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Bild 9 - Aufbau und Funktion Valvetronic 

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Bild 3 - Verstellung nach Betriebszustand 

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Bild 2 - Kennfeld Nockenwellenverstellung 

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Füllungsoptimierung
Durch Füllungsoptimierung wird die Füllung der Zylinder mit Frischgasen über einen möglichst großen Drehzahlbereich verbessert. Dies kann durch aufladung oder variable Motorsteuerung geschehen.

Ventiltrieb
Der herkömmliche Ventiltrieb ist auf eine Drehzahl ausgelegt, bei der der Motor sein maximales Drehmoment abgibt. Durch schlechtere Zylinderfüllung nimmt das Drehmoment bei Erhöhung der Drehzahl wieder ab.
Durch längeres öffnen der Ventile verbessert sich die Zylinderfüllung bei hohen Drehzahlen. Bei niedrigen sorgt dies allerdings für einen schlechten Motorlauf.
Daher greift man auf variable Motorsteuerung zurück. Es wird zwischen folgenden Systemen unterschieden:

Nockenwellenverstellung
Mit ihr kann die Position der Einlassnockenwelle und ggf. der Auslassnockenwelle zur Kurbelwelle verändert werden. (Bild1)
Wann und wie die Nockenwelle verstellt wird ist im Motorsteuergerät mit Kennfeldernn hinterlegt. (Bild 2 und 3)

Verstellbarer Kettenspanner (VarioCam)
Beim VarioCam treibt die Auslassnockenwelle die Einlassnockenwelle über einen Kettentrieb an.
Der Kettenspanner lässt sich mit einem Ventil hydraulisch verstellen. Für die Frühstellung wird der Hydraulikzylinder in die untere Position gefahren. Dadurch wird der obere Kettenstrang verkürzt und der untere verlängert. (Bild 4)

Flügelzellenversteller (VaneCam, Variocam)
Beim VarioCam können beide Nockenwellen separat verstellt werden.
Es besteht, pro Nockenwelle, aus einem Außenrotor, der über Kettenrad und Kette von der Kurbelwelle angetrieben wird. In ihm sind die Ölräume untergebracht.
In dem Außenrotor befindet sich der Innenrotor. Er ist fest mit der Nockenwelle verbunden.
Zur Steuerung des Öldrucks sind die Verstellventile zuständig. Sie werden vom Steuergerät angetaktet und verteilen den Öldruck je nachdem wie die Nocken gestellt werden sollen.
Hallgeber liefern das Signal für die Stellung der Einlass- und Auslassnockenwelle. (Bild 5 und 6)

Variabler Ventiltrieb
Bei einem variablen Ventiltrieb werden Ventilöffnungsdauer und Ventilöffnungs-querschnitt dem Betriebszustand angepasst.

Verblocken der Schalthebel (VTEC)
Bei VTEC gibt es pro Ein- und Auslassseite 3 Nocken und 3 Schlepphebel. Die äußeren Nocken sind gleich. Der mittlere Nocken unterscheidet sich im Profil.
Die äußeren Schlepphebel sind fest mit den Ventilen verbunden. Der mittlere Nocken und der mittlere Schlepphebel laufen zunächst ohne feste Verbindung zu den Ventilen mit.
Über eine hydraulik können die Sperrschieber in den Schlepphebeln eine Verbindung herstellen. Die Ventile werden nun von dem mittleren Nocken angesteuert. (Bild 7 und 8)

Vollvariabler elektromechanischer Ventiltrieb (Valvetronic)
Die Valvetronic besteht aus einer variablen Nockenwellenverstellung und einer Einrichtung zur Ventilhubverstellung. Diese wiederum besteht aus einem Stellmotor, der über eine Exzenterwelle den Drehpunkt eines Zwischenhebels verlagern kann. Der Nocken betätigt hierbei den Zwischenhebel und nicht direkt den Schlepphebel.
Durch die Verlagerung des Drehpunktes ändert sich der Ventilhub. Der Ventilhub kann in einem Bereich von 0,3mm bis 9,7mm verstellt werden. (Bild 9)

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1. Losen der Steck-Verbindungen und den ausbau vom Öldruckschalter.

2. Das SST in der Befestigungsbohrung des Öldruckschalters anschließen.
3. Den Motor auf normale Betriebstemperatur bringen.

4. Den Öldruck bei den angegebenen Drehzahlen ablesen und notieren, dabei kann der Öldruck je nach Viskosität und Temperatur schwanken. Z.B. bei 3000 U/min beträgt der Öldruck 350 kPa bei einer Öltemperatur von 100°C

5. Den Motor abkühlen lassen

6. Das Manometer abziehen

7. Silikondichtmittel auf das Gewinde des Öldruckschalters auftragen und den Öldruckschalter wieder einbauen.

8. Steckverbinder wieder anschließen

9. Motor starten und auf Undichtigkeiten überprüfen.

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wenn bei einem Fahrzeug die Öldruckkontrollleuchtet leuchet kann es an einem defekten Öldruckpumpe, Öldruck Sensor, Öldruckschalter oder an zu wenig Öl liegen.

das auf dem bild dagestellte Schmierung nennt man auch Druckumlaufschmierung.
Ölpumpe saugt Öl von der Ölwanne fördert es durch leitungen und und Kanäle zur Schmierstelle des Motors von dort fließt es zu der Ölwanne zurück.

Die Aufgabe des öles in den Schmierstellen ist das es bildet ein Schmierfilm und nimmt denn Abrieb.

Wenn der Motor sofort nach dem Kaltstart mit hoher Drehzahl belastet wird, bildet sich keine Ausreichenden Schmierfilm. Erhöhter Verschleiß ist die Folge, da beim Kaltstart das Öl dickflüßig ist kann die erforderliche Menge nicht gefördert werden.

# data[].attributes.body
Aufgaben des Zahnriemens:
Er ist für den antrieb der Nockenwelle, damit das richtige öffnen der Ein u. Auslassventile gesichert ist und Antrieb der Nebenaggregate zuständig. Tritt hier ein Fehler auf, können Nockenwelle, Ventile, Kolben und Ventilführungen beschädigt werden.
Es gibt aber nicht nur eine Variante des Nockenwellenantriebs (Zahnriemen).

Verschiedene Nockenwellenantriebe:
-Zahnriemenantrieb
-Kettenantrieb
-Stirnradantrieb

Zahnriemen Montage:
Eine der wichtigsten Aufgaben im Werkstattaltag bezüglich der Motorsteuerung ist die richtige Montage des Zahnriemens.
Allgemein sind bei jeder Montage die Herstaller Angaben zu beachten aber es gibt allgemeine Vorgehensweisen an die man sich richten sollte.

1. Markierunge am Nockenwellenrad müssen mit der am Zahnriemenschutz oder Zylinderkopf übereinstimmen.
2. Die Kurbellwelle sollte dann auf OT Zyl. 1 stehen, dafür gibt es (meist an der Riemscheibe) im Kurbeltrieb Bereich des Motors eine Markierung.
3. Stimmt die Stellung von Nockenwelle und Kurbelwelle nicht schließen und öffnen sich die Einlassventile zum falschen Zeitpunkt. Das Resultat sind falsche Steuerzeiten (evtl. Motorschaden).
So läuft dann der Motor entweder unruhig, mit zu wenig Leistung oder garnicht.
Stimmt die Kurbelwellen und Nockenwellen Stellung kann diese (meist mit Fixierstiften) u. Spezialwerkzeug gesichert werden.
4. Mithilfe der Exzenterrolle wird der Zahnriemen entspannt und kann abgenommen werden.
5. Nun kann der neue Zahnriemen auf Nockenwellenrad, Spannrolle und Kurbelwellenrad aufgezogen werden.
6. Anschließend kann der Zahnriemen mit Hilfe der Exzenterrolle gespannt werden.
7. Die Mutter der Exzenterspannrolle wird dann mit dem Rep. Leitfaden angegebenen Drehmoment angezogen.
8. Als Kontrolle muss die Kurbelwelle zwei Umdrehungen verdreht werden, damit der erste Zylinder wieder auf OT steht.
Weil die Kurbelwelle bei einem 4-Taktmotor nach zwei Umdrehungen mit allen Zylindern, alle 4 Takte abgewickelt hat und seine Ausgangsposition wieder einnimmt.
So kann sichergestellt werden, dass die Zylinder nicht mit den Ventilen zusammen stoßen.
9. Stimmt die Makierung an der Exzenter Spannrolle nach den zwei Umdrehungen immer noch überein ist der Zahnriemen richtig montiert.

Errechnen des Rechnubgsbetrags.

AW müssen zusammen gerechnet werden und mit dem Stunden Satz werden dann die Arbeitskosten errechnet.

Ersatztrilkosten plus die Arbeitszeit Kosten ergeben dann die Brutto Reperaturkosten.

19% der Reperatur Kosten stellen dan den Betrag der MwSt.

MwSt. und Brutto Reperaturkosten zusammen gerechnet ergeben dann den Gesamt-Rechnungsbetrag.

Nils Würker, Riccardo Stratmann, Justin Knauss

# data[].attributes.body
1. Zylinderkopf Demontieren/montieren
2. Zylinderkopf prüfen
3. Nockenwellen prüfen

1. Zylinderkopf demontieren/montieren

(Montieren)
- Als erstes muss der Kolben des 1. Zylinders auf OT (Oberer Totpunkt) gestellt werden.
Danach die Kurbelwelle etwas zurückdrehen, damit der Kolbenboden nicht durch offen stehende Ventile beschädigt wird.

- Als nächstes muss der Zylinderkopf zentriert werden mit den Führungsbolzen in die vorderen äußeren Bohrungen. Die Führungsbolzen werden dort eingeschraubt.
-> das zentrieren mit den Führungsbolzen gewährleistet, dass der Zylinderkopf und die Dichtung in der richtigen Position montiert werden.
-> Führungsbolzen mit dem Ausdreher herausschrauben.
-> Dann wird die Zylinderkopfdichtung so aufgelegt, dass die Ersatzteilenummer lesbar ist.
-> Zylinderkopf aufsetzen und Zylinderkopfschrauben Handfeste anziehen.

- Das anziehen der Zylinderkopfschrauben:
-> Zuerst wird mit 40 NM von innen nach außen vorgezogen. (Reihenfolge von innen nach außen ist deshalb wichtig, weil dann der Zylinderkopf verzugfrei befestigt wird).
-> Dann werden alle schrauben um 90 grad gedreht und im Anschluss nochmal um 90 grad weiterdrehen.

(Demontieren)

- Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge
-> Schrauben werden von außen nach innen losgeschraubt.

2. Zylinderkopf prüfen

- Als aller erster Schritt wird der Zylinderkopf entfernt
- Zylinderkopf unbedingt reinigen und Dichtmasse entfernen.
- Zum prüfen wird die Fühlerlehre und ein Haarlineal verwendet.
Fühlerlehre unter Haarlineal durchführen und den spiel messen.
-> Maximaler Verzug darf nur 0,1mm betragen.

3. Nockenwellen prüfen

- Sollte der Zylinderkopf in Ordnung sein werden die Nockenwellen geprüft.
-> An den Nockenwellen werden Axialspiel und Radialspiel (zwischen Nockenwelle und Halter) geprüft.
-> Außerdem wird auch der Rundlauf geprüft.

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Variable Motorsteuerung 1(hydraulisch,mechanisch  ) 

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Variable Motorsteuerung 1(hydraulisch,mechanisch  ) 

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Hydraulische Motorsteuerung

Bauteile :

-Kettenrad

-Steuergehäuse

-Innenrotor

-Ölraum

-Ausenrotor

-Einlassnockenwelle

-Auslassnockenwelle

Bedeutung Variable Motorsteuerung Hydraulisch :
- Die nockenwelle lässt sich von der kurbelwelle hydraulisch verstellen.
- Das Ventilspiel wird auch hydraulisch verstellt.
-Die folgen sind das die Ventile früher bzw. später öffnen oder schließen

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Öldruck

Öldruckmessung:
Der Öldruck muss unmittelbar von der schnittstelle gemessen werden bei der messung geht man so vor.:
- Kabel abziehen und Öldruckschalter ausbauen.
- Prüfadapter einschrauben und mit Manometter verbinden.
- Motor Starten.

Öl druck steigt mit Zunehmender Drehzahl an. Ab ca. 500 1/min bleibt er bei ca. 5 Bar Konstant zu halten Öffnet das Öldruckventil bei Öldruck  von 4,9 Bar und leitet Öl direkt in die Ölwanne zurück. Bei zuhohem Öldruck wird der Motor undicht die Hydrostößel können sich aufpumpen und das sorgt für zu geringen Ventilspiel.

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Höhere Lebensdauer und Hoher Wirkungsgrad sind die Maßstäbe für unsere Ölpumpe

- Ölpumpen werden in der Regel Komplett ausgetauscht. Eine Überholung der Ölpumpe ist nicht vorgesehen.

- Ölpumpen haben eine Hohe Lebensdauer, die jedoch durchWartungsfehler, unzureichenden Ölqualität, Ölverdünnung,Schmutz oder durch Motorschäden verringert werden. Dadurch kann es nötig werden, die Ölpumpe vorzeitig auszutauschen.
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-Anzeichen an einer defekten Ölpumpe-

- Ist der Ansaugsieb verstopft wird zu gering Öl bei niedrigen Drehzahl gefördert

- Ist die Ölpumpe verschlißen ist der Öldruck bei niedriger Drehzahl zu gering wie wen der Überdruckventil nicht öffnet hat man zu hohen Öldruck bei hoher Drehzahl

- Wen der Überdruckventil nicht öffnet hat man zu höhen Öldruck bei hohen Drehzahl.

- Ist der Rückschlagventil undicht verzögert Öldruckaufbau Beim Start.

- Bei einem dreckigen Ölfilter gelangt dreck ins Öl Kreislauf

- Bei einem Verschmutzten Öldruckschalter erleuchtet der Öldruckkontrollleuchte bei hohem Öldruck

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Ölpumpe fördert das öl aus der Ölwanne durch Ölfilter und Ölkühler zu den Schmierstellen des Motors. Die Motorschmiersytem hat die Aufgabe , die Motorbauteile mit einer ausreichenden Menge an Schmieröl zu versorgen. Es stellt eine in sich Geschlossenes system dar, in dem das Öl einem Vielzahl von Aufgaben übernehmen muss.

- Schmierung aller gleitteile
- kühlung der Motorteile Schutz vor Überhitzung
- Abführen von Ablagerungen, Verbrennungsrückstände und Abrieb Korrosionsschutz
- Dämpfung von Geräuschen und schwingungen
- Feinstabdichtung (zb. Kolbenringe)
- Kraftübertragung

Die Ölpumpe muss für eine ausreichende Kühlung und schmierung das gesamte Ölvolumen 4-6 mal pro Minute durch den Motor pumpen. Zusätzlich muss sie so ausgelegt sein, dass die schmierstellen nach einem Kaltstart möglichst schnell mit Frischöl versorgt werden und die Fördermenge durch bei geringen Drehzahlen ausreicht. Ob hydraulische Ventilsteurung oder leichtmetall Motorblöcke aus Aluminium moderne Motoren weisen einen vermehrten Öl und Schmiermittelbedarf Auf. Gleichzeitig muss der Energieverbrauch der Pumpe radikal gedrosselt werden, um die CO2 Emissionen möglichst niedrig zu halten

Mit den zum Teil neuen Ölhydraulischen Aufgaben, wie dem hydraulischen Ventilspiel Und Nockenwellenausgleich, der kolbenkühler und vielem mehr, benötigten moderne Motoren gerad im unterem Drezahlbereich überpotential große Ölvolumenströme. Dies führt bei Konventionellen ungeregelten pumpen duch die direkte Kopplung an die Motordrehzahl in höheren Drehzahlbereich zu erheblichen Verlustleistung. Meschanichen oder elektrisch geregelte ölpumpe ermöglichen einen bedarfsgerechte Drezahlunabhängige Fördermenge und somit einen besseren Wirkungsgrad.

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Funktion einer variablen Ölpumpe (3D Animation) - Motorservice Group -

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Zahnradpumpe:
Zahnradpumpe sind meist als Stecklingen oder als Pumpen mit Zahnrad oder Kettenantrieb ausgeführt. Ihre Drehzahl ist durch die Übersetzung wählbar, die Förderleistung ist von der Drehzahl und denn Zahnlücken der Zahnräder abhängig. Die Herstellungskosten der Zahnradpumpe sind relativ gering.

Sichelpumpe:
Sichelölpumpen sitzen platzsparend auf der Steuer Seite der Kurbelwelle. Da sie direkt von der Kurbelwelle angetrieben werden ist ihre pumpendrehzahl gleich der Kurbelwellendrehzahl. Im Vergleich zur Zahnradpumpe bietet die sichelölpumpe eine höheren maximalen Öldruck und bereits bei niedrigen Drehzahlen eine hohe Förderleistung.

Rotorpumpe:
Rotorpumpe sitzen ebenso wie die Sichelölpumpe auf der Steuerseite  der Kurbelwelle  und werden direkt von dieser angetrieben. Sie erreichen hohe Öldrucke und hohe Förderleistungen. Zudem arbeiten sie sehr ruhig.

Die Rotorpumpe ist unabhängig von Motorleerlauf und Drehzahl bleibt konstant das ist der Vorteil von der Rotorpumpe.

# data[].attributes.body
Von Marco L., Marco R., Marius und Philipp

Aufgabe

Einen oder mehrere Kanäle so zu öffnen, dass der Zylinder optimal mit Luft (Dieselmotor) oder Kraftstoff-Luft-Gemisch (Ottomotor) versorgt wird und verbranntes Gemisch den Zylinder möglichst vollständig und mit geringen Verlusten verlässt. In den übrigen Takten sollen sie den Zylinderraum gegenüber dem Ansaug- bzw. Abgaskanal abdichten.

Aufbau

Einlassventil
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Auslassventil
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Funktion

Vom Nocken der Nockenwelle übertragen Tassenstößel, Stößelstangen, Kipphebel oder Schwinghebel die Kraft auf das Ventil und öffnen es, bevor der Kolben den unteren (Auslaßventil) oder den oberen Totpunkt (Einlaßventil) erreicht. Dadurch werden die Gase so frühzeitig wie möglich zum Ein- oder Ausströmen angeregt. Eine oder zwei Ventilfedern schließen das Ventil nach dem Totpunkt. Die Gase können nachströmen.
Der Öffnungsquerschnitt der Einlassseite ist meist größer als der auf der Auslaßseite, weil Druck effektiver ist als Unterdruck.

Ein Ventil besteht aus Schaft und Teller. Am Teller ist eine Fase von 45° eingefräst, in Sonderfällen auch mit kleinerem Winkel. In jedem Fall passt sie genau zum Gegenstück, dem Ventilsitz, der meist als Ring im Zylinderkopf eingeschrumpft ist. Ventile können nicht nur im Schaft, sondern auch im Teller hohl sein.

Art des Einsatzes | Temperatur
Auslassseite - Benzinmotor | 600 - 850°C
Auslassseite - Dieselmotor | 800 - 1050°C
Einlassseite - beide Motorarten | ca. 500°C

Ventilspielausgleich

Ventile ohne Ventilspielausgleich müssen in regelmäßigen Intervallen mit der Fühlerlehre nachgestellt werden. Dazu dürfen die Nocken das Ventil nicht betätigen. Ein bestimmtes Ventilspiel ist bei nachstellbaren Ventilen nötig, damit diese sicher schließen. Zu großes Spiel führt zu Leistungsverlust und Geräuschen im Ventiltrieb, zu geringes zum Verbrennen des Ventiltellers, weil das Ventil keinen Kontakt mehr zum kühlenden Zylinderkopf hat. Beim Benzinmotor kann sogar ein Motorbrand ausgelöst werden, wenn heißes, zündfähiges Gemisch in die Ansaugkanäle gelangt.

Ventilspiel zu klein:
Das Ventil öffnet früher und schließt später
Es besteht bei zu kleinen Ventilspiel die Gefahr ,dass das AV oder EV bei warmem Motor nicht mehr schließt.
Durch den Spalt am AV wird dann Abgas angesaugt, durch den Spalt am EV schlagen die Flammen zurück.
Es treten Gas- und Leistungsverluste auf .
Ventilteller und Ventilsitze verbrennen durch die ständig vorbei strömenden heißen Abgase

Ventilspiel zu groß:
Das Ventil öffnet zu spät und schließt zu früh
Dadurch ergeben sich kürzere Öffnungszeiten und kleinere Öffnungsquerschnitte, wodurch Füllung und Leistung verschlechtert werden.
Die mechanische Beanspruchung des Ventils und Ventilgeräusche nehmen zu

Ventilführung
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# data[].attributes.body
Artur,David,Jan

Drehmoment: Eine Kraft beschleunigt dinge entlang einer geraden Linie Drehmoment versetzt sie in Drehung. Es wird daher in Newtonmetern angegeben. Leistung und Drehmoment sind beides Kennzahlen, die abhängig sind von der Drehzahl des Motors. Ein hohes Drehmoment ermöglicht effektives und energiesparendes Fahren. Durch eine hohe Leistung kann ein Auto schnell beschleunigen und eine hohe Endgeschwindigkeit erreichen.

Drehmoment × Drehzahl = Leistung

Damit man auch wirklich auf Kilowatt kommt, muss das Produkt aus der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute und dem Drehmoment in Newtonmetern noch durch den Faktor 9550 geteilt werden.

Leistung: Leistung ist das Produkt aus Kraft und der Geschwindigkeit mit der diese Kraft wirkt. Geht man beispielsweise von einer Last mit einer gewissen Gewichtskraft aus so ist die erforderliche Leistung für schnelles Heben der Last größer als für langsames.

Langhuber: Langhuber ist ein Begriff aus dem Verbrennungsmotorenbau und bezeichnet einen Motor, dessen Kolbenhub größer ist als die Zylinderbohrung, das Hubverhältnis ist dann größer als 1. Langhuber haben eine geringere Höchstdrehzahl und damit eine geringere Höchstleistung.

Üblicherweise wird die mittlere Kolbengeschwindigkeit bei Nenndrehzahl angegeben. Sie bewegt sich bei normalen Motoren zwischen 17 und 20 m/sek. Extreme erreichten die Langhuber Norton Manx Motoren (es gab auch Kurzhuber) mit ca. 25-26 m/sek.

Kurzhuber: Kurzhuber ist ein Begriff aus dem Verbrennungsmotorenbau und bezeichnet einen Motor, dessen Kolbenhub kleiner ist als die Zylinderbohrung, das Hubverhältnis ist also kleiner eins.

Verschleiß von Kolben und Zylinder: Jedoch ist auch die Kolbengeschwindigkeit von Bedeutung und eine höhere Drehzahl bewirkt auch höhere Kolbengeschwindigkeiten, was die Lager stärker belastet. Man kann also sagen, dass pro Umdrehung eine stärkere Belastung auf Lager, Kolben etc. wirkt und damit die Reibung und auch der Verschleiß zunimmt.

Natürlich ist der Verschleiß bei hohen Drehzahlen höher als bei niedirigen. Was die Kolbengeschwindigkeit angeht: Gibt eine Faustregel, nach der Schmierfilm bei Geschwindigkeiten über rund 23 m/s gerne reíßt. Deshalb müssen hochdrehende Motoren auch je kurzhubiger ausgelegt werden, desto höher die Nenndrehzahl ist.

Elektromotor:
Elektrofahrzeuge haben meist nur einen Gang. Das macht es Ihnen möglich ohne Schalt Unterbrechung zu beschleunigen.
Gängige Elektroautos haben viel Drehmoment. Bei einem Elektromotor ist das Drehmoment umso höher je niedriger die Drehzahl ist. Das heisst ab der ersten Umdrehung des Motors steht das maximale Drehmoment für die Beschleunigung zur Verfügung. Mit steigenden Drehzahlen sinkt das Drehmoment aber die Leistung in KW bleibt recht konstant.

Ein Elektromotor ist ein elektromechanischer Wandler, der elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandelt. In herkömmlichen Elektromotoren erzeugen stromdurchflossene Leiterspulen Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung umgesetzt werden.

Der Elektromotor  wandelt elektrische in mechanische Energie um.

Meist besteht eine Elektromotor aus einem äußeren, von den Statoren verursachten Magnetfeld, in dem sich ein Elektromagnet (Rotor) dreht.

Die Abstoßung gleichnamiger bzw. die Anziehung ungleichnamiger Magnetpole sorgt für die Bewegung des Rotors.

Der Kommutator sorgt für eine Umpolung des Rotors. Nur so bewegt sich der Motor kontinuierlich.

Wicklungsreihe
Widerstand nimmt von links nach rechts zu
tiefer Widerstand
dicker Draht mit wenig Windungen
 tiefe Nennspannungen
hohe Dauer- und Anlaufströme
tiefe Drehmoment- Konstante (mNm/A)
hohe Drehzahl- Konstante (min-1/V)
hoher Widerstand
dünner Draht mit vielen Windungen
 höhere Nennspannungen
tiefe Dauer- und Anlaufströme
tiefe Drehzahl- Konstante (min-1/V)
hohe Drehmoment- Konstante (mNmA)

https://images.app.goo.gl/xYWuq1x53bSBeuKw9

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/kraft-auf-stromleiter-e-motor/grundwissen/elektromotor

https://images.app.goo.gl/vRpdwXazNyZRjwEg6

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Das Steuerdiagramm gibt einen Überblick über die Steuerwinkel und die Öffnungswinkel der Ventile sowie die Ventilüberschneidung.

Steuerwinkel: Winkel zwischen Totpunkt und dem Öffnen und Schließen des jeweiligen Ventils.

Öffnungswinkel: in diesem Bereich ist das jeweilige Ventil geöffnet.

Ventilüberschneidung: in diesem Bereich sind Einlass- und Auslassventil geöffnet.

Steuerdiagramm zeichnen:
Zu Beginn werden die Totpunkte OT und UT in das Steuerdiagramm eingezeichnet.

Einzeichnen der Öffnungswinkel:
Mithilfe eines geeigneten Geodreiecks und den vorgegebenen Steuerzeiten, werden die Öffnungswinkel der Einlass-und Auslassventile in Grad Kurbelwinkel in das Steuerdiagramm eingezeichnet. Der Zündzeitpunkt wird ebenfalls in das Steuerdiagramm mit aufgenommen.

Zuordnung der Vier-Takte:
Die Begriffe Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen werden wie nach der oben genannten Reihenfolge wie folgt angeordnet: Ansaugen unten rechts, Verdichten oben links, Arbeiten oben rechts und Ausstoßen unten links. Damit die Arbeitstakte noch besser unterschieden werden können, dürfen die Viertakte farbig gekennzeichnet werden.

Ventilüberschneidung:
Ist die Zeitphase im Gaswechsel-OT, während welcher die Auslassventile noch und die Einlassventile schon offen sind.
Die Überschneidungen kann mit dem Geodreieck abgelesen oder mithilfe einer Addition berechnet werden. ( Einlassventil öffnet + Auslassventil schließt)

Berechnungen Öffnungswinkel des Einlassventils:
Zur Berechnung werden die Steuerzeiten vom Einlassventil benötigt. Das Ergebnis wird in Grad Kurbelwinkel angegeben. Die Formel setzt sich folgendermaßen zusammen: Öffnungswinkel des Einlassventils in Grad = Winkel Einlassventil öffnet + 180Grad + Winkel Einlassventil schließt. In Kurzform: ae= aEö + 180Grad + aEs.

Berechnung Öffnungszeit des Einlassventils:
Bei der Öffnungszeit des Einlassventils wird der errechnete Öffnungswinkel benötigt.
Die daraus resultierende Formel setzt sich zusammen aus: t = aE / 6*n
Letztendlich wird der Öffnungswinkel mit dem Produkt aus 6 mal der angegeben Drehzahl/min dividiert. Das Ergebnis wird in Sekunden angegeben.

Nockenformen:
Sie bestimmen beim Öffnen und Schließen der Ventile die Öffnungsdauer, Hubgeschwindigkeit, Höhe des Ventilshubs und Bewegungsablauf. Die Öffnungsdauer lässt sich ungefähr aus dem Diagramm ablesen, indem die Schnittpunkte der X-Achse des jeweiligen Nockentyps subtrahiert werden.
Folgende Nockenformen sind bekannt:

Spitzer Nocken: Das Ventil wird langsam angehoben und geschlossen und bleibt nur kurze Zeit voll geöffnet.

Unsymmetrischer Nocken: Die flachere auflaufende Bahn am Nocken bewirkt ein langsameres Öffnen, die steilere ablaufende Bahn ermöglicht ein längeres Offenhalten des Ventils und ein schnelleres Schließen.

Steiler (scharfer Nocken): Das Ventil wird schnell geöffnet und geschlossen und bleibt längere Zeit voll geöffnet.

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So funktioniert die Kühlung:
Die Verbrennungswärme des Kraftstoffes geht zunächst auf die Bauteile des Motors (Abgasturbolader und Getriebeöl) über und wird dann an das Kühlmittel abgegeben. Durch die Zirkulation des Kühlmittels wird die Wärme bis zum Kühler transportiert und dort an die Außenluft abgegeben.

Ein oder mehrere Lüfter unterstützen die Abkühlung des Kühlmittels. Es gibt mechanische oder auch elektrisch angetriebene Lüfter, welche vor und hinter dem Kühler angebracht

Bei langsamer Fahrt oder auch bei laufendem Motor im still stand ist diese zusätzliche Kühlung erforderlich, damit der Motor nicht überhitzt.

Das Kühlsystem sorgt für eine verkürzt die Warmlaufphase, erzielt eine schnelle Innenraumaufheizung, einen geringeren Kraftstoffverbrauch und schont die Motorbauteile.

Die Basis aller Motorkühlungssysteme besteht aus:

• Kühlmittelkühler

• Thermostat

• Kühlmittelpumpe (konstant oder elektrisch   angetrieben)

• Ausgleichsbehälter

• Leitungen

• Motorlüfter

• Temperatursensor

Damit der Motor/ Bauteile und die Innenraumheizung schnell auf Temperatur kommt gibt es zwei Kühlkreisläufe.

Der Kleine Kühlkreislauf:
• Motorblock
• Zylinderkopf
• Heizungswärmetauscher
• Kühlflüssigkeitspumpe
• Kennfeldthermostat

Der große Kühlkreislauf:
• Ausgleichsbehälter

• Kühler
• Ventilator
• Heizungswärmetauscher
• Kennfeldthermostat

Um die Warmlaufphase des Motors zu verkürzen und die Temperatur des Kühlmittels und des Motors konstant zu halten, wird der Kühlmittelfluss durch ein Kennfeldthermostat gesteuert.

Das Kennfeldthermostat mit Heizwendel:
Es sorgt für ein stufenloses und schnelles Umschalten zwischen dem kleinen und großen Kühlkreislauf. Eine Heizwendel heizt zusätzlich das Dehnstoffelement auf und sorgt damit für ein früheres öffnen des großen Kreislaufes.

Das Thermostat mit dem Dehnstoffelement:
Vorstellbar wie eine Metalldose, welche mit einem Wachsartigen Dehnstoff gefüllt ist. Ist der Motor kalt, so schließt der fest am Arbeitsteller angebrachte Ventilteller den Durchfluss zum kühler. Ist der Motor heiß so schmilzt durch den Temperaturanstieg die Dehnstofffüllung.

Bei diesem Schmelzvorgang nimmt das Dehnstoffvolumen erheblich zu, dadurch bewegt sich die Metalldose auf dem feststehenden Kolben und öffnet die Ventile für den durchfluss zum Kühler. Bei ca. 95C wird der Kühler zugeschaltet.

Sinkt die Temperatur wieder, so drückt eine Feder die Metalldose wieder zurück und der durchfluss ist geschlossen.
Ist der eklektische Anschluss des Thermostates unterbrochen so kann das Thermostat nicht angesteuert werden und öffnet den großen Kreislauf der bei 106C.

Kennfeldgesteuertes Kühlsystem:
Eingangsgrößen                         Aktoren

•Klimaanlage

•Kühlmittelvolumen               Turbolader

•Innenraumheizung

•Lufttemperatur        Kennfeldthermostat

•Last

•Geschwindigkeit         Elektrischer Lüfter

•Kühlmitteltemperatur

Kennfeldgesteuerte Motoren haben einen höheren Thermischen Wirkungsgrad aufgrund der hohen Motortemperaturen.

Vorteile einer Kennfeldfühlung:
• Verbesserung der Innenraumheizung
•Schnelles erreichen der Motortemperatur
•Verbrauch und Senkung der Schadstoffemissionen

Das Kühlsystem erzielt eine schnelle Innenraumaufheizung, einen geringeren Kraftstoffverbrauch und schont die Motorbauteile.

Vorteile einer elektrisch Angetriebenen Kühlflüssigkeitspumpe:

• Kühlmitteldurchsatz kann unabhängig von Motordrehzahl und Motorlast geregelt werden.

• Pumpe nach das abstellen des Motors nachlaufen

• Geringe Leistungsaufnahme

Die pro Sekunde abzuführende Wärmemenge in kJ/s, die
das Kühlsystem bei einer Kühlleistung von 100 kW abführen muss beträgt:
Qab= 100 kW = 100 kJ/s

Berechnen der Kühlflüssigkeitsmenge, die pro Sekunde durch das System gepumpt werden muss. (Temperaturunterschied zwischen Kühlereingang und Kühlerausgang)

https://hhekbonn-my.sharepoint.com/:f:/g/personal/rlinden_hhek_de/Eic3jDJKJXVLubNp-GLXQW8BadsFAxU1u5fJ-EQPbhLtSg

Riccarda, Oliver & Steven

# data[].attributes.body
Beim Aufladen wird dem Motor durch verschiedene Verfahren mehr Frischluft zur Verfügung gestellt. Die bekannteste Aufladung geschieht durch einen Abgasturbolader.
Turbolader: Dabei bewegt der Abgasstrom in einer Turbine ein Schaufelrad, das auf der Frischluftseite Luft ansaugt und zum Motor drückt. Dieses Schaufelrad dreht mit zunehmender Drehzahl und dementsprechend höherem Abgasdruck immer schneller was zu höherer Leistung führt. Reguliert werden kann der Ladedruck durch ein Bypass-Ventil, das je nach Bedarf geöffnet werden kann um einen zu hohen Druck zu verhindern.
Eine weitere Variante ist der VTG-Turbolader (Verstellbare Turbinen Geometrie). Wie der Name schon sagt verändert man hier die Geometrie der Turbine selbst um die Leistung zu regulieren. Sogenannte Leitschaufeln werden durch den Ladedrucksteller ausgerichtet, sodass die Menge des Abgasstromes, der auf das Turbinenrad stößt, reguliert werden kann. Je weiter sich diese Schaufeln öffnen, desto mehr Abgas gelangt auf die Turbine. Diese Bauart hat den Vorteil, dass sie unabhängig von Motordrehzahl und Abgasstrom ist.
Bei der Frischluft ist aber nicht nur Quantität wichtig, sondern auch die richtige Temperatur. Kalte Luft ist wesentlich dichter und kann mehr Kraftstoff aufnehmen als warme Luft und kann auch mit einem höheren Überdruck in den Motor gedrückt werden. Dafür strömt die Frischluft durch einen Ladeluftkühler der meist hinter der Stoßstange verbaut ist.

Ein Defekt in der Ladedruckregelung hat zur Folge, dass der Ladedruck unregelmäßig ist. Ist er zu niedrig hat der Motor zu wenig Frischluft, die Leistung sinkt. Ist er zu hoch steigt auch der Druck im Zylinder dass zu einer klopfenden Verbrennung (zu frühe Zündung) und auf Dauer zu einer extremen Belastung des Motors führt.

Weitere Möglichkeiten der Aufladung:
Resonanzaufladung: Durch das Öffnen und Schließen der Ventile strömt die Luft im Saugrohr mit einer Frequenz hin und her. Wenn diese Frequenz mit der Eigenschwingung der Luft übereinstimmt, verstärken sich beide Frequenzen und es kommt zur Resonanz. Diese sorgt dafür, dass die Luft zusätzlich durch ihrer eigene Schwingung in den Kolbenraum gelangt und dort für eine bessere Füllung sorgt.

Diese Frequenz wird durch die Größe der schwingenden Masse beeinflusst. Sie kann verstärkt werden, indem der Luft ein zusätzliches Volumen zum Schwingen zur Verfügung gestellt wird. Dieses Volumen kann durch eine Klappe angesteuert und reguliert werden. Dies hängt von Drehzahl und benötigtem Ladedruck ab. Schwingungsrohrsysteme: Hier wird das Saugrohr, in dem die Luft zu den Ventilen gelangt, durch Klappen verlängert oder verkürzt, um die Resonanz bei unterschiedlichen Drehzahlen zu verstärken. Bei niedriger Drehzahl wird die ganze Länge des Saugrohrs ausgenutzt, bei hoher Drehzahl öffnet sich eine Klappe im Saugrohr und gibt eine Abkürzung für die Luft frei. Eine andere Möglichkeit ist eine stufenlos regelbare Sauganlage. Hier erfolgt wieder eine künstliche Verlängerung des Saugrohrs durch ein Sammlervolumen, das je nach Drehzahl den Weg der Luft verkürzt oder verlängert.

22. März 2022