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toebber
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Welche Funktionen erfüllt der Zylinderkopf und welchen Beanspruchungen unterliegt er?
- Funktion:
- Begrenzung des Brennraums (ggf. auch Nebenbrennraum)
- Aufnahme der Kanäle für Kühlung und Ladungswechsel, sowie die Steuerorgane für den Ladungswechsel
- Aufnahme von Zündkerze und Einspritzventil
- Integration der Befestigungsschrauben / -bohrungen
- Beanspruchung:
- mechanisch (durch Anzugskräfte)
- Gaskräfte bewirken Deformation der Dichtfläche
- thermische Beanspruchung durch Wärmeübergang (Brennraum -> Brennraumwand -> Ventilsitz -> Kopf -> Auslasskanal -> Kühlmittel)
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Was versteht man unter einem Gleichstromzylinderkopf? Welches sind die Nachteile einer solchen Konstruktion?
- Frischgaseinlass und Auslasskanal auf der gleichen Seite des Zylinderkopfes
- Nachteile: thermisch ungünstig belastet
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Welche konstruktiven Parameter beeinflussen die Klopfempfindlichkeit von Ottomotoren und warum ist das so?
- Verdichtungsverhältnis (höheres Verdichtungsverhältnis = höhere Temperaturen)
- Länge der Flammenwege (zentrale Zündkerze, kleine Bohrungen)
- allgemein Kühlung
- Verbesserung der Gemischaufbereitung -> höhere Flammenausbreitungsgeschwindigkeit (Drall- und Tumbleerzeugung)
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Wieso muss der Kühlung des Ventilstegbereichs bei Vierventilmotoren besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden?
- Wärmeabfuhr des Ventils nur über den Ventilsitz (Wärmeaufnahme D^2; Wärmeabgabe D)
- Starke Materialanhäufung im Zündkerzenbereich -> nur bedingt und schwer kühlbar
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Nennen sie Vor- und Nachteile der verschiedenen Möglichkeiten zum Antrieb obenliegender Nockenwellen.
- Zahnräderantrieb:
- Vorteile: extrem steif und schwingungsarm; hohe Lebensdauer
- Nachteile: relativ großer Bauraum; erhöhte Reibung; ungleichförmiger Druckverlauf
- Kettenantrieb:
- Vorteile: hohe Lebensdauer; automatische Anpassung der Vorspannung; geringer Bauraum; geringes Gewicht
- Nachteile: Zahnräder entscheiden über Abstand der zwei Nockenwellen
- Riemenantrieb:
- Vorteile: automatische Anpassung der Vorspannung; geringe Reibung; Akustik
- Nachteile: begrenztes Maximalmoment; begrenzte Lebensdauer -> Wechselintervalle; Zahnübersprung möglich -> Motorschaden; Zahnräder des Riementriebs entscheiden über Abstand der beiden Nockenwellen
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Diskutieren sie die Vor- und Nachteile von OHV-Motoren im Vergleich zu OHC-Motoren.
 - OHV-Motoren (over-head-valve):
- Vorteile: Nockenwellenantrieb leicht über Zahnradantrieb darstellbar
- Nachteile: schwingungsanfällig bei hohen Drehzahlen
- OHC-Motorne (over-head-camshaft):
- Vorteile: sehr steif (weniger Schwingungsprobleme); gut für 4-Ventiltechnik (bei 2 Nockenwellen) -> aber dadurch mehr Reibung
- Nachteile: hoher konstruktiver Aufwand; Lage der Zündkerze (bei einer zentralen Nockenwelle)
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Bei kleinen Ventilwinkeln ergeben sich kompakte Brennräume. Der Konstruktion sind aber bei obenliegenden Nockenwellen mit Zahnriementrieb Grenzen gesetzt. Welche Grenzen sind das?
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Nennen sie die Vor- und Nachteile des 4-Ventil-Zylinderkopfs im Vergleich zum 2-Ventiler.
- Vorteile: zentrale Zündkerze möglich -> kurze Flammenweg -> Klopresistent; thermische Belastung der Ventile geringer (D^2); Ladungswechsel vor allem bei hohen Drehzahlen besser
- Nachteile: höherer konstruktiver Aufwand; zwei Nockenwellen, damit Zündkerze zentral angeordnet werden kann; Rissbildung bei AV-Ventilen (bei alten Motoren)
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Wie erfolgt die Einstellung der Spannung bei Zahnriemen / Kette?
- Zahnriementribe -> Spannrolle (Feder vorspannen und Festschrauben)
- Kette -> Gleitschiene + Kettenspanner + Spannschiene -> über Öldruck und Feder
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Wie wird der Ventilsitz gestaltet? Zeichnen sie eine Schnittdarstellung. Erläutern sie die Charackerteristika der Gestaltung. Wie ist üblicherweise der Winkel in der Ventildichtfläche zur Horizontalen? Was sind die Vor- und Nachteile eines kleineren Winkels?
 - Sitz mit ca. 45° ist bester Kompromiss aus Dichtwirkung und strömungsgünstiger Gestaltung
- kleiner Winkel: Dichtwirkung nicht mehr so gut durch Keilwirkung unterstützt
- großer Winkel: Ventil kann stecken bleiben -> Strömungstechnisch besser (Weniger Umlenkung)
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Wieso wird der Auslasskanal nicht ähnlich steil durch den Zylinderkopf geführt wie der Einlasskanal, sondern verläuft in einem flacheren Winkel?
 - Einlasskanal: möglichst steil abfallend und geradlinig in Richtung Brennraum -> hoher Liefergrad
- Auslasskanal: möglichst kurz; auf direktem weg aus dem Kopf raus um wenig Abgaswärme in den Kopf einzubringen
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Welcher Bereich des Zylinderkopfes muss besondre gekühlt werden?
- Ventilstegbereich:
- Wärmeabfuhr aus den Ventilen
- Starke Materialanhäufung im Zündkerzenbereich nur bedingt kühlbar
- Auslasskanäle
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