KIM I Kapitel 7: Laufbuchse

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Author:
toebber
ID:
279099
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KIM I Kapitel 7: Laufbuchse
Updated:
2014-07-18 03:22:29
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KIM
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KIM I Kapitel 7: Laufbuchse
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  1. Welche Anforderungen an die Laufbuchse lassen sich formulieren?
    • Deformation durch thermische und mechanische Einflüsse in Grenzen halten (mittels gleichmäßiger Kühlung)
    • Temperatur in der Ringzone unter 200°C stationär und 240^C instationär (Ölverkokung so gering wie möglich halten)
    • Werkstoffeigenschaften wie Kolben und Ringe
    • Führung des Kolbens
    • Aufnahme der Wärme des Kolbens über die Kolbenringe
    • gute Gleiteigenschaften für Kolben und Kolbenringe
    • geringer Verschließ -> lange Lebensdauer
  2. Was versteht man unter einer trockenen und einer nassen Laufbuchse? Wo liegen die spezifischen Vor- und Nachteile?

    Wassergekühlte auswechselbare (eingegossenen) Laufbuchsen

    • Trockene Laufbuchse:
    • Umschließung der Laufbuchse mit Material des Motorgehäuses -> dann Kühlmitte
    • schlechter Wärmeübergang
    • freie Werkstoffwahl
    • leichte Reparatur 

    • Nasse Laufbuchse:
    • hängend oder stehende
    • Wartungsfreundlichkeit
    • Wärmeübergang
    • hängend -> Werkstoffschädigung durch Kaviation ( Bildung und Auslösung von Dampfgefüllten Hohlräumen [Dampfblasen] -> implodieren) möglich
    • stehend -> eindeutige Führung fehlt
  3. Welche Vor- und Nachteile bietet die Verwendung von Grauguss-Laufbuchsen?
    • oft eine Legierung mit Phosphor
    • Vorteile: hoher Verschleißwiderstand (lange Lebensdauer); gute Gleit- und Notlaufeigenschaften
    • Nachteil: Wärmeleitfähigkeit
  4. Wie kann eine Aluminium-Laufbuchse gegen übermäßigen Verschleiß auf der Lauffläche geschützt werden?
    • Alu-Laufbuchse -> deutliche höhere Wärmeleitfähigkeit als Eisen
    • Schutz vor Verschleiß der Lauffläche durch Beschichtung mit:
    • Chromel (Hartchromschicht)
    • Ferral (Eisenschicht mittels Flammspritzen)
    • Nikasil (Nickelschicht mit eingelagerten, harten Silizium-Carbid-Teilchen)
    • Tribosil (Laserlegieren von Silizium)
    • Alu.Thin-Fer (hauchdünne Stahlbeschichtung)
  5. Was versteht man unter zusammengegossenen Laufbuchsen? Wo liege die Vor- und Nachteile dieser konstruktiven Lösung gegenüber anderer Varianten?
    • Buchse in Zylinder eingegossen (Verbundgusstechnik)
    • Vorteil: Leichtmetallblock mit Graugussbuchse mögliche
    • Nachteil: Reparatur fast nicht möglich
  6. Beschreiben sie folgende Bauarten von Motorblöcken und vergleichen sie die jeweiligen Vor- und Nachteile der Konzepte:
    a) Blockmotor
    b) Motor mit nassen Laufbuchsen
    c) Motor mit trockenen Laufbuchsen
    • Blockmotor:
    • Laufbuchse und Gehäuse bilden eine Einheit
    • Vorteile: kostengünstig; vollautomatisierte Herstellung; Festigkeit; Laufeigenschaften
    • Nachteile: hohes Gewicht; direkte Verbindung Laufbuchse und Gehäuse -> Bewegung des Blocks auf Laufbuchse übertragen -> Verzug durch thermische und mechanische Belastung der Verbrennung wirkt auf den Block -> Erneuerung des ganzen Blocks bei Schaden

    • Motor mit nassen Laufbuchsen:
    • Vorteile:
    • Wartungsfreundlichkeit; Wärmeübergang
    • Nachteile: hängend -> Werkstoffschädigung durch Kaviation ( Bildung und Auslösung von Dampfgefüllten Hohlräumen [Dampfblasen] -> implodieren) möglichstehend -> eindeutige Führung fehlt

    • Motor mit trockenen Laufbuchsen:
    • Umschließung der Laufbuchse mit Material des Motorgehäuses -> dann Kühlmitte
    • Vorteile: freie Werkstoffwahl; leichte Reparatur 
    • Nachteile: schlechter Wärmeübergang
  7. Bei Motoren mit nassen Laufbuchsen kann es zu Kviationserscheinungen an den Laufbuchsen kommen. Aus welchen Gründen kann dies zu Motorschäden führen?
    • Kaviation = Dampfblasenbildung an äußerst heißen Stellen
    • Kaviationserosion: an Außenseite der Laufbuchse (der Buchsenwand); hochfrequente Schwingungen durch Gaskräfte und Kolbenbewegung führen zu Druckschwingungen im Kühlmittel -> teilweises verdampfen der Kühlflüssigkeit -> stellenweises unterschreiten des Dampfdruckes -> sich bildende Dampfblasen implodieren unter Druckanstieg -> Herauslösen von kleinen Materialteilchen
  8. Nennen sie verschiedene Verfahren zur Beschichtung von Zylinderlaufflächen von Leichtmetall-Motorblöcken.
  9. Welche Randbedingungen begünstigen die Kaviation an nassen Laufbuchsen?
    • hängende, nasse Laufbuchsen
    • -> schlechter Wärmeübergang im oberen Bereich der Laufbuchse (da oben der Absatz zum verspannen ist)
    • -> dort liegen die höchsten Temperaturen vor
    • -> Kaviation leicht möglich
  10. Warum wird die Laufbuchse gehont? Wie sieht die Oberfläche nach dem Honen aus (skizzieren sie einen vergrößerten Schnitt)?
    • es wird versucht eine Plateauartige Oberfläche, die abwechselnd trägt oder eine größere Menge Öl in einer Vertiefung Speicher, zu erzeugen
    • -> dadurch immer ein ausreichender Schmierfilm zwischen den gleitenden Teilen
    • Verhinderung von einhakenden Ringen
    • -> Honriefen 60°-70° zur Zylinderlängsachse
    • -> optimales Lauf- und Verschleißverhalten
  11. Wo liegt das Problem bei der Verwendung von Leichtmetall-Blockmotoren? Wie kann dem begegnet werden?
    • Vorteile: gute Wärmeleitung; geringes Gewicht
    • Nachteile: geringe Festigkeit -> größere Dimensionen; Schlechter Reibpartner für Kolben -> Beschichtung notwendig

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