Modulhandbuch

Mechatronik und Robotik (MMR)

Emissionsarme Verbrennungsmotoren

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen Thermodynamik, Strömungslehre, Kraft- und Arbeitsmaschinen, Technische Mechanik I bis III, Maschinenelemente

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Lernziele:
Im Modul werden die Grundlagen der motorischen Arbeitsprozesse (Gemischbildung, Ladungswechsel, Verbrennung) der konstruktive Aufbau der Motoren (z. B. Kurbeltriebskinematik, Massenausgleich) und Motorsteuerung vermittelt. Es werden die Schadstoffentstehung, Maßnahmen zur Minderung der Schadstoffemissionen durch innermotorische und Nachbehandlungsverfahren und der Einsatz von alternativen Kraftstoffen und Brennverfahren behandelt. Vertiefte thermodynamische Kenntnisse werden vermittelt.

Kompetenzen:
Nach der Teilnahme an der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage:

  •  sicher den grundlegenden Aufbau von Verbrennungsmotoren, den konstruktiven Aufbau der einzelnen Komponenten und deren Bezeichnungen im beruflichen Umfeld zu erläutern und anzuwenden.
  • sicher mit motorischen Fachbegriffen und Kenngrößen umzugehen, Ansätze zur Optimierung des Wirkungsgrades zu erläutern und außerdem einen Überblick über Aufladesysteme, Kraftstoffe und Abgasemissionen zu geben.
  • die Einflussgrößen auf die motorischen Verluste zu verstehen und dadurch Ansatzpunkte für die Senkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs herzuleiten.
  • die qualitativen und quantitativen Zusammenhänge von Arbeitsverfahren und Wirkungsgraden verschiedener Motorarten darstsellen.
  • Wissen über die Auslegung, das mechanische und thermodynamische Betriebsverhalten und Ähnlichkeitsbeziehungen anwenden, um ausgeführte Motoren zu erläutern, zu bewerten und im beruflichen Umfeld mit zu entwickeln.
  • die Kräfte und Momente sowie die resultierenden Bewegungen der Bauteile des Kurbel- und Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors einzuschätzen und ihren Einfluss auf Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems zu bewerten.
  • das gängige Vorgehen zur Auslegung von Massenausgleichssystemen für Verbrennungsmotoren auf verschiedene übliche Motorbauformen anzuwenden.
  • Anlagen anwendungsbezogen auszuwählen und konstruktive sowie betriebliche Probleme zu bewerten.
Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75
Selbststudium / Gruppenarbeit: 135
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Emissionsarme Verbrennungsmotoren: Klausurarbeit, 90 Min.
Labor emissionsarme Verbrennungsmotoren: Laborarbeit 

 

Leistungspunkte Noten

Emissionsarme Verbrennungsmotoren: 5 ECTS
Labor emissionsarme Verbrennungsmotoren: 2 ECTS

Modulverantwortlicher

Prof. Dip.-Ing. Claus Fleig

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Master-Studiengang MMR

Veranstaltungen

Emissionsarme Verbrennungsmotoren

Art Vorlesung
Nr. M+V2014
SWS 4.0
Lerninhalt

Diese Vorlesung befasst sich vor allem mit den innermotorischen Prozessen für die Gemischbildung, den Ladungswechsel und die diesel- und ottomotorische Verbrennung. Es werden einfache Auslegungsrechnungen und -regeln auf der Basis von aktuellen Motorenkonzepten behandelt.

Aufgeteilt ist der Vorlesungsinhalt in fünf Blöcke zu den folgenden Themen:

  •  Aufbau und konstruktive Eigenschaften von Verbrennungsmotoren
  • Thermodynamische und gasdynamische Auslegung, Saugrohrauslegung, Ladungswechsel bei Zweitaktmotoren
  • Konstruktion Grundmotor
  • Gemischbildung und Verbrennung beim Ottomotor, GDI-Technologie
  • Gemischbildung und Verbrennung beim Dieselmotor
  • Betriebsstoffe und Betriebsprüfverfahren 
  • Konstruktive Auslegung des Ladungswechsels (Brennraum, Ventilsteuerung und Nockenauslegung) 
  • Konstruktive Auslegung des Kurbeltriebes (Kurbelwelle, Pleuel, Kolben) 
  • Kühlung (Kühlungsarten, Flüssigkeitskühlung, Luftkühlung, Auslegung) 
  • Schmiersystem (Einteilung, Eigenschaften, Anforderungen) 
  • Ausgeführte Motoren / Sondermotoren (Rennmotoren, Flugmotoren, Motoren für handgeführte Geräte, Motoren für Geländefahrzeuge, Hybridantriebe) 
  • Hilfsaggregate und (Zuliefer-) Systeme (Themen sind z.B. Wasserkühler, Kühler/Lüftereinheiten, Luft- und Ölfilter, Ölpumpen, Auspuffanlagen mit Katalysatoren und Ansauganlagen)
Literatur
  • achkunde Kraftfahrzeugtechnik, Autorenkollektiv (Europa-Lehrmittel, 2000)
  • Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Robert Bosch GmbH (Hrsg.) (VDI Verlag Düsseldorf, 1991)
  • Kraftfahrzeugmotoren, Volkmar Küntscher (Vogel Fachbuch, 2005)
  • Messen an Verbrennungsmotoren, Heinz Grohe (Vogel Fachbuch, 1986)
  • Motorenmeßtechnik, Kuratle, Rolf (Vogel Fachbuch, 1995)
  • Skript Verbrennungsmotoren, Kuhnt, H.-W. (Hochschule Offenburg, 2000)

Labor Emissionsarme Verbrennungsmotoren

Art Labor
Nr. M+V2015
SWS 1.0