Karosserietechnologie
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Karosserietechnologie. Thomas Tröster Vorlesung an der Universität Paderborn WS 2007/2008. 1. Wankelmotor. Allgemeines. Exemplar aus dem Deutschen Museum. ist ein Rotationskolbenmotor (RKM) Verbrennungsenergie wird ohne den Umweg einer Hubbewegung direkt in eine Drehbewegung umgesetzt

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Presentation Transcript


Karosserietechnologie

Karosserietechnologie

Thomas Tröster

Vorlesung an der Universität Paderborn

WS 2007/2008


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Allgemeines

Exemplar aus dem Deutschen Museum

  • ist ein Rotationskolbenmotor (RKM)

  • Verbrennungsenergie wird ohne den Umweg einer Hubbewegung direkt in eine Drehbewegung umgesetzt

  • Kreiskolbenmotor (KKM):

  • Läufer des Motors übernimmt gleichzeitig die Funktion der Kraftabgabe und der Steuerung der Gaswechselvorgänge

  • hat eine Exenterwelle => Unwucht - durch Ausgleichgewichte vollkommen ausgeglichen

  • Drehkolbenmotor (DKM)

  • Keine Exenterwelle => Läufer und Trochiode drehen sich unwuchtfrei

Bild: Wikipedia


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Darstellung der Arbeitsphasen

in Relation zur Kolbenstellung

Technik

  • Viertaktprinzip

  • Einlass: Kraftstoff-Luft-Gemisch wird angesaugt

  • Verdichtung zum zweiten Arbeitstakt => Erwärmung

  • Erreichen der höchsten Dichte, passieren der Zündkerzen => Zündung

  • Bei der Verbrennung wird Wärme frei => Druckzunahme => nutzbare Arbeit wird verrichtet

  • Durchsetzen des doppelten Verdrängungsvolumens gegenüber einem hubraumgleichen Viertakt-Hubkolbenmotor

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

b

Mantel

a

Kolben mit

Innenverzahnung

2

6

5

Exzentermittelpunkt

1

Exzenterwelle

10

9

Zähnezahlen 3:2

Kühlflüssigkeit

c

d

3

4

7

Exzenterlauffläche

12

8

11

Ritzel fest mit

Seitenteil verbunden

Dichtleisten

1. Wankelmotor

1-4 Ansaugen

Technik

5-7 Verdichten

8-9 Expandieren

10-1 Auspuffen

Animation: Wikipedia

Bilder: http://www.gleisbau-welt.de


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Geometrie des Mantels

  • Dreieckiger Läufer berührt ständig die Gehäusewand

  • Kontur des Kreiskolbens besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen („bauchiges“ Dreieck aus => Reuleaux-Dreieck)

  • Gehäuse ist eine Ellipse, bei der die lange Seite abgeflacht und die kurze Seite eingebuchtet ist => Epitrochoide

  • Innenverzahnung des Läufers mit 30 Zähnen und die Außenverzahnung des Ritzels 20 Zähne

  • Läuferlager und Hauptlager können sowohl als Rollenlager als auch als Gleitlager ausgeführt sein

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Konstruktion

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Technische Daten

Mazda RX-8 mit Wankelmotor

  • 141 kW (192 PS) als 5-Gang-Schaltgetriebe

  • 170 kW (231 PS) als 6-Gang-Schaltgetriebe

  • Kraftstoffverbrauch im kombinierten Testzyklus: 11,2 – 10,6 l/100 km;

  • CO2-Emissionen im kombinierten Testzyklus: 284 - 267 g/km.

Vergleich der Drehmomente von drei in Serie

laufenden Automobilmotoren und einer Gasturbine

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

0,85 0,9 1,00 1,10 1,20 1,30

1. Wankelmotor

Technische Daten

Gegenüberstellung von Verbrauch

und Gehalt an CO, CmHn über λ

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Spezifischer Kraftstoffverbrauch des NSU-KKM 502

(mit Fahrwiderstandskurve)

Technische Daten

pme

(kp/cm²)

Drehzahl U/min

Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Vor- und Nachteile gegenüber dem Hubkolbenmotor

Vorteile

  • geringen Platzbedarf

  • größeresLeistungs-Gewichtsverhältnis als ein Viertakt-HKM vergleichbarer Leistung

  • vollkommen auswuchtbar => weicherer und vibrationsarmer Lauf auch bei nur einer Scheibe

  • Höhere Lebensdauer durch weniger bewegliche Teile

  • gleichförmigeres Drehmoment als ein Viertakt-Hubkolbenmotor

  • Eignet sich sehr gut für den Betrieb mit Wasserstoff


Karosserietechnologie

1. Wankelmotor

Vor- und Nachteile gegenüber dem Hubkolbenmotor

  • Nachteile

  • ungünstiges Verhältnis zwischen Oberfläche zu Brennraumvolumen => größere Kühlwärmeverlusten

  • Gemischanteil oberhalb der Kerze wird nur schwer entzündet

  • Die Dichtflächen des Wankelmotors sind erheblich länger als bei einem HKM und führen zu höherenDruckverlusten

  • Aus diesen Gründen verbraucht der Wankelmotor bis zu 16 % mehr Kraftstoff als ein Viertakthubkolbenmotor


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