Beispiel: Zylinderkopf, Zylinderkopf-Block-Verband

Aufgabenstellung dieses Projektes war die Reduktion des Ölverbrauches und der Leckagen an einem modernen NFZ-Motor. Durch die nichtlineare Berechnung des Gesamtverbandes - Zylinderkopf - Dichtung - Zylinderblock - konnten die strukturellen Schwachstellen eindeutig aufgezeigt werden. In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden wurden Verbesserungsmaßnahmen erarbeitet. Damit konnte sowohl der Kolbenringlauf als auch die Dichtfunktion der Zylinderkopfdichtung und der Ventile entscheidend verbessert werden.

Analyseziel

Berechnung und Beurteilung der Deformation und Beanspruchung am Gesamtsystem
Detaillierte Beurteilung des Ventilsitzverzuges
Optimierung der Dichtungspressung
Minimierung des Büchsenverzuges
Minimierung der Beanspruchung

Analysetechnik

Qualitativ hochwertiges Hexaeder-Modell entsprechend der Analyseziele
Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens am Zylinderkopf und -block
Berücksichtigung des nichtlinearen Dichtungsverhaltens (Dichtungselemente)
Berücksichtigung der Setzvorgänge (Dichtung, Schraubengewinde, Kopfauflage und Büchsenzwickel)
Stufenweise Lastaufbringung
Verbindung der Bauteile durch Flächenkontakt mit Reibung
Dauerfestigkeitsbeurteilung mit Schnittebenenverfahren

Kundennutzen

Geringe Verformung im kompletten Kopf-Block-Verband (geringer Ölverbrauch, geringe Leckagen)
Bestmögliche Dichtungsauslegung
Gleichmäßige Beanspruchung