Kolbenmaschinen

Wenn es um den Begriff „Kolbenmaschinen“ geht, ist der erste Gedanke meist ein PKW-Motor. Als Fahrzeugantrieb ist der Verbrennungsmotor auch heute die de facto Standard Antriebsmaschine. In stationären Anwendungen bei welchen sich der Betriebspunkt nur gering ändert, wie beispielsweise bei Schiffsdiesel oder Gasmotor für die Stromerzeugung, erreichen diese Motoren heute Wirkungsgrade von über 50%. Im PKW-Sektor überzeugt der Verbrennungsmotor. Sie zeichnen sich durch eine hohe Leistungsdichte, Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und Reichweite aus. Vorteilhaft ist auch die einfache und schnelle Betankungsmöglichkeit mittels vorhandener Infrastruktur. Aus Umweltgesichtspunkten bietet sich die Möglichkeit schrittweise auf einen Betrieb mit regenerativ erzeugten Kraftstoffen überzugehen. In den vergangenen Jahren konnte der Wirkungsgrad der Verbrennungsmotoren für den Fahrzeugantrieb bei gleichzeitiger Senkung der Emissionswerte immer weiter gesteigert werden. Ein erreichbares Ziel könnte die Entwicklung von „Zero-Impact-Motoren“ sein, welche weniger Emissionen verursachen, als in der Umgebungsluft vorhanden sind. Neben der Anwendung als Fahrzeugantrieb kommen Kolbenmaschinen in unzähligen Alltagsgegenständen zum Einsatz. Beispielsweise als Kompressoren von Kühlschranken oder zur Erzeugung von Druckluft, in Hochdruckreiniger, Pumpen und Motoren in hydraulischen Anlagen und in modernen Wärmepumpen für die Gebäudeheizungen.

Die heutigen Kolbenmaschinen haben eine lange Tradition, welcher sie den heutigen Reifegrad verdanken. An der TH-OWL kann der älteste noch lauffähige Dieselmotor (Baujahr 1903) besichtigt werden (Video).

Technische Daten:
Hersteller / Manufacturer: MAN, Augsburg
Typ / Type: DM 12
Baujahr / Year of manufacture: 1903
Leistung / Engine power: 12 PS (hp)
Drehzahl / Engine speed: 250 1/min
Hubraum / Engine displacement: 10 Liter

Weitere Informationen finden Sie hier.

Heutige Kolbenmaschinen sind längst nicht mehr laute und schwere mechanische Kolosse. Der zielgerichtete Einsatz hat zu hochentwickelten mechatronischen Systemen geführt. Dabei werden alle Ingenieursdisziplinen wie die klassische Mechanik, Thermodynamik, Elektrotechnik und Regelungstechnik vereint. Bei der Entwicklung kommen moderne Methoden wie Software- und Hardware-In-The-Loop zum Einsatz. Viele neue Methoden wie die Simulation von kinematische, thermische, fluiddynamische, regelungstechnische und elektrische Komponenten werden heute standardmäßig im Entwicklungsprozess eingesetzt. Diese neuen Methoden, zu denen auch die Simulation von Bauteilbelastung (Abbildung) gehört, lassen sich auf alle anderen Bereiche des Maschinenbaus übertragen und runden das Fachgebiet Kolbenmaschinen als ganzheitliches Betrachtungsfeld des Maschinenbaus ab.

Die Lehrveranstaltungen im Bereich Kolbenmaschinen sollen die Studierenden gut auf die Herausforderungen der modernen Arbeitswelt vorbereiten und vermitteln daher praxisorientierte Grundlagenkenntnisse. Im Labor für Kolbenmaschinen steht eine moderne Ausrüstung zur Verfügung um das erlernte in realen Anwendungen und kleinen Gruppen in der Praxis zu vertiefen.