Wärmeübergang in Der Verbrennungskraftmaschine

ISBN-13: 9783709184547 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 347 str.

W. Pflaum; K. Mollenhauer

Spis treści

1. Einführung.- 1.1 Vorbemerkung.- 1.2 Die Wärmeübertragung im allgemeinen.- 1.2.1 Grundgleichungen für stationäre und instationäre Vorgänge.- 1.2.2 Einflußgrößen.- 1.2.3 Empirische oder analytische Gleichungen?.- 1.2.4 Der Wärmeübergang und die Ähnlichkeitstheorie.- 1.2.4.1 Kenngrößen zum Wärmeübergang.- 1.2.4.2 Stoffwerte für die Grundgleichungen und Kenngrößen.- a) Wärmeleitfähigkeit.- b) Viskosität.- c) Spezifische Wärmekapazität.- d) Dichte.- 1.3 Besonderheiten bei der Verbrennungskraftmaschine.- 1.3.1 Auswirkung auf die Wärmeübergangsgleichungen.- 1.3.2 Einwirkung der Strahlung.- 1.3.3 Wärmedurchgang zur Kühlseite.- 1.4 Der Arbeitsprozeß als instationärer oder quasistationärer Vorgang.- 1.5 Einfluß des Wärmeübergangs auf den Arbeitsprozeß.- 1.5.1 Ladungswechsel.- 1.5.2 Verdichtung, Verbrennung und Ausdehnung.- 1.5.3 Wärmeverlust und Wirkungsgrad.- 1.6 Wärmebeanspruchung von Bauteilen.- 2. Wärmeübergang auf der Arbeitsgasseite.- 2.1 Wärmeübergangsgleichungen.- 2.1.1 Wärmeübergangsgleichungen der Nußeltart (Gruppe I).- 2.1.2 Wärmeübergangsgleichungen nach der Ähnlichkeitstheorie (Gruppe II).- 2.2 Einfluß des Verbrennungsverfahrens.- 2.2.1 Brennräume bei Viertakt-Dieselmotoren mit unmittelbarer Einspritzung des Kraftstoff es.- 2.2.2 Brennräume bei Viertakt-Dieselmotoren mit mittelbarer Einspritzung des Kraftstoffes.- 2.2.3 Brennräume bei Zweitakt-Dieselmotoren mit verschiedenen Spülverfahren.- 2.2.4 Brennräume bei Ottomotoren.- 2.3 Einfluß der Gasgeschwindigkeit.- 2.4 Einfluß von Druck und Temperatur des Arbeitsgases.- 2.5 Einfluß der geometrischen Größen, insbesondere beim Arbeitszylinder.- 2.6 Einfluß der Strahlung.- 2.6.1 Nach den oc-Gleichungen.- 2.6.2 Meßwerte.- 2.6.3 Analytische Berechnung.- 2.6.3.1 Emissionsvermögen und Strahlungsaustausch.- 2.6.3.2 Wandeinfluß auf Strahlung und Konvektion.- 2.7 Anwendung der Wärmeübergangsgleichungen auf Vier- und Zweitaktmotoren.- 2.8 Vergleichende Betrachtung der Wärmeübergangsgleichungen.- 2.8.1 Zahlenmäßige Gegenüberstellung.- 2.8.2 Versuch einer Wertung der Wärmeübergangsgleichungen mit einer Betrachtung über den örtlichen Einfluß.- 3. Wärmeübergang auf der Kühlmittelseite.- 3.1 Wärmedurchgang und Kühlung bei Verbrennungskraftmaschinen.- 3.2 Wärmeübergang bei Kühlung mit Luft.- 3.2.1 Wärmeleitung in Rippen.- 3.2.2 Wärmeübergang an verrippten Flächen.- 3.2.3 Einfluß von Kühlluftführung auf Kühllufterwärmung und Wärmeübergang.- 3.2.4 Kühlluftdurchsatz und Druckverlust.- 3.3 Der Wärmeübergang bei Kühlung mit Wasser.- 3.3.1 Allgemeine Beschreibung der Wärmeübergangsverhältnisse.- 3.3.2 Wärmeübergang bei erzwungener und freier Konvektion.- 3.3.3 Wärmeübergang bei Verdampfung.- 3.3.4 Wärmeübergang bei Kavitation.- 3.3.5 Wärmeübergang im Motorbetrieb.- 4. Thermische Belastung und Beanspruchung von Motorbauteilen.- 4.1 Einführung und Begriffsbestimmung.- 4.2 Temperaturverlauf und Wärmespannungen.- 4.2.1 Temperaturverlauf und Temperaturfeld.- 4.2.2 Wärmespannungen.- 4.2.3 Wärmedämmende Schutzschichten.- 4.3 Thermische Belastung und Beanspruchung von Kolben.- 4.3.1 Thermische Beanspruchung und Gestaltung.- 4.3.2 Wärmeübergang am Kolben.- 4.3.2.1 Wärmeaustausch zwischen Arbeitsgas und Kolben.- 4.3.2.2 Wärmeaustausch zwischen Kolben und Laufbuchse.- 4.3.2.3 Wärmeaustausch zwischen Kolben und Kühlmittel.- 4.4 Thermische Belastung und Beanspruchung von Zylinderköpfen.- 4.4.1 Thermische Beanspruchung und Gestaltung.- 4.4.2 Der Wärmeübergang am Zylinderkopf.- 4.4.2.1 Der Wärmeübergang auf der Gasseite.- 4.4.2.2 Der Wärmeübergang an den Ventilen.- 4.4.2.3 Der Wärmeübergang in den Aus- und Einlaßkanälen des Zylinderkopfes.- 4.5 Thermische Belastung und Beanspruchung von Zylinderbuchsen sowie deren konstruktive Gestaltung.- 5.Versuchs- und Meßtechnik.- 5.1 Vorbemerkungen.- 5.2 Verfahren zur Bestimmimg des Wärmeübergangskoeffizienten.- 5.2.1 Analytische Verfahren.- 5.2.2 Experimentelle Verfahren.- 5.2.2.1 Wärmebilanzmethode.- 5.2.2.2 Die Oberflächentemperaturmethode.- 5.2.2.3 Wärmeübergangssonden.- 5.3 Bestimmung von Temperaturen.- 5.3.1 Temperatur des Arbeitsgases.- 5.3.2 Messung stationärer Wandtemperaturen.- 5.3.3 Messung von Kolbentemperaturen.- 5.3.3.1 Kontinuierliche Messungen.- 5.3.3.2 Diskontinuierliche Messungen.- 5.3.3.3 Telemetrische Messungen.- 5.3.4 Messung schnellveränderlicher Oberflächentemperaturen.- 5.4 Die elektro-thermische Analogie.- 6. Anhang.- 6.1 Die Wärmeübergangsgleichungen in Originalform.- 6.1.1 Wärmeübergangsgleichungen der Nußeltart (Gruppe I).- 6.1.2 Wärmeübergangsgleichungen nach der Ahnlichkeitstheorie (Gruppe II)..- 6.2 Stoffwerte einiger fester Stoffe, Flüssigkeiten und Gase für den Bereich der Verbrennungskraftmaschine: Zahlentafeln 1.1 — 1.7.- Schrifttum.