KTE2 at Westfälische Hochschule

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Was sind Arbeitsmaschinen? 

Nennen Sie ein Beispiel

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Was sind Fluidenergiemaschinen? Nennen Sie ein Beispiel

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Warum kann das Verdichtungsverhältnis bei den beiden Motortypen Otto und Diesel nicht beliebig hoch werden? 

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Wozu dienst das Motoröl in einem Verbrennungsmotor? 

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Benennen Sie die Unterschiede zwischen einem luftgekühlten und einem wassergekühlten Motor

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Wie erfolgt die Kraftstoff-Gemischbildung beim Otto-Motor? (3 Arten)

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Beschreiben Sie einen Kurbeltrieb eines Verbrennungsmotors. Benennen Sie die

Hauptkomponenten und deren Funktion

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Welche Nachteile hat das Fluidsystem Hydraulik?

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Welche Vorteile hat das Fluidsystem Hydraulik?

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Was ist „Viskosität“ in Verbindung mit Druckflüssigkeiten und worin unterscheiden sich

kinematische und dynamische Viskosität?

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Welche Aufgaben erfüllen Druckflüssigkeiten und welche Eigenschaften sind dafür wichtig?

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Welche Merkmale sind kennzeichnend für eine Maschine und was sind die wesentlichen Ziele der Nutzung? 

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KTE2

Was sind Arbeitsmaschinen? 

Nennen Sie ein Beispiel


  • angetriebene Maschine, die Energie in Form von mechanischer Arbeit aufnimmt
  • Die Arbeitsmaschine ist mit dem Antrieb über eine Mechanik verbunden
  • Häufig drehende Welle; auch andere Formen wie Gestänge, Hebel, Seil und Riemen möglich
  • Trennung von Kraft-und Arbeitsmaschine mit Kupplung möglich
  • Variation technischer Kennwerte mit Getriebe möglich
  • Wechsel zwischen Kraft-und Arbeitsmaschine möglich (z.B.: Schwungrad, Startergenerator)


KTE2

Was sind Fluidenergiemaschinen? Nennen Sie ein Beispiel


  • Arbeitsmaschinen, die die aufgenommene Energie einem Fluid zuführen (z.B.: Pumpen, Verdichter, Gebläse und Ventilatoren
  • Kraftmaschinen, die dem Fluid Energie entziehen, die dann als mechanische Energie abgegeben wird


KTE2

Warum kann das Verdichtungsverhältnis bei den beiden Motortypen Otto und Diesel nicht beliebig hoch werden? 

Otto: Klopfen o Glühzynden


Diesel: Wirkungsgradeinbußen unter Volllast, Belastung, Vibrationen

KTE2

Wozu dienst das Motoröl in einem Verbrennungsmotor? 

  • Verlust- und verschleißarme Übertragung von Kräften und Momenten 
  • Feinabdichtung von auf- und ineinander gleitenden Teilen
  • Stoß-, Schwingung- und Geräuschreduzierung
  • Korrosionsschutz
  • Abfuhr von Reibung- und Verbrennungswärme
  • Abtransport von Partikeln aller Art (z.B. Schmutz und Abrieb)

KTE2

Benennen Sie die Unterschiede zwischen einem luftgekühlten und einem wassergekühlten Motor


  • Kühlrippen bei Luftkühlung, weil die Abführbarkeit von Wärme über das Medium Luft geringer ist
  • robuste Ausführung der Luftkühlung (deshalb nach wie vor in Randbereichen eine sinnvolle technische Lösung)
  • Kein Bedarf von Kühlwasser bei Luftkühlung
  • Geringes Gewicht der Luftkühlung
  • Bei Luftkühlung schwierige Steuerbarkeit der notwendigen Abgaswerte
  • Schwerere Reaktionsmöglichkeiten auf unterschiedliche klimatische Bedingungen


KTE2

Wie erfolgt die Kraftstoff-Gemischbildung beim Otto-Motor? (3 Arten)


  • Gemischbildung mit Vergaser
    • Heute: Nicht mehr PKW in Industrieländern
    • Verbreiteter Einsatz in Motoren von Arbeitsmaschinen (Motorsägen, Rasenmäher) oder 2-Rädern
  • Gemischbildung im Saugrohr (a)
    • Typisches Verfahren bei PKW
  • Direkteinspritzung in den Brennraum (b)
    • Typisches Verfahren bei PKW


KTE2

Beschreiben Sie einen Kurbeltrieb eines Verbrennungsmotors. Benennen Sie die

Hauptkomponenten und deren Funktion


  • Der Kurbeltrieb besteht aus
    • Kolben mit Ringen
      • Die bei der Verbrennung des Kraftstoff- Luft- Gemisches entstehende Druckkräfte aufzunehmen, über den Kolbenbolzen und die Pleuelstange auf die Kurbelwelle zu übertragen 
    • Kolbenbolzen
    • Pleuel (Pleuelstange)
      • Über den Pell wir die oszillierende Bewegung des Kolbens in eine rotierende Bewegung der Kurbelwelle umgesetzt
    • Kurbelwelle mit Gegenmasse(n) (Gegengewichte)
      • oszillierende Bewegung der Kolben über die Kurbelwelle in Drehbewegung mit einem Nutzdrehmoment an der Kurbelwelle umgewandelt
    • Lagern (Pleuelbuchse, Pleuellager, Kurbelwellengrundlager)


KTE2

Welche Nachteile hat das Fluidsystem Hydraulik?


  • Hohe Anschaffungskosten (genaue Fertigung keine Leckagen)
  • Hohe Anforderungen an die Filterung der Hydraulikflüssigkeiten.
  • Geringe Übertragungsentfernung wegen hoher Druckverluste
  • Deshalb auch geringer Wirkungsgrad
  • Schlupf zwischen An-und Abtrieb
  • Erhöhte Anforderungen an Umweltschutzbestimmungen
  • Rückflussleitung erforderlich


KTE2

Welche Vorteile hat das Fluidsystem Hydraulik?


  • Erzeugung großer Kräfte und Drehmomente bei geringen Abmessungen und Massen (hohe Energiedichte, Leistungsgewichtverhältnis Hydromotor/Elektromotor: ca. 1 : 10)
  • Stufenlose Änderung der Antriebsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl, einfache Umkehr der Bewegungsrichtung, Anfahren aus dem Stillstand auch unter voller Last
  • Niedrige Trägheitsmomente hydraulischer Motoren wegen geringen Abmessungen und bewegten Massen (geringe Zeitkonstanten Anfahrt/Verzögerung (Verhältnis Massenträgheitsmomente Hydromotor/Elektromotor bei gleichem Drehmoment ca. 1 : 50)
  • Einfache Anzeige der wirkenden Kräfte und Drehmomente durch Druckmessgeräte
  • Einfacher, beliebig einstellbarer Überlastschutz durch Druckbegrenzungsventile
  • Einfache Umwandlung von rotierender in oszillierende Bewegung und umgekehrt
  • Problemloser Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (EX-Zonen).


KTE2

Was ist „Viskosität“ in Verbindung mit Druckflüssigkeiten und worin unterscheiden sich

kinematische und dynamische Viskosität?


Dynamische Viskosität

  • Maß für den Fließwiderstand, die Fließfähigkeit bzw. die Zähigkeit
  • beschreibt die innere Reibung einer Flüssigkeit
  • Dickflüssige, zähflüssige oder hoch viskose Öle haben hohe Viskosität
  • dünnflüssige oder niedrig viskose Öle haben geringe Viskosität
  • Es gibt 2 Arten von Viskosität
    • Dynamische Viskosität  η(eta): 
  • Dient zur anschaulichen Herleitung und kann gemessen werden
    • Kinematische Viskosität ν(nü):
  • Hat praktische Relevanz
  • Wird zur Kennzeichnung von Ölen verwendet


  • Bestimmung der Viskosität mit dem Kugelviskosimeter
  • Messung der Geschwindigkeit, mit der ein Körper unter Einwirkung der Schwerkraft in einer Flüssigkeit absinkt


KTE2

Welche Aufgaben erfüllen Druckflüssigkeiten und welche Eigenschaften sind dafür wichtig?


Druckflüssigkeiten

  • Hauptsächlich Synthetische oder mineralölbasische Öle; manchmal auch Wasser (Korrosionsgefahr)


  • Aufgaben der Druckflüssigkeit


    • Kraftübertragung
    • Schmierung
    • Wärme-und Partikelabfuhr
    • Korrosionsschutz


Relevante Anforderungen

  • Günstiges Temperatur-Viskositätsverhalten
  • gute Schmier-und Verschleißschutzeigenschaften (häufig Mischreibungsbedingungen bei kleinen Gleitgeschwindigkeiten)
  • gute Korrosionsschutzeigenschaften und gute Lack-und Dichtungsverträglichkeit (Gummi, Kunststoffe, Buntmetalle)
  • Alterungsbeständigkeit (Widerstand gegen Säurebildung durch Oxidation sowie Schlamm-und Harzbildung durch Polymerisation)
  • gutes Luftabscheidevermögen (bei Schaumneigung/Luftbindung Kompressibilität !!!) 
  • gutes Wasserabscheidevermögen
  • gute Filtrierbarkeit


KTE2

Welche Merkmale sind kennzeichnend für eine Maschine und was sind die wesentlichen Ziele der Nutzung? 

Merkmale:

  • technisches Gebildet mit durch eine Antriebssystem bewegten Teil
  • technische Arbeitsmittel vor allem für mech. Einwirkung 
  • In der Vergangenheit Energie-/ und /oder Stofffluss im Vordergrund
  • Heute auch Informationsfluss

Ziele:  

  • Verstärkung der eigenen Kraft
  • Zeitgewinn
  • Genauigkeit, feinere Bearbeitungsmöglichkeit, Fertigung identischer Prod.
  • Entlastung des ProduktionsMA von Körperlicher und geistiger Arbeit (Routine und gefährliche Arbeit) 

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