Karosserietechnologie

1. Karosserietechnologie Thomas Tröster Vorlesung an der Universität Paderborn WS 2007/2008

2. 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

3. 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“

4. 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

5. 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“

6. 1. Wankelmotor Konstruktion Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“

7. 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“

8. 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“

9. 1. Wankelmotor Spezifischer Kraftstoffverbrauch des NSU-KKM 502 (mit Fahrwiderstandskurve) Technische Daten pme (kp/cm²) Drehzahl U/min Bild: Ansdale „Der Wankelmotor“

10. 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

11. 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