Die Bibliothek der Technik Band 353 Kettensteuertriebe Stand der Technik, Anwendungen, Entwicklung und Herstellung Peter Bauer verlag moderne industrie

Dieses Buch wurde mit fachlicher Unterstützung der iwis motorsysteme GmbH & Co. KG erarbeitet. © 2013 Alle Rechte bei Süddeutscher Verlag onpact GmbH, 81677 München www.sv-onpact.de Abbildungen: Nr. Umschlagbild, Nrn. 1, 8 Audi AG; Nr. 4 Daimler AG; alle übrigen iwis motorsysteme GmbH & Co. KG, München Satz: JournalMedia GmbH, 85540 München-Haar Druck und Bindung: Sellier Druck GmbH, 85354 Freising Printed in Germany 236049 ISBN 978-3-86236-0

Inhalt Einleitung

Einleitung Ketten oder Riemen als Zugmittel Wechselnde Trends Spannen der Kette erforderlich Die Nockenwelle eines Verbrennungsmotors hat die Aufgabe, Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile sicherzustellen. Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt über ein Zugmittel – in den meisten Fällen Zahnriemen, Rollen-, Hülsen- oder Zahnketten. Vereinzelt werden auch Stirnräder eingesetzt, besonders bei großvolumigen Nutzfahrzeugmotoren. Im Zuge der Massenmotorisierung in Europa wurden Otto- und Dieselmotoren vorrangig mit Kettensteuerungen ausgerüstet. Mit dem Entwicklungsfortschritt in der Elastomerherstellung...

Spannschiene Ölpumpe je nach Kettenlinie eben oder gekrümmt ausgeführt werden. Da sowohl Nocken- als auch Kurbelwelle ungleichförmig umlaufen und der Leistungsbedarf der im Kettentrieb angeordneten Verbraucher wie beispielsweise die Einspritzpumpe ebenfalls starken periodischen Schwankungen unterliegt, kommt es zu sehr komplexen dynamischen Beanspruchungen des Kettensteuertriebs. Im Verlauf jahrzehntelanger Erfahrung haben sich für Kettensteuertriebe Rollen- und Hülsenketten mit 3/8“- und 8-mm-Teilung (Maß für die Baugröße der Steuerkette) als besonders geeignet erwiesen. Erste Serienlieferungen...

Grundlegendes zu Steuertrieben Aufgaben des Steuertriebs Wie zuvor erwähnt, besteht die Hauptaufgabe des Steuertriebs darin, das Öffnen und das Schließen der Ventile im Zylinderkopf sicherzustellen. Der Steuertrieb sorgt dafür, dass die Ventile synchron zur Kurbelwelle betätigt werden. Erfolgt der Antrieb der Nockenwelle nicht über Stirnräder, wird für die Umsetzung ein Zugmittel benötigt. Je nach Ausführung des Verbrennungsmotors und je nach Auswahl des Zugmittels (in der Regel Ketten- oder Zahnriementrieb bei Pkw) entstehen komplexe durch die Kurbelwelle angetriebene Konstruktionen, die entweder...

Eigenschaften Verschleißfestigkeit NVH-Verhalten Reibung Leistungsdichte Bauraum Kosten Legende: + positive Bewertung; o neutral; – negative Bewertung das Kettenspannsystem eine ausreichende Ölmenge eingeplant werden. Idealerweise wird eine aktive Ölspritze, in der Regel eine am Kettenspanner angebrachte Ölspritzdüse, die aus der Ölversorgung des Kettenspanners gespeist wird, für die Schmierung des Kettentriebs vorgesehen. Für den normalerweise ohne Schmierung betriebenen Zahnriemen ist in vielen Fällen nur eine einfache Blechabdeckung zum Schutz vor Schmutz und Verunreinigungen notwendig. Dies...

8 Grundlegendes zu Steuertrieben aus der Sicht eines Zahnriemenherstellers anders ausfallen. Dennoch zeigen sich zwei klare Vorteile für die Steuerkette: eine höhere Lebensdauer und ein geringerer Bauraum. Wechselnde Belastungen Längung führt zu Steuerzeitverschiebung Der Wunsch nach zunehmender Wartungsfreiheit des Motors ist ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Konstruktion neuer Motoren. Dabei spielen Auslegung und Material des Nockenwellenantriebs eine wichtige Rolle. Das Triebwerk eines Kolbenmotors dient dazu, die bei der Verbrennung entstehende Gaskraft in ein nutzbares Drehmoment umzuwandeln....

Auslegungsbestimmende Faktoren beim Kettensteuertrieb Im Folgenden geht der Band entsprechend seines inhaltlichen Schwerpunkts ausschließlich auf das Zugmittel Kette und somit nur noch auf Kettensteuertriebe ein. Die Eignung eines Kettensteuertriebs für einen bestimmten Anwendungsfall hängt davon ab, ob er den auftretenden Beanspruchungen innerhalb eines definierten Zeitraums standhält. Bei seiner Auslegung müssen verschiedene Beanspruchungen berücksichtigt werden, die in ihrer Gesamtheit die Lebensdauer eines Kettensteuertriebs bestimmen. Folgende Beanspruchungsarten und Einflussgrößen sind...

19100 ∙ ( tan 180° ) z νmin – νmax δ= ν mittel vmax vmax Kettenteilung in mm Drehzahl in min-1 Zähnezahl Kettenraddurchmesser in mm Abstand Trumführungspunkte in mm Maximale Kettengeschwindigkeit in m/s vmin Minimale Kettengeschwindigkeit in m/s vmittel Mittlere Kettengeschwindigkeit in m/s ω Winkelgeschwindigkeit in s-1 α Halber Teilungswinke

Auslegungsbestimmende Faktoren beim Kettensteuertrieb 11 sogenannten Polygoneffekt. Der zu den dynamischen Beanspruchungen zählende Polygoneffekt bezeichnet die periodische Schwankung der Kettengeschwindigkeit ν zwischen den Grenzwerten νmax und νmin bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Kettenrads. Jedes Kettenrad ist ein Vieleck (Polygon), dessen Eckenzahl der Zähnezahl entspricht. Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Kettenrads wird die Kette im Wechsel beschleunigt und verzögert und damit dynamisch belastet. Abbildung 3 und die dort angeführten Formeln für die Kettengeschwindigkeit...

Ausgeführte Kettensteuertriebe Konstruktionsbeispiele Reihenmotoren Verbreitetste Motorbauform Abb. 4: Steuertrieb eines 4-Zylinder-Dieselmotors (Mercedes OM651) [3] Die am weitesten verbreitete Bauform eines Pkw-Verbrennungsmotors ist die Anordnung der vier Zylinder in Reihe (eine Zylinderbank und eine Kurbelwelle). Aufgrund dieser Zylinderanordnung spricht man vom Reihenmotor. Diese Motorform ist sowohl für den Längs- als auch für den Quereinbau geeignet und stellt somit ein universelles Antriebsaggregat für viele Pkws dar. Abbildung 4 zeigt einen als Reihenmotor ausgeführten 4-Zylinder-Dieselmotor,...