Bewegungsverhältnisse im Kurbeltrieb

Zusammenfassung

Der Kurbeltrieb eines Hubkolbenmotors besteht aus der rotierenden Kurbel oder Kröpfung, der schwingenden Schub- oder Pleuelstange und dem Kolben als Geradführungselement. Während die Kurbel eine rein-rotierende und der Kolben eine rein-oszillierende Bewegung ausführen, beschreiben Punkte auf der Pleuelstange ovale Bahnkurven zwischen den beiden vorgenannten Extremen. Die Bewegung ruft in den Gliedern des Getriebes Massenträgheitswirkungen hervor, welche für den Motor von Bedeutung sind. Die im Abstand r mit der Winkelgeschwindigkeit ω rotierende Masse m _r erfährt eine Zentrifugal- oder Fliehkraft P _r = m _r ·r·ω ². Eine geradlinig aber ungleichförmig bewegte Masse m erfährt durch die Beschleunigung b eine Kraft P = − m·b. Diese Kräfte greifen im Massenschwerpunkt an. Die Bewegung eines Körpers kann im allgemeinen Falle immer auf eine der beiden obengenannten Bewegungen und auf eine Drehbewegung um seinen Schwerpunkt zurückgeführt werden. Durch eine ungleichförmige Drehbewegung, gekennzeichnet durch die Winkelbeschleunigung ε, erfährt der Körper ein Drehmoment m _d = −Θ _S ·ε, wobei Θ _S das Massenträgheitsmoment in bezug auf den Schwerpunkt ist. Ein solches Massendrehmoment erfährt auch die Pleuelstange bei ihrer schwingenden Bewegung. Da jedoch die Massenbelegung der Pleuelstange sich vorwiegend auf die beiden Lagerstellen konzentriert, ist es in der Praxis üblich, die Pleuelstange durch 2 Massen an ihren Enden zu ersetzen (vgl. Abschn. 3 b). Die Bewegung der im großen Pleuelkopf gedachten Masse m _r ist eine reine Rotation. Die Bewegung der im Kolbenbolzen gedachten Masse m ₀ ist eine rein oszillierende. Sie soll im folgenden abgeleitet werden.

The online version of the original chapter can be found at http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-94969-2_13