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Kunert, Kevin:
Auslegung, Simulation und Auswahl eines geeigneten Zylinderkopfdichtungssystems für einen Doppelkolbenmotor: B06/18.
Bayreuth
,
2018
. - 64 S.
(
Bachelorarbeit,
2018
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften)
Abstract
Aktuell wird am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD in der Universität Bayreuth ein Doppelkolbenmotor nach Vorlage von DKW gebaut und erprobt. Während der Testdurchläufe kam es zu Problemen mit der Trennung der Medien im Bereich der Zylinderkopfdichtung. Untersuchungen ergaben, dass während des Betriebs durch das Durchbiegen des Zylinderkopfs die Kupferringe, die derzeit zum Abdichten der Kühlmittelkanäle verwendet werden, so weit in die Kanäle gezogen werden, dass durch die plastische Deformation die Schraubenvorspannung stark nachlässt und deshalb keine ausreichende Flächenpressung für die Zylinderkopfdichtung mehr gegeben ist. Es tritt Kühlwasser in den Brennraum über. Zudem klafft nach einiger Zeit bei laufendem Motor der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse bei der Brennraumangrenzung auseinander, was zum Abbrennen der momentan verwendeten Dichtung und zu weiterem Überströmen des Kühlmediums in den Brennraum führt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Auslegung, Modifikation und Simulation eines Zylinderkopfes und dessen Zylinderkopfdichtung für einen Doppelkolbenmotor, um ein funktionierendes Dichtsystem zu erarbeiten. Zudem sollen Montagebauteile wie Schraubenbolzen, Muttern, Unterlegscheiben und gegebenenfalls das Zylindergehäuse berücksichtigt werden. Dabei dienen als Grundlage der am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD konstruierte Versuchsmotor und dessen CAD-Modell. Für die Finite-Elemente-Analyse (FEA) und numerische Simulation werden sowohl Krafteinwirkungen, Temperatur und Material als auch Kontakt- und Reibungseinflüsse berücksichtigt. Für die Berechnungen wird von einem statischen Lastfall ausgegangen, der durch Anpassung ein Belastungsäquivalent des dynamischen Verhaltens darstellt. Hierbei soll eine Variation beziehungsweise eine stückweise Optimierung der Dichtungskomponenten durch Modellierung und anschließender FEM Prüfung stattfinden.