V-ENGINE Berechnungs- und Auslegungssoftware zur Motorgrundmechanik


Überblick

Das Programmsystem V-ENGINE ist eine Berechnungssoftware zur schnellen und effizienten  Auslegung der Motorgrundmechanik von Verbrennungsmotoren. Der Schwerpunkt für den Einsatz von V-ENGINE liegt in der frühen Konzeptphase, da als Eingabegrößen für die Berechnungsaufgaben nur wenige Grundparameter benötigt werden. Damit können auf eine einfache und schnelle Art die verschiedenen Konzeptionen miteinander verglichen und beurteilt werden. Die Berechnungen können sowohl über eine graphische Benutzeroberfläche als auch im Batchbetrieb durchgeführt werden.


Es werden folgende Motor-Bauformen unterstützt:

  • R-Motor 

  • V-Motor

  • VR-Motor

  • Sondermotor

Mit der Bauart des Sondermotors besteht die Möglichkeit zur Betrachtung von Motoren, welche nicht in die allgemein üblichen Motorenkategorien einzuordnen sind.


Teilmodule

Das Programmsystem V-ENGINE besteht aus mehreren Teilmodulen, mit denen verschiedene Berechnungsaufgaben aus dem Gebiet der Motorgrundmechanik bearbeitet werden können.

Folgende Teilmodule stehen zur Verfügung:

- V-Crank

Motorkonzept und Kinetostatik des Kurbeltriebs

- V-Bearing

Gleitlagerauslegung

- V-Torsion

Torsionsschwingungsberechnung

- V-Cam

Freie Massenwirkungen des Gesamtventiltriebs

- V-Force

Überlagerung der Freien Massenwirkungen aus Kurbel- und Ventiltrieb

- V-Mount

Elastische Triebwerklagerung



Motorkonzept

Innerhalb des Teilmoduls V-Crank kann die Auslegung und Abstimmung des Motorkonzepts erfolgen. Zentraler Aufgabenbereich ist dabei die Generierung von Zündfolgen bzw. der Kröpfungsgeometrie der Kurbelwelle und die Abstimmung der Motorgrundparameter, wie z.B. Motorbauart und V-Winkel.

 


Kinetostatik Kurbeltrieb

Im Teilmodul V-Crank wird die Kinetostatik des Kurbeltriebs berechnet. Ergebnisse aus diesen Berechnungen sind:

  • Drehmomentenverlauf

  • Lagerkräfte an den Lagern der Kurbel, Nocken und Ausgleichswellen, sowie Pleuel- und Kolbenbolzenlager

  • Freie Massenkräfte und -momente

  • Vorschläge für Ausgleichswellen

Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt als Berechnungsprotokoll und als Diagramme. Dabei wird sowohl eine Auswertung über das Arbeitsspiel als auch über die Drehzahl unterstützt. Eine Wireframe Darstellung des Kurbeltriebs mit TeimMotion®  ist ebenfalls verfügbar.


Im Anschluss an die kinetostatischen Berechnungen können direkt weitere Berechnungen, wie z.B. die Gleitlagerberechnung, durchgeführt werden.


Gleitlagerauslegung

Aufgabe des Moduls V-Bearing ist die Bestimmung der Wellenverlagerungsbahn von dynamisch belasteten Radialgleitlagern.

Weiterhin werden Kenngrößen wie minimaler Schmierspalt, Reibleistung und Öldurchsatz ermittelt.


Torsionsschwingungen


Mit dem Modul V-Torsion wird die Berechnung der Torsionsschwingung im Frequenzbereich an der Kurbelwelle ermöglicht.

Kennwerte aus dieser Berechnung sind:

- Schwingwinkelamplituden der Torsionsmassen
- Verdrehwinkel zwischen den Torsionsmassen
- Torsionsmomente
- Eigenfrequenzen und Eigenformen
- Verlustleistung des gesamten Torsionsschwingersystems
- Wärmeeintrag im Torsionsschwingungsdämpfer

Freie Massenwirkung

Die Berechnung der freien Kräfte und Momente aus dem Ventiltrieb erfolgt mit Hilfe des Moduls V-Cam. In diesem wird der Gesamtventiltrieb aus den Kinetostatikdatensätzen der Einzelventiltriebe (Programm VENTIL) aufgebaut.

Die Überlagerung der Kräfte und Momente aus dem Kurbeltrieb und dem Ventiltrieb erfolgt im Modul V-Force.


Triebwerkslagerung

Im Anschluss an die Bestimmung der freien Massenwirkungen wird durch das Modul V-Mount die Lagerung des Motorblocks auf den Motorlagern berechnet. Als Anregungen können z.B. die ermittelten freien Kräfte und Momente auf den Motorblock aufgebracht werden.


Bedienung

Die Bedienung erfolgt unter der objektorientierten Benutzeroberfläche TeimOrbit®. Diese wurde eigens für komplexe CAE-Programme entwickelt und zeichnet sich durch eine grafisch interaktive Benutzeroberfläche aus.


Postprozess und Schnittstellen

Im Postprozess werden die berechneten Kennwerte in einer Vielzahl von Diagrammen dargestellt (kartesische, polare und Fourierdarstellung). Optional kann für das Postprozessing auch TeimView® eingesetzt werden.

Für den Export von Berechnungsergebnissen stehen mehrere Schnittstellen zur Verfügung: ASCII-, GIDAS-, Excel- und NDF-Format.


Online Dokumentation

V-ENGINE verfügt über eine umfangreiche Online-Dokumentation im HTML-Format.

In dieser werden die Programmfunktionen, die Datenformate und die Definitionen ausführlich erläutert.


Plattformen

  • Windows NT / 2000 / XP / Vista

  • SGI Irix

  • Linux x86