraftstoffqualitäten
  • Anforderungen an Motoröle
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.

Die Studierenden erhalten einen Einblick in die technischen Details und Entwicklungsschwerpunkte der Nutzfahrzeugdieselmotoren 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 Nutzfahrzeugmotorentechnik.

Verbrennungsmotoren 1:

Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse über die Funktionsweise der Verbrennungsmotoren mit thematischen Schwerpunkt Diesel-Motoren. Sie erlangen Kenntnisse über die Zusammenhänge der innermotorischen Vorgänge. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Zusammenhänge in der angewandten Thermodynamik zu erkennen. Sie erhalten einen Einblick in die  grundsätzliche thermodynamische Überlegungen, Gemischbildung und Verbrennung, der Brennverlauf und sein Einfluss auf den Arbeitsprozess, tatsächliches Indikatordiagramm, Entflammung von Kohlenwasserstoffen, Abgasemissionen von Dieselmotoren und Abgasnachbehandlung.

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.

Nutzfahrzeugdieselmotoren:

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.

Die Studierenden erhalten einen Einblick in die technischen Details und Entwicklungsschwerpunkte der Nutzfahrzeugdieselmotoren 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 Nutzfahrzeugmotorentechnik.
Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Keine Angabe
Empfohlene Voraussetzungen
  • Technische Thermodynamik
  • Technische Mechanik
  • Mathematik und Physik
Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
Kolbenmaschinen:
  • Zikoridse, G.: Abgasnachbehandlung für Otto - und Dieselmotoren, Vorlesungsunterlagen, 2013
  • Zikoridse, G.: Verbrennungsmotoren I, Vorlesungsunterlagen, 2009
  • Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Dieselmotor-Management, 3. Auflage, 2002
  • Mollenhauer, K.: Handbuch Dieselmotoren, Springer-Verlag 1997
  • Pischinger, F.: Verbrennungsmotoren, Vorlesungsumdruck, RWTH-Aachen Band I, II. 11. Auflage Aachen: Selbstverlag 1990
  • Basshuysen, Richard van; Schäfer, Fred Shell Lexikon Verbrennungsmotoren; Ein Supplement der ATZ und MTZ, Folge 5-53 Wiesbaden: Vieweg, 1995-2000
  • van Basshuysen, Handbuch Verbrennungsmotoren, 3. Auflage, ISBN 3-528-23933-6, Wiesbaden 2005
  • Hoepke, E., et al.: Nutzfahrzeugtechnik, Vieweg Verlag, 2002
  • 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 10. van Basshuysen & Schäfer, Handbuch Verbrennungsmotor, Grundlagen, Komponente-, Vieweg Verlag
  • Pischinger, R.; Kraßnig, G.; Taucar, G.; Sams, Th.: Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine Neue Folge Band 5. Wien: Springer 1989
  • Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Handbuch, 25. Aufl. Wiesbaden: Vieweg, 2004
Verbrennungsmotoren 1:
  • 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
Nutzfahrzeugdieselmotoren:
  • Zikoridse, G.: Abgasnachbehandlung für Otto - und Dieselmotoren, Vorlesungsunterlagen, 2013
  • Zikoridse, G.: Verbrennungsmotoren I, Vorlesungsunterlagen, 2013
  • Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Dieselmotor-Management, 3. Auflage, 2002
  • Mollenhauer, K.: Handbuch Dieselmotoren, Springer-Verlag 1997
  • Pischinger, F.: Verbrennungsmotoren, Vorlesungsumdruck, RWTH-Aachen Band I, II. 11. Auflage Aachen: Selbstverlag 1990
  • Basshuysen, Richard van; Schäfer, Fred Shell Lexikon Verbrennungsmotoren; Ein Supplement der ATZ und MTZ, Folge 5-53 Wiesbaden: Vieweg, 1995-2000
  • van Basshuysen, Handbuch Verbrennungsmotoren, 3. Auflage, ISBN 3-528-23933-6, Wiesbaden 2005
  • Hoepke, E., et al.: Nutzfahrzeugtechnik, Vieweg Verlag, 2002
  • 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 10. van Basshuysen & Schäfer, Handbuch Verbrennungsmotor, Grundlagen, Komponente-, Vieweg Verlag
  • Pischinger, R.; Kraßnig, G.; Taucar, G.; Sams, Th.: Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine Neue Folge Band 5. Wien: Springer 1989
  • Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Handbuch, 25. Aufl. Wiesbaden: Vieweg, 2004
Aktuelle Lehrressourcen

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

⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau
Hinweise

Alle Prüfungsleistungen des Moduls müssen mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bestanden werden.
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/7454752775
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