Studentische Abschlussarbeiten

Die Risiken und Konflikte bedingt durch den Klimawandel sind allgegenwärtig. Aufgrund dessen sind Reduktion der CO2-Emissionen, Recycling und Ressourcenschonung wesentliche Themen in allen Bereichen, so auch im Automobilbau. Politisch und gesellschaftlich wächst der Druck, Fahrzeuge umweltschonender herzustellen und betreiben zu können. Aktuell sind nur ca. 7,2% der globalen Ökonomie zirkulär. Um diesen Wert zu steigern, braucht es die Initiative der Industrie, der Politik und der Menschen. Das Ziel der Arbeit ist es, eine theoretische Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie zu modellieren. Es soll eine Wertschöpfungskette nach dem Cradle-to-Cradle-Prinzip erarbeitet, aufgestellt und analysiert werden. Dazu wird die Vorgehensweise im Konzept einer Ökobilanzierung strukturell angewendet. Die bestehende Wertschöpfungskette wird erarbeitet und ihre Herausforderungen analysiert. Darauf basierend werden im nächsten Schritt für die jeweiligen Fertigungsstufen nachhaltige Verbesserungsmöglichkeiten oder neue Herangehensweisen untersucht. Auch Lösungen im Forschungsstadium werden in der Ausarbeitung erfasst. Es wird unter Einbeziehung der verfügbaren Antriebstechnologien der CO2-Ausstoß bei Fahrzeugherstellung, Antriebsherstellung und im Betrieb quantifiziert und verglichen. Zuletzt wird in der Arbeit die Problematik der End-of-Life-Vehicle Rückführung thematisiert. Die Ergebnisse erbrachten eine Vielzahl an Technologien mit teilweise herausragendem Potential, die aktuelle Prozessschritte entweder optimieren oder mit neuen Produktionsmethoden gänzlich ersetzen könnten. Materialien aus Recycling oder auf biologischer Basis haben wesentliche Potentiale, um den CO2-Fußabdruck von Fahrzeugen zusätzlich zu mindern. Es stellte sich heraus, dass eine globale Elektrifizierung der Fahrzeugflotte nicht zwangsläufig die einzig wirksame Lösung ist und Power- oder Biomass-to-Liquid Kraftstoffe als Alternative eine zentrale Rolle einnehmen könnten. Missstände wurden in der fehlenden End-of-Life Handhabung, sowohl von Herstellern als auch durch die Politik, festgestellt und erste Lösungsansätzen erörtert. Da das zeitnahe Etablieren einer Kreislaufwirtschaft notwendig ist, müssen Vertreter aus allen Bereichen zielgerichtet mitwirken. Auf welche Weise dieses Ziel erreicht wird und welche technischen Wendungen dafür eintreten müssen, ist durch die jeweiligen Industrievertreter zu beschließen. Die Möglichkeiten sind multipel und die Kreislaufwirtschaft ist, wenn auch nicht vollständig, durchaus erreichbar.

In den letzten Jahren haben elektrische Antriebsvarianten bei Neufahrzeugen zugenommen. Elektrisch betriebene Fahrzeuge stoßen zwar keine Abgase aus, sind jedoch beim Fahren durch Reifenabrieb oder Bremsenreibung nicht emissionsfrei. Mit der neuen Euro-7-Norm sollen nun auch diese Emissionen, neben den Abgasgrenzwerten, in die Grenzwertfestlegung für neuzugelassene Fahrzeuge einbezogen werden. Durch die rekuperative Betriebsweise können Feinstaubemissionen im WLTP Brake Cycle beim Elektroantrieb deutlich verringert werden. Reibinduzierte Bremsanteile variieren je nach Elektrifizierungsgrad, weshalb der aktuelle Gesetzesvorschlag elektrifizierungsgradspezifische Korrekturfaktoren vorsieht. Ziel dieser Arbeit ist, anhand unterschiedlicher Abstraktionsgrade und Berechnungsmethoden die Plausibilität der Korrekturfaktoren zu untersuchen. Für die Berechnungen werden Daten aus dem WLTP-Bremszyklus herangezogen. Im Rahmen einer theoretischen Analyse wird der Fahrzyklus für einen Audi e-tron untersucht, um das Maß möglicher Rekuperation während einer Messfahrt zu ermitteln. Des Weiteren werden im Vorfeld notwendige Annahmen getroffen, insbesondere in Bezug auf das Brake Blending. Im zweiten Schritt werden Simulationsdateien aus Hardware-in-the-Loop-Prüfstandsmessungen ausgewertet. Ziel ist es, das Verhältnis zwischen der rekuperativen und reibungsinduzierten Bremsarten herauszuarbeiten. Anschließend wird ein Testlauf auf einem Vier-Rollen-Prüfstand durchgeführt. Dabei werden die Anteile der Rekuperation untersucht und potenzielle Schwierigkeiten während Messung und Auswertung betrachtet. In der theoretischen Auswertung wurden die Korrekturfaktoren erfolgreich angewendet. Mit zunehmender Realitätsannäherung traten vermehrt Schwierigkeiten bei der Analyse auf. Es hat sich herausgestellt, dass es zahlreiche Einflussfaktoren der Ergebnisse gibt. Es müssen alle relevanten Einflüsse sorgfältig aufbereitet werden, um eine korrekte und objektive Analyse zu gewährleisten. Zur Aussage, inwieweit die Korrekturfaktoren repräsentativ sind, sind einige Vorabinformationen notwendig. Bei der Messfahrt auf dem Vier-Rollen-Prüfstand traten zudem Probleme auf, die eine Auswertung unmöglich machten. Zahlreiche Faktoren können das Rekuperationsvermögen eines Elektromotors verschlechtern oder verhindern, weshalb bei der Festlegung der Korrekturfaktoren diese beachtet werden müssen.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Messkonzepts zur Erfassung der Emissionsverteilung im Fahrzeugnachlauf eines Messfahrzeuges. In den letzten Jahrzehnten wird besondere Beachtung auf die Feinstaubbelastung, insbesondere auf die in urbanen Gebieten überschrittenen PM10 Richtwerte der WHO, gelegt. Vor allem die Automobilbranche trägt hierbei in großen Teilen sowohl zur Entstehung als auch zum Transport des Feinstaubes bei. Zu den Transportmechanismen des Feinstaubes zählen zum größten Teil das Strömungsverhalten im Fahrzeugnachlauf sowie die Resuspension der Partikel von der Fahrbahn. Um diese Prozesse abseits einer Simulation zu erfassen und darzustellen, wurden im Rahmen dieser Arbeit eingangs die Grundlagen zu den Themen Feinstaubemissionen, Kraftfahrzeugreifen, Elastomerreibung und Transportmechanismen von Feinstaub behandelt und Untersuchungen zum aktuellen Stand der Technik geschaffen. Dabei wurde geprüft welche Sensoren sich für die Anwendung eignen und welche Studien zu dem Thema vorhanden sind. Anhand eines Konstruktiver Entwicklungsprozess (KEP) wurde ein Messraster entwickelt, welches die Verteilung des Feinstaubes im Fahrzeugnachlauf messen kann. Vom Fachgebiet Fahrzeugtechnik an der TU Ilmenau, wurde ein Messfahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei der Entwicklung des Messrasters wurde auf eine hohe Variabilität geachtet, um im späteren Forschungsverlauf auch mit anderen Fahrzeugen ähnliche Tests durchführen zu können. Ergebnis der Arbeit ist ein Messraster, mit welchem die Konzentration von Feinstaub an verschiedenen Punkten entlang der Höhe und Breite des Fahrzeugnachlaufes gemessen werden kann. Durch die Verschiebung des Messrasters kann zusätzlich die dritte Dimension entlang der Fahrzeuglängsachse hinzugefügt und erfasst werden. Zusätzlich zur Konstruktion und Fertigung des Messrasters, wurden Versuchsfahrten zur Validierung durchgeführt. Dabei wurde aufgezeigt, dass das entwickelte Messraster in der Lage ist, entstandene Feinstaubkonzentrationen zu detektieren und zu quantifizieren. Die Testmessungen zeigten, dass die Feinstaubentstehung und -aufwirbelung von der Fahrgeschwindigkeit und den durchgeführten Fahrmanövern abhängig ist. Eine erhöhte Fahrgeschwindigkeit führte dabei zu einer Erhöhung der Feinstaubaufwirbelung. Auch das Durchführen von Bremsungen führte zu stark erhöhten Feinstaubkonzentrationen.

Die Radschlupfregelung in Form des Antiblockiersystems (ABS) ist eines der wichtigsten und weit verbreitetsten, aktiven Sicherheitssysteme im Fahrzeug. Gängige Algorithmen beruhen dabei immer noch auf empirisch-heuristischen Regeln, die sich aufgrund ihrer Robustheit bis heute bewährt haben, aber auch bedeutende Nachteile haben. Mittlerweile gibt es auch kontinuierliche Regelansätze, die den Radschlupf durchgehend (kontinuierlich) auf das gegenwärtige Optimum einstellen und somit eine verbesserte Leistung versprechen. Besonders vor dem Hintergrund des zunehmenden Anteils mechatronischer Fahrwerkssysteme und vor allem der Zuwachs entkoppelter Bremssysteme begünstigen deren weitere Erforschung aufgrund verbesserter Systemdynamik und fahrerunabhängiger Ansteuerung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer kontinuierlichen Radschlupfregelung für ein hybrides Brake-by-Wire System mit unabhängig voneinander geregelten Aktoren an Vorder- und Hinterachse. Dazu wurde eine bereits bestehende Regelung aufgrund identifizierter Schwächen strukturell modifiziert, um separate Regelparameter an beiden Achsen umzusetzen, damit Systemdynamiken optimal genutzt und die aktive Fahrzeugsicherheit so verbessert werden kann. Die Überprüfung der Wirksamkeit der Modifikationen erfolgte mithilfe von Simulationen verschiedener Bremsmanöver unter Nutzung des realen Bremssystems auf einem Komponentenprüfstand des Fachgebiets Fahrzeugtechnik an der Technischen Universität Ilmenau. Dabei zeigten die Ergebnisse eine deutliche Verbesserung der zuvor definierten Leistungsindikatoren (engl.: Key Performance Indices Indicators, KPIs) gegenüber dem regelbasierten Algorithmus sowie dem alten Reglertuning, welches für beide Achsen identisch war. Die vorliegende Arbeit bestätigt damit das Potential kontinuierlicher Regelungsansätze für zukünftige Fahrzeuggenerationen mit entkoppelten (Brems-)Systemen.

Fahrzeuge sicherer zu gestalten äußert sich in dem Trend, zunehmend Assistenzsysteme in Fahrzeugen zu integrieren. Die Elektrifizierung des Antriebsstranges eröffnet dabei neue Möglichkeiten solche Systeme umzusetzen und dadurch auf die Fahrdynamik Einfluss zu nehmen. Besonders Einzelradantriebe, die aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise radindividuell und mit hoher Dynamik und Genauigkeit gesteuert werden können, eignen sich für die Umsetzung einer aktiven Drehmomentenverteilung (engl. Torque Vectoring). In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer Methodik für eine solche intelligente Drehmomentenverteilung an einem batterieelektrischen Fahrzeug mit Einzelradantrieben beschrieben. Ziel der Methodik ist die Verbesserung der Fahrzeugsicherheit in querdynamischen Fahrsituationen. Hierfür wird zuerst eine Regelstruktur erarbeitet, bei der jede Komponente ein Teilmodell repräsentiert und eine bestimmte Funktion erfüllt, wie z.B. die Sollgrößenermittlung als auch die Stellgrößengenerierung. Ein PID-Regler ermittelt dafür auf Basis des Gierratenfehlers ein Giermomentenbedarf. Durch einen Algorithmus wird in Abhängigkeit der Fahrsituation der Giermomentenbedarf durch eine Verteilung der Raddrehmomente umgesetzt. Mithilfe einer modellgestützten Umgebung erfolgt die Evaluierung der Regelung anhand eigener, objektiver Leistungsindikatoren in verschiedenen, dynamischen Fahrmanövern. Durch die quantitative Bewertung der geregelten und ungeregelten Fahrt konnte so die Funktionalität und die Verbesserung gegenüber dem ungeregelten Fall nachgewiesen werden.

Fahrassistenzsysteme sind wichtiger Bestandteil moderner Fahrzeuge. Sie tragen nicht nur zum Fahrkomfort bei, sondern sind auch essenziell für die Fahrsicherheit. Damit Assistenzsysteme in die Fahrzeugführung eingreifen können, kommt es im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung des Gesamtfahrzeugs auch zu einer Elektrifizierung von Teilkomponenten wie der Lenkanlage, der Bremsanlage und des Antriebsstrangs. Überlagerungslenkungen sowie vollständig mechanisch entkoppelte Steer-by-Wire-Systeme können über Elektromotoren eigenständig Lenkmomente aufbringen, um im Notfall unabhängig vom Fahrer eine Kurskorrektur vornehmen zu können. Für die Entwicklung dieser Systeme ist es erforderlich, die Komponenten software- und hardwareseitig erproben zu können, ohne auf die Bereitstellung eines Testfahrzeugs angewiesen zu sein, und ohne dass eine Gefahr für einen menschlichen Testfahrer besteht. Methoden für die virtuelle Erprobung sind heutzutage mehr und mehr verbreitet. Dies lässt sich mithilfe sogenannter X-in-the-Loop-Umgebungen realisieren, mit denen im Rahmen von Co-Simulationen auch mehrere Komponenten parallel getestet werden können. Das Fachgebiet Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau hat einen Lenkungsprüfstand, der in einer X-in-the-Loop-Umgebung eingesetzt werden soll. Dafür wurde im Rahmen dieser Arbeit eine echtzeitfähige, modellbasierte Ansteuerung des Prüfstands entwickelt und untersucht, um erste Erkenntnisse über eine mögliche Ansteuerung des realen Prüfstands zu erlangen. Mithilfe von auf der Prüfstandsgeometrie basierenden Übertragungsfunktionen ist sowohl eine Kraft- als auch eine Hubregelung virtuell nachstellbar und wurde mit verschiedenen Fahrzeugmodellen in diversen simulierten Fahrmanövern untersucht. Zusätzlich wurde ein Konzept für die grafische Nutzeroberfläche erstellt, mit welcher der Prüfstand später bedient werden soll.

Der Fokus dieser Arbeit liegt auf dem Entwicklungsprozess einer 10"-Radbaugruppe für ein Formula Student Fahrzeug mit Radnabenmotoren. Im einem ersten Schritt wird der Entwicklungsprozess technischer Produkte aufgezeigt und auf die Anforderungen und Rahmenbedingungen der Formula Student übertragen. Im zweiten Schritt werden nach der Bewertung und Auswahl der Reifen und Motoren Anforderungen definiert sowie ein Getriebekonzept und verschiedene Übersetzungsaufteilungen erarbeitet. Diese werden mit einer Software zur Getriebeauslegung überschlägig berechnet und bewertet. Das ausgewählte Planetengetriebe mit hohlradseitigem Abtrieb wird optimiert und mit der Lagerung und Abdichtung in ein 3D-Model überführt. Zudem wird der Konstruktionsprozess sowie die strukturmechanische Validierung der tragenden Bauteile aufgezeigt. Abschließend wird der radseitige Teil der Bremsanlage und die statische Bremskraftverteilung unter Berücksichtigung der an die Verzögerungsleistung im autonomen Betrieb gestellten Anforderungen ausgelegt. Dafür werden Bremsbeläge verglichen sowie Untersuchungen zum Einfluss der Nut- und Dichtungsgeometrie auf das Lüftspiel durchgeführt. Letztlich werden die Bauarten und die strukturmechanische Validierung der Bremssattel beschrieben.

Während Bremsmanövern von Fahrzeugen kommt es zu einer ausgeprägten Schwerpunktverlagerung, welche intensive Aufbaubewegungen, das Bremsnicken, hervorruft. In Abhängigkeit der Bremsdynamik und Fahrwerksdämpfung, treten dabei mehr oder minder große Schwingungen auf, die den Bremsvorgang und schließlich auch die Insassen in vielerlei Hinsicht beeinflussen, im Extremfall sogar die Handlungsfähigkeit des Fahrers. Ziel dieser vorliegenden Arbeit war es, das Potential einer Kompensationsregelung für semi-aktive Dämpfersysteme zur Unterdrückung dieser Aufbaubewegungen zu untersuchen. Da magnetorheologischen Dämpfersystemen derzeit von Forschung und Industrie ein hohes Potential zugeschrieben wird, erfolgt die Untersuchung beispielhaft anhand eines solchen Systems, welches in einem batterieelektrischen Sport Utility Vehicle (SUV) verbaut ist. Zur Umsetzung der Aufgabe erfolgte im ersten Schritt die Entwicklung eines entsprechenden Regelalgorithmus in Matlab®/Simulink® . Über die Einbindung des Reglers in ein Fahrzeugmodell in der Fahrdynamiksoftware CarMaker wurden die Leistungsfähigkeit und Robustheit in verschiedenen fahrdynamischen Manövern anhand selbstdefinierter Leistungsindikatoren hinsichtlich Fahrsicherheit, Fahrverhalten und Komfort bewertet und mit einem passiven Dämpfersystem verglichen . Insbesondere durch eine Reduktion der Nickbeschleunigungen um bis zu 20 % und der vertikalen Beschleunigung im normalen Anwendungsfall sogar auf etwa die Hälfte konnte hierbei die Aufbaudynamik bedeutend zu Gunsten eines gesteigerten Komforts und geringerer Radlastschwankungen eingedämmt werden, ohne dabei die Fahrsicherheit oder Fahrstabilität merklich negativ zu beeinflussen.

In der vorliegenden Arbeit werden Einflussparameter auf das akustische Verhalten einer 10-poligen permanenterregten Synchronmaschine mit 30 Nuten untersucht. Mittels einer multiphysikalischen Modellierung durch ein elektromagnetisches 2D-FEM-Modell in ANSYS und der strukturdynamischen Modellierung in ANSA für den 3D-FEM-Solver PERMAS werden akustisch und schwingungstechnisch relevante Eigenschaften identifiziert und untersucht. In der elektromagnetischen Simulation können die Kräfte im Luftspalt berechnet werden, die im Weiteren als Anregungskräfte des Stators inkl. Statorträgers und Lagerschild definiert werden. Dazu konnten relevante zeitliche Schwingungsordnungen ermittelt und in Form von harmonisch schwingenden Kräften an der Zahnkopfinnenfläche aufgebracht werden. Der Stator wird als homogenisierter transversalisotropes Materialmodell abgebildet. Durch kann die 3D-FEM-Simulation wird daraufhin die Oberflächenanregung bzw. die abgestrahlte Schallleistung simuliert. Die Methode konnte angewandt werden, um und den Einfluss der Temperatur, des modalen Dämpfungswerts und der Übermaßverbindung zwischen Statorsegmenten und Statorträger zu untersuchen und das elektromagnetische Design akustisch zu optimieren. Dies geschieht durch die Schrägung des Rotors. Durch die Schrägung werden das Nutrastmoment und die Drehmomentrippel verringert. Dadurch konnte eine deutliche Verringerung der abgestrahlten Schallleistung erreicht werden.

Im Zuge des Trends hin zum hochautomatisierten Fahren und der dadurch steigenden Komplexität der integrierten Systeme wird die Erforderlichkeit neuer Entwicklungsmethoden wie dem Vehicle-in-the-Loop-Ansatz immer deutlicher. Bei der Vernetzung nach dem X-in-the-Loop-Ansatz entstehen je nach Übertragungstechnologie unterschiedlich hohe Latenzen, welche eine zeitliche Verzögerung im Datenaustausch bedingen und somit zu gewissen Fehlern führen. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Entwicklung und Validierung geeigneter Prädiktionsmethoden, um durch die Minderung dieser latenzbedingten Fehler eine Optimierung von Vehicle-in-the-Loop-Methoden zu erzielen. Ebenso werden kooperative Fahrszenarien vorgestellt, mit denen zukünftig verschiedenste Strategien für autonomes oder hochautomatisiertes Fahren im Rahmen dieser Entwicklungsmethode genauer untersucht werden können.

In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, wie mithilfe szenariobasierter Simulation die Sicherheitsüberprüfung automatisierten Fahrens im Mischverkehr (Interaktion mit konventionellen Fahrzeugen) durchgeführt und optimiert werden kann. Die Berücksichtigung des Mischverkehrs ist relevant, da automatisiertes Fahren nur schrittweise in den Verkehr integriert werden kann. Bei der Entwicklung automatisierter Fahrfunktionen im Mischverkehr wird es künftig zu einem erhöhten Aufwand in Bezug auf Testumfänge kommen. Da keine einheitlichen Regeln zur Zulassung und Prüfung neuer Fahrerassistenzsysteme und Fahrfunktionen höherer Automatisierung vorliegen, werden neue Verfahren und Testmethoden benötigt. In der Arbeit werden theoretische Grundlagen zur Fahrsicherheit und zum autonomen Fahren behandelt. Außerdem werden der aktuelle Stand der Technik und gängige Testverfahren dargestellt. Aufbauend auf diesen Analysen wird eine allgemeingültige Vorgehensweise entwickelt, um den Absicherungsprozess von Fahrsicherheit im automatisierten Verkehr zu unterstützen. Im Vordergrund steht die Analyse der Fahrsicherheit in der Interaktion von mindestens zwei Personenkraftfahrzeugen im Mischverkehr. Es wird ein Testmanöverkatalog erarbeitet, der konkrete Anwendungsfälle beinhaltet. Diese Anwendungsfälle werden mittels Szenarienbeschreibungen und Formeln ausführlich dargestellt und beinhalten verschiedene Verkehrssituationen in der Stadt, auf dem Land und auf der Autobahn. Es werden unterschiedliche Grade der Automatisierung – das völlig autonome Fahren, das Fahren mit Fahrerassistenz und das manuellen Fahren – beschrieben und im jeweiligen Anwendungsfall variiert. Da Fahrmanöver mit einem ausgeprägten Unfallpotenzial kaum in der Realität geprüft werden können, wurden sie mithilfe von Simulationen durchgeführt und ausgewertet. Das Ergebnis dieser Arbeit ist, dass zur Optimierung der Fahrsicherheit zusätzliche Sensorik sinnvoll ist und ein kooperatives Fahrverhalten im Fokus stehen sollte. Außerdem wird ein Vorschlag zur Bewertung der Sicherheit einzelner Fahrmanöver in Form konkreter Key-Performance-Indikatoren angegeben.

Derzeit ist die Automobilindustrie eine schnell wachsende Branche in Bezug auf die Herstellung von Maschinen, bei denen Abgasemissionen sowie Feinstaub möglich sind, wenn beispielsweise Automobilgummi mit der Straße in Berührung kommt. Diese Emissionen sind für Mensch und Umwelt insgesamt sehr schädlich, daher müssen diese Emissionen gemessen und nach Möglichkeit auf ein Minimum reduziert werden. Wenn wir die Abgasemissionen betrachten, dann sind diese Emissionen bei Neuwagen bereits seit Mitte des 20.Jahrhunderts begrenzt, wobei die Hersteller jedes Jahr auf immer kleinere Zahlen kommen. Es fällt auf, dass diese Abgasemissionen inzwischen bereits zahlenmäßig den Nicht-Abgasemissionen gleichkommen, was für Ingenieure neue Fragen aufwirft. Daher entwickelt derzeit der Fachbereich Kraftfahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau Messgeräte zur Analyse von Emissionen von Bremssystemen und Emissionen im Zusammenhang mit Reifen. In dieser Masterarbeit wird eine Reifenemissionsanalyse-Messeinheit betrachtet. Diese Messeinheit ist experimentell und hat weltweit keine Analoga, daher gibt es Probleme, die das Department of Automotive Engineering mit der Erweiterung dieses Bereichs löst. In diesem Stadium gibt es Probleme mit der Messung des Radwinkels und der Belastung des Rades, daher ist es in dieser Arbeit notwendig, Lösungen für diese Probleme bereitzustellen. Vergleichen Sie mehrere Optionen und wählen Sie die beste aus allen aus.

Zielsetzung dieser Arbeit war es, einen neuen Ansatz zu entwickeln, niederfrequente Schwingungsphänomene in der Radbremse simulationsgestützt abzubilden, um den Entwicklungsprozess zukünftiger Bremssysteme in einem frühen Stadium zu erweitern. Im Rahmen der Recherche wurde dabei das niederfrequente Phänomen des Bremsenrubbelns als besonders relevant identifiziert. Dieses kann zu komfortmindernden und z. T. sicherheitskritischen Schwingungen im Brems- und Lenksystem führen, welche gleichzeitig eine der häufigsten Ursachen für Inanspruchnahme von Garantieleistungen darstellen.Eine weiterführende Literaturrecherche konnte zeigen, dass bereits viele Untersuchungen zur Klärung der Ursache des Phänomens, sowie zur Analyse passiver und aktiver Kompensationsmethoden getätigt wurden. Eine große Limitation dieser Untersuchungen stellte an vielen Punkten die Einschränkung dar, dass sich das Phänomen nicht ohne weiteres an Prüfständen oder mittels Simulationen abbilden lässt. Problem ist hierbei, dass sich am Prüfstand zwar prinzipiell alle relevanten Komponenten integrieren lassen, die Messtechnik im Bereich der rotierenden Bremsscheibe jedoch ein Hindernis darstellt. Hinsichtlich simulativer Methoden ist es notwendig, verschiedene Domänen zu koppeln, da das Bremssystem inkl. Regelung mittels analytischer Modelle abgebildet werden kann, jedoch die thermischen und strukturmechanischen Prozesse an der Bremsscheibe die Verwendung von FE-Modellen benötigen. Deshalb erfolgte im Rahmen dieser Arbeit eine Machbarkeitsstudie eine solche Simulationsumgebung zu entwickeln. Für die Kopplung der Simulationsdomänen wurde die Software Matlab®/Simulink® der Firma The MathWorks Inc. gewählt. Zudem steht ein Simulink-Modell eines EHBs zur Verfügung, welches im Vorfeld im Rahmen einer Projektarbeit vom Autor erstellt (s. [1]) und im Zuge der Integration in die Co-Simulation erweitert wurde. Für die Simulation der Thermik und Strukturmechanik der Bremsscheibe erfolgt die Nutzung der PDE Toolbox, welche die Möglichkeit bietet entsprechende FE-Analysen mit zuvor importierten CAD-Modellen durchzuführen. Um das EHB-Modell mit den FE-Modellen koppeln zu können wurde ein neuartiger Ansatz vorgestellt, welcher die Simulationen, ähnlich dem FMI-Standard, bestimmte Berechnungsintervalle simulieren lässt und an festgelegten Synchronisierungspunkten einen Datenaustausch ermöglicht. Im Detail werden Berechnungsintervalle von 0,001s gewählt, die Simulationen gestaffelt ausgeführt und die Ausgabewerte als Anfangsbedingungen für die folgenden Simulationen übergeben. Zur Plausibilisierung der Simulationsergebnisse erfolgte der Abgleich mit einem Prüfstandlauf eines AK-Master Testzyklus an einem SMP des Fachgebiets Fahrzeugtechnik der TU Ilmenau. Mit Hilfe der Daten des Prüfstandlaufs konnte die Thermiksimulation erfolgreich anhand des realen Temperaturverhaltens während des Bremsvorgangs optimiert werden. Darüber hinaus erfolgten einige Grundlagenuntersuchungen des stationären Verhaltens der FE-Modelle, wobei eine Einschätzung der Ergebnisse anhand einschlägiger Literatur erfolgte und die Aussagekraft der Modelle zeigen konnte. Die Plausibilisierung des EHB-Modells erfolgte bereits im Vorfeld im Rahmen der genannten Projektarbeit. Die Ergebnisse der Co-Simulation konnten schlussendlich zeigen, dass sich die komplexen Wechselwirkungen, wie sie bei Schwingungsphänomenen an der Reibungsbremse auftreten, abbilden lassen. So zeigten sich eindeutige Korrelationen zwischen Scheibenverformung und Bremsdruckschwankungen in den Auswertungen. Aufgrund der Unkenntnis über viele der relevanten Materialparameter ließen sich im simulierten Zeitraum (<4s) keine direkten Einflüsse auf das resultierende Temperaturfeld feststellen. Es wird jedoch erwartet, dass mit Erarbeitung einer Datenbasis der exakten Systemparameter auch die Einflüsse auf die Temperaturverteilung sichtbar werden. Insgesamt konnte die Machbarkeitsstudie jedoch deutlich zeigen, dass eine gesamtheitliche, simulative Abbildung der relevanten Prozesse mit dem vorliegenden Konzept möglich ist.

Straßenverkehr ist seit lange eine wichtige Quelle von Schadstoffen wie NOx und Partikel. Im Laufe Zeit werden die Emissionsgrenzwerte immer verschärft, deshalb ist es notwendig die Emissionen tief zu betrachten. In der Zukunft fahren immer mehr E-Autos auf Straßen. Sie stoßen kein Abgas mehr aus, sondern Nicht-Abgas-Emission wie Reifen- und Bremsenpartikel. Die traditionelle RDE-Richtlinie ist eigentlich für die Abgasemission entwickelt. Ziel dieser Arbeit ist einen dynamischen Messzyklus zu entwickeln und die Messfahrten auf den beiden Zyklen durchzuführen. Die neuen Messgeräte mit Fokus auf den Reifen- und Fahrbahnabrieb werden am Versuchsfahrzeug VW T6 umgebaut. Die benötigten Fahrzeugdaten werden durch CAN-Bus System und VBox gespeichert und abgelesen. Die Partikelanzahlen nach Größenstufen werden vom Messgerät OPS gezählt. Dadurch werden die Vorder- und Hinterachsen in Bezug auf die Partikelemission verglichen. Dazu werden die Diagramme der Partikelanzahl, der Fahrgeschwindigkeit, der Längs- und Querbeschleunigung durch Matlab erstellt und ausgewertet. Außerdem wird die mikroskopische Auswertung mit Hilfe der im OPS eingesetzten Filtern ebenfalls durchgeführt. Die Fahrgeschwindigkeit selbst ist nicht Einflussfaktor auf die Partikelemission, sondern die Geschwindigkeitsänderung. Aber die Geschwindigkeitsänderung kann man hier nicht einfach als Beschleunigung oder Verzögerung bewerten. Weil eine große Beschleunigung oder Verzögerung nicht zur Spitze der Partikelemission führen muss. Die Vorderachse wirkt bei der Partikelemission bei Beschleunigungs- und Bremsvorgang deutlicher als die Hinterachse, weil das Versuchsfahrzeug einen Vorderachsantrieb besitzt.

Abgasemissionen waren schon immer ein extremes Problem für unsere Umwelt und den Menschen, die unter anderem zur globalen Erwärmung und zu gesundheitlichen Problemen beiträgt. Nach strengen Vorschriften und der Markteinführung der Elektromobilität hat sich die Reduzierung der Abgasemissionen deutlich verbessert. Allmählich rücken die abgasfernen Emissionen (non-exhaust emissions, NEE) auf die Tagesordnung von Bremsen- und Reifenherstellern, Universitäten, Forschung und sogar der Politik. Es ist zu erwarten, dass in den nächsten Jahren auch für Reifenabriebpartikel (Tyre-road-wear particles, TRWP) Vorschriften erlassen werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung eines LSTM (Long Short-Term Memory) in Python zur Vorhersage von Reifenemissionen unter verschiedenen Fahrbedingungen, unter Verwendung von Messdaten aus Fahrversuchen sowohl auf einem Prüfstand als auch auf der Straße. Identifizierte Parameter wie Temperatur, Geschwindigkeit, Schräglaufwinkel und Drehmoment wurden als signifikante Einflussgrößen für das Training des Modells berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass das LSTM-Netzwerk ein leistungsfähiges Werkzeug für Sequenzvorhersageprobleme ist und sich als sehr effizient erwiesen hat.

Mit der zunehmenden Verbreitung intelligenter Fahrzeuge hat die adaptive Geschwindigkeitsregelung als ein Fahrassistenzsystem viel Aufmerksamkeit erhalten, weil sie die psychische Belastung des Fahrers verringern und die Anzahl der durch Fehlbedienung verursachten Unfälle reduzieren kann. Die Funktion der adaptiven Geschwindigkeitsregelung besteht darin, dem Zielfahrzeug zu folgen und den gewünschten Abstand zu ihm einzuhalten oder mit der gewünschten Fahrgeschwindigkeit zu fahren. Das Entscheidungssystem der adaptiven Geschwindigkeitsregelung besteht aus dem oberen ACC-Regler und dem unteren ACC-Regler. Der obere ACC-Regler entscheidet den Regelungsmodus in Abhängigkeit vom Abstand zum Zielfahrzeug. Wenn der Abstand zum Zielfahrzeug größer ist als der Sicherheitsabstand, fährt das Fahrzeug mit der vom Fahrer gewünschten Fahrgeschwindigkeit. Wenn der Abstand zum Zielfahrzeug geringer ist als der gewünschte Sicherheitsabstand, fährt das Fahrzeug mit dem gewünschten Sicherheitsabstand zum Zielfahrzeug. Wenn der Abstand zum Zielfahrzeug geringer als der angegebene Mindestabstand ist oder der Fahrer das Bremspedal betätigt, kann die adaptive Geschwindigkeitsregelung vorübergehend ausgeschaltet werden. Der untere ACC-Regler regelt das Antriebs- und Bremssystem anhand der vom oberen ACC-Regler berechneten Längsbeschleunigung, um die Längsbewegung des Fahrzeugs zu regeln. Weil die Funktionsstruktur des automatischen Fahrens immer besser wird, sind komplexe Wahrnehmungssysteme und Entscheidungsalgorithmen eingeführt worden.Die in der ISO 26262 vorgesehene Analyse funktionaler Sicherheitsprobleme aufgrund von Ausfallrisiken kann den Anforderungen an die Sicherheitsanalyse hochkomplexer Systeme nicht mehr gerecht werden. Sicherheitsrisiken der Sollfunktionen, die sich ergeben, wenn es nicht zu einem Systemausfall kommt, werden zunehmend geschätzt. Bei der Entwicklung der adaptiven Geschwindigkeitsregelung gemäß ISO 21448 werden die Funktionen und das System spezifiziert und dann werden die Gefahren- und Sicherheitsanalyse für die Sicherheit der Sollfunktion durch Verwendung von HAZOP, STPA, funktionale FMEA durchgeführt. Nach dieser Analyse werden die potenziellen Gefahren auf der Fahrzeugebene und derer Ursachen abgeleitet. Dann sind Identifizierung und Bewertung der auslösenden Ereignisse für die Gefahren erforderlich, die speziell für die Analyse der Sicherheit der Sollfunktion ist. Wenn das Risiko des auslösenden Ereignisses inakzeptabel ist, werden die Funktionen verbessert oder die Anwendungsfälle eingeschränkt. Die Spezifikationen des Systems und der Funktionen müssen dann wieder aktualisiert werden, um die potenziellen Risiken zu vermeiden. Schließlich werden die bekannten Gefahrenszenarien und die unbekannten Gefahrenszenarien für die adaptive Geschwindigkeitsregelung verifiziert und validiert.

Um die Verbrennungsmotorenentwicklung konform zukünftiger Abgasgesetzgebung zu leisten, sollen in dieser Arbeit Emissionsmodelle entwickelt werden, welche auf einem HIL-Prüfstand eingesetzt werden können. Dadurch soll die prädiktive Bestimmung der Emissionen in stationären Betriebspunkten sowie transienten Zyklen in Echtzeit ermöglicht werden. Untersucht werden die Rohemissionen von Stickoxiden, Rußpartikelmasse, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid. Neben der Erstellung eines FRM in GT-POWER sollen FFNN eingesetzt werden, um die Emissionen schnellstmöglich zu berechnen. Jede Emission soll ein eigenes datengetriebenes Modell erhalten. Die Kombination aus Emissionsmessungen, physikalischem Modell und maschinellen Lernansätzen wird als hybride Emissionsmodellierung bezeichnet. Nach einem Kapitel zur physikalischen Entstehung von Rohemissionen und den Grundlagen des maschinellen Lernens erfolgt die Erstellung der hybriden Modelle. Zur Erstellung einer Datenbasis für das Training der FFNN wird ein FRM in GT-POWER kalibriert und in 5388 stationären Betriebspunkten simuliert. Nach Anwendung einer LASSO Feature Selection werden ausgewählte Simulationsparameter für das Training in Python verwendet. Hier werden statistische Muster der Eingangsfeatures mit den Emissionsmessungen in 80% der 5833 stationären Betriebspunkten angelernt. Zur Hyperparameteroptimierung finden die Verfahren Manual Search, Grid Search und Bayes’sche Optimierung Anwendung. Eine Beurteilung der Trainingsergebnisse findet im Kapitel ’Stationäre Validierung’ statt. Im Training werden Ergebnisse >99% Bestimmtheitsmaß ermittelt. Für den Testdatensatz (20% der Gesamtdaten) fallen die Ergebnisse auf 98-84% ab. Für die transiente Schadstoffsimulation werden die an stationären Daten trainierten Modelle anhand von Schadstoffmessungen für den WHTC- und FTP-Zyklus validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass dem Emissionsverlauf grob gefolgt werden kann, jedoch das Bestimmtheitsmaß stark durch zahlreiche Ausreißer beeinflusst wird. Die Abweichungen der kumulativen Emissionsmengen liegen nur bei 3-10% Fehler zu den am Prüfstand tatsächlichen gemessenen Rohemissionen. Eine Analyse ergibt, dass FFNN empfindlich auf die Überschreitung des trainierten Trainingsbereich reagieren. Abschließend werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die Ergebnisse der transienten Simulation weiter verbessert werden können.

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Retrofit-Konzeptes für den Methanol-Betrieb einer Zweitakt-Langsamläufer-Hauptmaschine aus Sicht des Systems Engineering. Dabei liegt der Fokus auf der Ausarbeitung diverser Mikro- und Makroanforderungen für die Durchführung eines solchen Projektes. Zunächst wird die Theorie zu Methanol als Kraftstoff aufbereitet. Die grundlegenden Eigenschaften sowie besondere Aspekte bezüglich Produktion und Lagerung gehen einer Beschreibung der innermotorischen Effekte von Methanol vorweg. Dazu gehören die Besonderheiten während der Einspritzung und Gemischbildung sowie die anschließende Verbrennung und das Emissionsverhalten. Abschließend wird in diesem Kapitel die Materialverträglichkeit sowie die Schmierfähigkeit von Methanol analysiert. Im Stand der Technik wird die Arbeitsweise moderner langsamlaufender Zweitaktmotoren erläutert. Dem folgt eine Diskussion der möglichen Brennverfahren mit der Wahl des DFVerfahrens für das Retrofit-Projekt. Nachdem der Zielmotor (Wärtsilä 7RT-flex50-B) sowie der bauähnliche LNG-DF-Motor (WinGD RT-flex50DF) vorgestellt werden, folgt eine Analyse bereits umgesetzter Methanol-Retrofits sowie Methanol-Neuentwicklungen aus der Schifffahrtsindustrie. Dabei liegt der Fokus auf der Auslegung des Methanol-Kraftstoffsystems sowie notwendiger zusätzlicher Komponenten und Sicherheitsvorkehrungen. Die Konzeptentwicklung des Retrofit wird schließlich in die Kategorien „Konstruktion und Design“, „Komponenten“, „Verbrennung, Einspritzung und Emissionen“ und „Motorsteuergerät und -regelung“ unterteilt. Übergeordnet steht eine Tabelle mit Gesamtanforderungen an das System, welche in den einzelnen Kapiteln in weitere Mikroanforderungen aufgegliedert werden. Somit steht am Ende der Arbeit eine Reihe an Anforderungen, Hinweisen und Vorschlägen für die Umsetzung des Methanol-Retrofit-Projektes zur Verfügung. Es besteht schließlich ein vielversprechendes Motorkonzept, welches die Möglichkeit bietet, nennenswert CO2- sowie NOx-Emissionen einzusparen. Es stellen sich jedoch ebenfalls komplexe Themenbereiche heraus, welche das Projekt vor große Herausforderungen stellen. Dazu gehören die Entwicklung eines passenden Niederdruck-Methanol-Injektors sowie die Einhaltung des IGF-Code in der Umsetzung eines komplexen Kraftstoffsystems.

Durch die zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstranges verändert sich die Bremsstrategie von teilweise und vollständig elektrischen Fahrzeugen. Der verbaute Elektromotor, welche vorrangig im motorischen Betrieb als Antrieb genutzt wird, kann zusätzlich im generatorischen Betrieb eingesetzt werden, um das Fahrzeug zu verzögern. Diese Umwandlung der kinetischen Energie der Rotation des Rades in elektrische Energie wird als Rekuperation bezeichnet. Für die mechanische Bremsanlage folgen daraus lange Phasen der Inaktivität und eine deutlich schwächere Aktuierung im Vergleich zu einer konventionellen Betriebsweise. In der vorliegenden Arbeit werden die Oberflächenveränderungen als Folge einer rekuperativen Betriebsweise auf Bremsbelag und Bremsscheibe untersucht. Dafür wurden drei verschiedene Bremsbelagtypen auf einer Grauguss-Bremsscheibe am Schwungmassenprüfstand mit einer rekuperativen Betriebsweise belastet. Der veränderte Tribofilm wird physikalisch und chemisch analysiert. Dazu gehören die Auswertung des veränderten Reibverhaltens, thermografische Aufnahmen ausgewählter Bremsungen, hochauflösende mikroskopische Aufnahmen der Oberflächen, die Auswertung der Oberflächenrauheit sowie eine chemische Analyse der Oberflächen mit Hilfe einer EDX- und XPS-Analyse. Ergänzend dazu soll das Reibverhalten des Tribofilms unter anhaltender Belastung und unter Einfluss eines Wasserfilms beleuchtet werden. Zusätzlich soll die Neigung zu möglicher Fischchenbildung beobachtet werden. Nach der rekuperativen Belastung äußert sich der veränderte Tribofilm charakteristisch als brauner Staub. Dieser führt bei allen Reibpaarungen zu niedrigeren Reibwerten, im Vergleich zu den Reibwerten nach einer konventionellen Belastung. Da der braune Staub sich vermutlich in Kavitäten und Hohlräumen der Oberflächenstrukturen ablagert, sind die rekuperativ belastetet Belägen und Scheiben weniger rau, als die konventionell belasteten Pendants. Die chemischen Analysen legen die Vermutung nahe, dass sich der braune Staub überwiegend aus Eisenoxid zusammensetzt. Die Untersuchung der Fischchenbildung wies eine klare Neigung der rekuperativ belasteten Reibbeläge zum Metal Pick-up auf. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen langfristig dazu beitragen, Bremsbeläge speziell für den Betrieb in rekuperationsfähigen Fahrzeugen zu entwickeln und zu optimieren.

Das hochautomatisierte und autonome Fahren ist derzeit ein sehr beliebtes Forschungsgebiet. Autonome Fahrzeuge werden sowohl im individuellen als auch im öffentlichen Straßenverkehr stark nachgefragt. Im individuellen Straßenverkehr kann der Einsatz von hochautomatisierten Fahrtechniken die Ermüdung des Fahrers nach langen Fahrzeiten verringern. Sie gewährleistet die Sicherheit von Fahrern und Fahrgästen. Im öffentlichen Straßenverkehr kann der Verkehrsfluss optimiert werden. Die Entwicklung der Fahrzeuglängsführung ist eine der Schlüsseltechnologien für das autonome Fahren. Sie bildet die Grundlage für die Einführung anderer Technologien. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer adaptiven Fahrzeuglängsführung zur Nutzung in hochautomatisierten Fahrzeugen. Die Entwicklungsarbeit ist in zwei Teile gegliedert, die Entwicklung des Geschwindigkeitsplaners und die Entwicklung des Reglers. Verschiedene Geschwindigkeitsplanungen können den Komfort und den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs beeinflussen. Sicherheit ist jedoch eine Voraussetzung. Um die Sicherheit zu gewährleisten, muss die Geschwindigkeitsplanung adaptiv und vorausschauend sein. In dieser Arbeit werden drei verschiedene Fahrertypen entworfen: „normal“, „sportlich“, „Langsam+Eco“. Durch die Verwendung des regelbasierten Algorithmus wurde der Geschwindigkeitsplaner entworfen. Der Regler verwendet eine schichtweise Struktur. High Level Regler ist ein PI-Regler. Er rechnet die gewünschte Beschleunigung und die gewünschte Verzögerung aus. Der Low Level Regler wird auf der Grundlage der Eigenschaften des Antriebsstrangs und des Bremssystems des Fahrzeugs entwickelt. Die Gaspedalstellung und die Bremspedalstellung werden auf der Grundlage der gewünschten Beschleunigung und der gewünschten Verzögerung ausgerechnet. Die Simulation wird dann auf einem Stadtverkehr- und einem Rennstrecken-Szenario durchgeführt. Die Simulationsergebnisse werden zum Schluss bewertet.

Der aktuelle Strukturwandel der Automobilindustrie bewirkt eine zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Die Ursachen für diese Entwicklung sind unter anderem die veränderten Umweltschutzinteressen der Gesellschaft, sowie die verschärften Emissionsrichtlinien. Ein großer Vorteil des elektrifizierten Antriebsstrangs ist es, die kinetische Energie beim Bremsvorgang per Rekuperation zurückzugewinnen. Dabei wird die Radbremse des Fahrzeugs entlastet, was sich auch auf den Einlaufprozess der Bremse auswirkt. In der vorliegenden Arbeit soll dieser Einlaufprozess, auch Bedding genannt, für den Anwendungsfall der rekuperativen Betriebsweise untersucht werden. Dafür wird am Schwungmassenprüfstand der TU Ilmenau die rekuperative Betriebsweise simuliert. Als Kompromiss zwischen Abbildung der Realität und möglichst geringem Zeitaufwand wurde ein typisches Fahrszenario auf Basis des WLTP-Zyklus als Belastungskollektiv gewählt. In den Versuchen werden unterschiedliche Reibbelagtypen und Betriebsweisen der Radbremse berücksichtigt. Mit Hilfe der verbauten Messstechnik lassen sich Aussagen über die Partikelemission, das Reibwertverhalten und die umgesetzte Reibarbeit treffen. Damit zudem die Oberflächenkenngrößen, Materialzusammensetzung und der Traganteil der Reibpartner beschrieben werden können, werden ex-situ Untersuchungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Prüfzyklus vorgenommen. Aus den ermittelten Messdaten lässt sich ableiten, dass die rekuperative Betriebsweise der Radbremse ein vom herkömmlichen Verbrennungsfahrzeug abweichendes Einlaufverhalten verursacht. Der verminderte Einsatz der Radbremse spiegelt sich in einer reduzierten Partikelemission und geringerem Verschleiß wieder. Das Reibwertniveau des Vebrennungsfahrzeugs wird nicht erreicht. Es deutet sich an, dass eine lange Distanz nötig ist um dieses Referenzniveau zu erreichen. Resultierend aus den gewonnenen Erkenntnissen sind Ansätze für neue Einlaufstrategien für rekuperative Bremssysteme.

Batterieelektrische Fahrzeuge können beim Abbremsen einen Großteil ihrer kinetischen Energie in elektrische Energie umwandeln. Dies ist besonders erstrebenswert, da dadurch die Reichweite deutlich erhöht werden kann. Durch die Verwendung derartiger rekuperativer Bremssysteme wird die Reibungsbremse am Fahrzeug nur in seltenen Fällen eingesetzt. Dies führt im Vergleich zu Fahrzeugen ohne ein generatorisches Bremssystem zu veränderten Beanspruchungen und Belastungen der Reibungsbremse. Das Ziel dieser Arbeit ist die Nachbildung einer derartigen rekuperativen Betriebsweise eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Hierfür werden mit dem Audi e-tron des Fachgebiets zunächst reale Versuchsfahrten unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Dabei sind äußere Faktoren wie die Fahrweise, die Streckenführung und Umweltbedingungen zu berücksichtigen. Hinzu kommen fahrzeugspezifische Einflussgrößen wie z.B. die eingestellte Rekuperatiosstufe, die automatisch ausgeführten Putzbremsungen und der Batterieladezustand zu Beginn der Messfahrt. Ein Großteil der Versuchsfahrten erfolgt zudem unter Einhaltung der RDE-Vorgaben. Außerdem werden einzelne Bremsversuche auf einem abgesperrten Gelände durchgeführt. Anhand der bei allen Versuchsfahrten aufgezeichneten Messdaten erfolgt anschließend eine Analyse hinsichtlich der Eingriffszeit der Reibungsbremse. Mit den Fahrversuchen wurde gezeigt, dass die Fahrweise, die Reku-Stufe und die Putzbremsungen ausschlaggebend für die an der Reibungsbremse umgesetzte kinetische Energie sind. Zudem konnten verschieden Fahrszenarien ausgemacht werden, in denen die Rekuperation am Fahrzeug betriebsbedingt oder aus fahrdynamischen Gründen verringert wurde und somit die Eingriffszeit der Reibungsbremse erhöht wurde.

In der vorliegenden Arbeit wird ein Algorithmus entwickelt, mithilfe dessen eine Partikelerkennung und Verfolgung ermöglicht wird. Dazu werden Videos, die mithilfe eines Tribologieprüfstandes aufgenommen wurden ausgewertet. Jedes Frame im Video wird zunächst durch ein Erkennungsprogramm (basierend auf einem Deep-Learning-Algorithmus) berechnet, um die ungefähre Position jedes Partikels zu ermitteln. Die genaue Position und Größe der Partikel wird mit einem Konturerkennungsalgorithmus korrigiert. Die Partikeldynamik wird anhand der Partikelspositionen von allen Framen berechnet. Die zusätzliche Daten, die auf dem Prüfstand gemessen wurden, sowie die Partikeldynamik und die Partikelgröße werden für weitere Analysen verwendet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Potenzialen zur Dekarbonisierung des Mobilitätssektors durch Einsatz kohlenstoffarmer bzw. kohlenstofffreier Energieträger. Konkret werden nachhaltige methanbasierte Kraftstoffe an einem im Serieneinsatz befindlichen CNG-PKW-Ottomotor experimentell untersucht. Ein hochdynamischer Motorenprüfstand sowie ein freiprogrammierbares Motorsteuergerät stehen am Fachgebiet Fahrzeugtechnik der TU Ilmenau hierfür zur Verfügung. Die Versorgung des Motors mit synthetisch erzeugtem Biogas diverser individuell einstellbarer Qualitäten erfolgt mittels einer spezifisch konzipierter Gasmischanlage. Im Rahmen einer Messkampagne werden verfügbare Biogas-Netzqualitäten an stationären Betriebspunkten im Teillast- und Hochlastbereich untersucht, die für den aktuellen Technologietrend von Downsizing-Ottomotoren repräsentativ sind. Da die Steuerzeiten die dominanten Parameter eines ottomotorischen Arbeitsverfahrens sind, erfolgt eine Variation dieser mittels Einlass- und Auslassnockenwellen-Phasenversteller des Versuchsträgers. Optimierte Steuerzeitenkombinationen bilden so die Basis für die Messkampagne sowie für die Bewertung des Motorbetriebsverhaltens, wobei die Einstellung weiterer Motorparameter wirkungsgradoptimal erfolgt. Theoretisch vorhersehbare Effekte infolge des kraftstoffimmanenten CO2 werden in mehreren Messreihen untersucht. Für den Teillastbereich werden Effekte hinsichtlich des Ladungswechselwirkungsgrads infolge zusätzlicher Entdrosselung bewertet. Für den Hochlastbereich erfolgt die Untersuchung von Auswirkungen auf NOx-Rohemissionen sowie die Bewertung der thermomechanischen Belastung des Motors anhand des maximalen Zylinderdrucks. Die Betrachtung diverser Abbruchkriterien gibt Aufschluss über die Verbrennungsstabilität, anhand derer die Robustheit des Brennverfahrens bewertet wird. Eine für Biogas u.U. abgeschwächte chemische Umsetzung infolge höherer Wärmekapazität der Zylinderfüllung wird anhand ausgewählter Rohemissionswerte bewertet. Auswirkungen auf den Wirkungsgrad des motorischen Prozesses sowie Veränderungen bezüglich des Entflammungs- und Brennverhaltens werden ebenso untersucht. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden anhand definierter Kennwerte und Abbildungen diskutiert und Schlussfolgerungen dargelegt.

Im Zuge der Elektrifizierung der Automobilindustrie werden verschiedene Ansätze zur kontinuierlichen Bremsregelung, zum Brake-blending und zum Bremsendesign untersucht. Einige integrierte Funktionen wie aktives Bremsen und Brake Blending für batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) könnten nur durch die Implementierung eines entkoppelten Brake-by-Wire-Systems (BBW) genutzt werden. In dieser Arbeit werden die Strategien der kontinuierlichen Radschlupfregelung (WSC) und das Brake Blending für ein BEV Sports Utility Vehicle (SUV) mit Heckantrieb (RWD) untersucht. Das Zielfahrzeug verfügt über ein hybrides BBW-System, elektrohydraulische Bremsen (EHB) an den Vorderrädern, und elektromechanische Bremsen (EMB) an den Hinterrädern zusammen mit zwei Radnabenmotoren (IWM) an der Hinterachse. Zu diesem Zweck werden zwei WSC-Methoden - integral Sliding mode (ISM) und proportional integral mit Anti-Windup (PI) - vorgestellt und einer detaillierten numerischen Analyse unterzogen. Eine Reihe von Hardware-in-the Loop (HiL)-Echtzeitsimulationen wurden für die ISM-, PI- und regelbasierten (RB) WSCs sowie für den ungeregelten Modus mit einem geeigneten Prüfstandsaufbau durchgeführt. Da die RB-WSC-Methode derzeit am häufigsten in Fahrzeugen eingesetzt wird und die schwellenwertbasierte Bremsregelung Systemreaktionsverzögerungen aufweist und schwer zu kontrollieren ist, wurden die Ergebnisse der vorgeschlagenen WSCStrategien analysiert und mit denen der regelbasierten (RB) WSC-Methode verglichen. Die Implementierung des vorgeschlagenen Radschlupfreglers zeigte vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf Bremsweg, Stabilität, Fahrvehalten sowie Fahrkomfort.

Fahrzeuge spielen heutzutage eine unverzichtbare Rolle im Transportwesen. Die steigende Anzahl an Fahrzeugen wirkt sich dabei problematisch auf die Sicherheit im Verkehrsgeschehen aus. In dieser Arbeit wurde die Querreglung automatischer Fahrzeuge untersucht, um die Fahrsicherheit im zukünftigen Verkehr zu steigern. Die Wirkung der Querreglung wurde durch Hardware-in-the-loop Versuchen getestet. Für die Untersuchung von der Querreglung wurde in dieser Arbeit eine Fahrzeugsimulationssoftware verwendet, um einige Querregler zu entwerfen und zu validieren. Als Bewertungsgröße wurde die Quer- und Winkelabweichung zur geplanten Route verwendet. Die Kontrollwirkungen der Regler wurden durch Simulationen getestet. Danach wurde der lineare modellprädiktive Querregler ausgewählt und für den Fahrsimulator angepasst, so dass das dort verbaute aktive Lenkrad über ein Drehmoment geregelt werden kann. Für die Anpassung wurde ein entsprechender Regler für das Steer-By-Wire System entwickelt, um den vom Querregler ausgegebenen Drehwinkel in ein Drehmoment umzuwandeln. Das vom Regler ausgegebene Drehmoment regelt das aktive Lenkrad und realisiert so ein Lenkradwinkel in der Simulationsumgebung. Dadurch wird die Quersteuerung des Fahrzeugmodells realisiert. Dann wurde ein Hardware-in-the-loop Simulationstest mit einem Echtzeitrechner, einer Fahrzeugsimulationssoftware und einem Fahrsimulator durchgeführt, um die Wirkung der Quersteuerung zu überprüfen.

Die Automobilindustrie erfährt durch die steigende Elektrifizierung des Antriebsstrangs einen Mobilitätswandel. Als wesentliche Ursachen für die dynamische Entwicklung elektrisch angetriebener Fahrzeuge können die Verschärfung der gesetzlichen Vorgaben klimaschädlicher Emissionen sowie die sich immer weiter reduzierenden Erdölressourcen gesehen werden. Elektrifizierte Fahrzeuge emittieren nur geringe Schadstoffmengen in die Umwelt und stellen demnach eine reale Alternative zu konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dar. Diese sind des Weiteren in der Lage, kinetische Energie während eines Bremsvorgangs zurückzugewinnen, was dazu führt, dass Radbremsen seltener und weniger intensiv aktuiert. Die vorliegende Arbeit beleuchtet die genannte Rekuperation eines Elektrofahrzeugs und untersucht ihre Einflussnahme auf die Betriebsweise der Reibungsbremse. Zu diesem Zweck werden mit einem Audi etron RDE-konforme Versuchsfahrten durchgeführt. In Hinblick auf die rekuperationsspezifische Bremsstrategie gilt es zu überprüfen, ob das theoretisch angenommene Rekuperations- bzw. Verzögerungsverhalten mit den Realfahrten bestätigt werden kann. Diese Analyse bildet die Grundlage, die Auswirkungen des regenerativen Bremsens mittels simulativer Untersuchungen zu bewerten. Dafür werden am Schwungmassenprüfstand der TU Ilmenau generische und dynamische Fahrzyklen implementiert, mit denen unterschiedliche reibungsinduzierte und generatorische Belastungskollektive betrachtet werden. Mithilfe der Zyklen soll ermittelt werden, inwieweit das regenerative Verzögerungsverhalten das Betriebsverhalten der Radbremse eines rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (BEV) beeinflusst. Anhand der ermittelten Messdaten wird gezeigt, dass infolge des regenerativen Bremsverhaltens die Mehrheit der Verzögerungen über die Elektromaschine realisiert werden und somit die Radbremse thermisch entlastet wird. Mit der elektrischen Betriebsweise wird zudem erreicht, dass die Radbremsen sowohl einen stark reduzierten Verschleiß aufweisen als auch erheblich weniger Bremspartikel emittieren. Aufgrund dieser dargestellten Tatsachen ergeben sich neue Sichtweisen und Anforderungen hinsichtlich der Auslegung der Radbremsen.

In den letzten Jahren sind Partikelemissionen und Feinstaubbelastungen in den Fokus der Gesetzgebung gelangt. Dabei stehen Umweltschutz, aber auch die Gesundheit der Menschen im Vordergrund. [2] Nicht-Abgasemissionen, welche zum Beispiel durch Reifen- oder Bremsenabrieb entstehen, wurden als eine signifikante Quelle für Partikelemissionen erkannt. In der Praxis lassen sich diese nur sehr schwer genau messen, da viele Störfaktoren einwirken. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird deshalb eine Gesamtfahrzeugsimulation zur Partikelprädiktion erstellt und in ein Vehicle-in-the-Loop Konzept integriert. Als Grundlage dienen bereits erforschte Modelle des Fachgebiets Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau. Ein künstliches neuronales Netz als faktorisiertes Wahrscheinlichkeitsmodell und ein physikalisches Mechanismenmodell werden zur Vorhersage genutzt. Der in Echtzeit mit realen Fahrzeugdaten und Messergebnissen verbundene Digital Twin (DT) kann durch einen Beobachter von Störgrößen bereinigte Messwerte erzeugen und in Zukunft für Mischverkehrssimulationen genutzt werden.

Elektrofahrzeuge tragen zum Klimaschutz bei, indem sie lokal emissionsfrei fahren können und so den CO2-Ausstoß reduzieren. Ebenso ist die Elektrifizierung heutiger Kraftfahrzeuge Teil jeder Firmenstrategie. Im Vergleich zum konventionellen Verbrennungsmotor bietet die Kompaktheit eines Elektromotors die Vorteile, eine variable Anzahl dieser zu verbauen. Fahrdynamisch werden so neue Regelungsstrategien ermöglicht. Gleichzeitig rückt die Automatisierung moderner Kraftfahrzeuge mehr in den Fokus der Fahrzeugentwicklung. Dies bedingt, dass der Fahrkomfort neuer Mobilitätssysteme eine immer wichtigere Rolle spielt. Aus diesen Entwicklungen heraus befasst sich diese Arbeit mit der Untersuchung verschiedener Antriebskonzepte elektrischer Kraftfahrzeuge hinsichtlich des Fahrkomforts. Dazu wurde eine Analyse der Freiheitsgrade unterschiedlicher Antriebstopologien durchgeführt. Darauf aufbauend wurde das Potenzial zur Fahrzeugstabilisierung dieser abgeschätzt. Dabei erwiesen sich Konfigurationen mit In-wheel-Motoren als am vielversprechendsten. Darüber hinaus ist eine stetige Verlagerung der Fahrzeugerprobung von der Straße in Richtung Prüfstandversuchen zu verzeichnen. So wurde im nächsten Schritt eine Simulationsumgebung mit peripheren Anregungsmechanismen entwickelt, mit deren Hilfe neue Regelungsansätze erarbeitet werden können. Zunächst wurden Störgrößen identifiziert, die den Fahrkomfort beeinflussen. Auf deren Grundlage wurden stochastische Fahrbahnhöhenprofile modelliert und mit einer realen Fahrbahnvermessung verglichen. Weiter wurden zur gezielten Anregung des Fahrzeugs Einzelhindernisse sowie das Fahrmanöver "Doppelter Fahrstreifenwechsel" nach ISO 3888 implementiert. Zum Schluss wurde eine Validierungssimulation der Umgebung durchgeführt. Schwächen zeigte diese vor allem in der Modellierung der realen Fahrbahn. Durch eine Glättung der Rohdaten können diese aber gegebenenfalls beseitigt werden.

In Hochspannung elektrischen Geräten treten häufig Probleme im Zusammenhang mit elektrische Entladungen auf, die zum Versagen der Isolierung von Geräten führen können. Für eine bessere Lebensdauer und Leistung der Geräte ist es wichtig, elektrische Teilentladungen zu erkennen. In dieser Arbeit wurden verschiedene Charakteristische, Arten von Entladungen beschrieben, die zum Ausfall von elektrischen Geraten führen kann (insbesondre beim Isolationssystemen und mechanischen Anlagen). Für die Entladungsdetektion wurde Sonaphone Gerät verwendet. Da im Industriellen Umfeld häufig Hintergrundgeräusche durch industrielle Prozesse entstehen, kann Ultraschalltechnik hilfreich sein, um das Entladungssignal von Betriebsgeräuschen zu filtern. Ultraschalltechnologie ist seit Jahren eine hilfreiche Methode für die Schmalbandmessung. Für die Analyse von verschiedene Signal von Teilentladungen wurde das MATLAB Signalverarbeitungstool verwendet. In dieser Arbeit wurden verschiedene Analysen der aufgezeichneten Daten durchgeführt. Die gesamte Analyse, die in dieser Arbeit verwendet wurde, liefert die Informationen über den vollständigen Frequenzverlauf und die Zeit Schwankung, die weiter als Input Datei in Algorithmen des maschinellen Lernens verwendet werden.

Um komplexe Regelstrategien zu realisieren, ist oftmals eine aufwändige Parametrierung der jeweiligen Controller notwendig. Diese erfolgt zumeist an vielschichtigen Modellen der jeweiligen Systeme. Genau diese Ableitung der Modelle erfordert viel Expertenwissen und Erfahrung und stellt oftmals dennoch nur eine Approximation des Systems dar. In der hier vorliegenden Arbeit sollen verschiedene Reinforcement Learning Algorithmen herangezogen werden, um eine manuelle Controllerparametrierung zu umgehen. Dabei werden die jeweiligen Regelstrecken durch Digitale Zwillinge in Form von neuronalen Netzen dargestellt. Ziel ist es, verschiedene Architekturen der Netze für unterschiedliche Algorithmen hinsichtlich ihrer Tauglichkeit als Trainingsumgebung zu untersuchen. Die Entwicklung dieser optimalen Strategie als Symbiose von Algorithmus und Umgebung soll am Beispiel eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie stattfinden. Anschließend folgt ein Realversuch am Prüfstand zur Evaluation der Simulationsergebnisse. Als Verifikation erfolgt eine Adaption der optimalen Strategie auf ein weiteres System: einen semi-aktiven Schwingungsdämpfer. Hierbei wird eine Verifikation oder Falsifikation durchgeführt, eventuelle Unterschiede gegenübergestellt und herausgearbeitet. Ziel der Arbeit ist es, ein möglichst universelles Vorgehen zur Entwicklung von Reinforcement Learning basierten Regelungen auf Basis Digitaler Zwillinge zu entwickeln.

Fahrsimulatoren werden häufig bei der Entwicklung von Fahrzeugen eingesetzt und dienen der Nachbildung der Fahrzeugdynamik. Das Fahrzeugsignal kann nicht direkt an die Bewegungsplattform gesendet werden, da die Bewegung des Fahrsimulators durch den Platz begrenzt ist. Dazu muss ein Motion-Cueing-Algorithmus (MCA) verwendet werden. Motion-Cueing-Algorithmen werden verwendet, um virtuelle Fahrzeugbeschleunigungen in effektive Plattformbewegungen umzuwandeln. Der derzeit im dynamischen Fahrsimulator verwendete Motion-Cueing-Algorithmus basiert auf einem Classical-Washout Filteralgorithmus. Filterparameter müssen für bestimmte Szenarien abgestimmt werden, was zu komplexen und zeitaufwändigen Reglerentwürfen führt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Algorithmus für das Motion Cueing vorzuschlagen, der auf einer modellprädiktiven Steuerung basiert. Der Algorithmus integriert ein mathematisches Modell des menschlichen Vestibularsystems in das Vorhersagemodell, um die Qualität der Bewegungswahrnehmungen beim Fahren zu verbessern. Um das Regelverhalten des entworfenen Reglers zu überprüfen, wurden verschiedene Testszenarien durchgeführt.

Die Elektrifizierung des Antriebsstranges moderner Fahrzeuge stellt für den Automobilsektor ein enormes Entwicklungspotential dar. Nicht nur bei der Erforschung effizienterer Antriebsmodelle, sondern auch in anderen Bereichen der Fahrzeugindustrie. Speziell für Fahrzeugakustiker und Fahrzeugakustikerinnen bieten sich im Gebiet der Schallemissionsuntersuchung und deren Eindämmung nie dagewesene Möglichkeiten. Geräusche, die sonst von Verbrennungsmotor und Getriebekomponenten maskiert wurden, fallen Fahrenden und potentiellen Kunden nun stärker auf. Beispielsweise ein Bremsenquietschen, das Geräusch der Scheibenwischer auf der Windschutzscheibe oder das Knarzen der Bremsanlage beim Abstoppen des Autos, sind immer dagewesene aber nie in im Vordergrund gestandene Störgeräusche am Kfz. Mit dem Wegfallen des Antriebes mit Brennstoffen jedoch, handelt es sich bei diesen um Schallemissionen mit großem Optimierungsbedarf. Aber auch bei Fahrzeugen, die mit Verbrennungsmotoren angetrieben sind, treten die beispielhaft aufgezählten Störgeräusche auf und prägen das Gesamtklangbild eines Fahrzeuges mitunter. Parallel dazu gilt es für Automobilhersteller und deren Zulieferer, auch die Hauptkomponenten der Fahrgeräusche zu modifizieren und optimieren, um ein kundenfreundliches Gesamtbild des hergestellten Kfz auf den Markt zu bringen. Für eine Steigerung ebendieses Fahrkomforts, ist ein Ansatz, eine Geräuschprädiktion in zukünftig entwickelte Kraftfahrzeuge zu integrieren. Mit dieser Neuerung ließen sich aktive Schalltilger in dem Automobil der Zukunft verbauen, die sich immer dann einschalten, wenn ein Anstieg des Schalldruckpegels oder eine Schallemission mit einer für den Fahrer schwer verträglichen Frequenz bevorsteht. Im Kontext dieser Bachelorarbeit, wird die Thematik der Geräuschprädiktion aufgegriffen und Grundsteine für erfolgreiche Vorhersagen von Schallemissionen und deren Ursprung gelegt. Diesem Ziel wird sich im Folgenden über die Planung und Durchführung von diversen Versuchsfahrten, deren Auswertung im Zusammenhang mit der Geräuschvorhersage und dem Erstellen einer Simulationsumgebung angenähert.

In Folge des Reifenabrollvorganges auf der Fahrbahn entsteht Reifenabrieb, dieser wird gesundheitlich sowie ökologisch als problematisch angesehen. Die bei der Partikelablösung wirkenden Entstehungsmechanismen sind bisher weitestgehend unerforscht. In dieser Bachelorarbeit wird auf den Aufbau und die chemische Zusammensetzung des Reifens eingegangen. So kann im Folgenden eine Charakterisierung des tribologischen Systems Reifen-Fahrbahn vorgenommen werden und Eigenschaften der vorliegenden Reibpaarungen herausgearbeitet werden. Weiterhin findet eine ausführliche Literaturrecherche zu Tribologieprüfständen für Fahrzeugbremsen und Fahrzeugreifen statt. Im Zuge dessen werden aktuelle Entwicklungen aus Wissenschaft sowie Industrie aufgeführt. Die Versuchsaufbauten und ableitbaren Erkenntnisse sind im Einzelnen beschrieben. Das Hauptaugenmerk dieser wissenschaftlichen Arbeit, ist die konzeptionelle Entwicklung eines Prüfstandes zur Untersuchung des Reibgeschehens im Reifen-Fahrbahn-Kontakt. Im besonderen Fokus steht die Untersuchung mittels In-Situ Betrachtung, hierzu ist die Einsehbarkeit der Reibzone zu realisieren. In der konzeptionellen Entwicklung wird auf diese Besonderheit ausführlich eingegangen. Es werden Möglichkeiten erörtert, wie eine realitätsnahe Abbildung von Reifen und Fahrbahn möglich ist. Durch die Nachbildung einer transparenten Fahrbahn mit Oberflächentextur kann die Partikelablösung In-Situ im Prüfstand visualisiert werden. Der Reifenabrieb kann so, unteranderem in Abhängigkeit der Parameter Radlast, Fahrgeschwindigkeit und Schlupf, in Bereichen der Haft- und Gleitreibung analysiert werden.

Die heutige Wirtschaft steht vor einem Wandel hin zu einer vollständig digitalisierten und virtualisierten Prozesskette. Anstoß zu dem Umbruch hat nicht nur die Entwicklung von Schlüsseltechnologien in den jeweiligen Fachbereichen gegeben, sondern auch Herausforderungen der Zukunft. Zu diesen zählen nicht nur die Effizienz eines Unternehmens und neue Technologien, sondern auch Gesellschaftliche Herausforderungen, wie zum Beispiel dem Klimawandel. Die Virtualisierung der eigenen Prozesse kann einem Unternehmen dabei helfen mit diesen Herausforderungen umgehen zu können und auch für die Zukunft gut vorbereitet zu sein. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich dementsprechend mit den Möglichkeiten und Methoden der Virtualisierung in der Getriebeapplikation in Zusammenarbeit mit der BMW AG. Diese ist ein Teilprozess in der Getriebeentwicklung. Dabei geht es darum das Schaltverhalten von Automatikgetrieben festzulegen, indem sogenannte Schaltkennlinien entwickelt werden. Dieser Prozess wird hauptsächlich manuell durchgeführt und bedarf vieler verschiedener Fahrten mit Versuchsfahrzeugen. Für die Virtualisierung von Prozessen muss zunächst die Struktur analysiert werden, um dann im darauffolgendem Schritt Verbesserungspotenziale erkennen zu können. Für die Verbesserung des Applikationsprozesses wird angestrebt eine unterstützende Software zu entwickeln, die die Ingenieure bei der Untersuchung von Fahrzeugvibrationen im Zusammenhang mit der Schaltkennlinie nutzen können. Die entwickelte Software wertet vorab die Daten einer Software-in-the-Loop-Simulation aus, damit die Ingenieure bei der Untersuchung der kritischen Fahrzeugzustände effizienter und gezielter vorgehen können. Die Auswertung der Daten findet anhand von festgelegten Filteroptionen statt, die der Benutzer selbst einstellen kann. Ergebnis der Auswertung ist ein Tabellenblatt mit den wichtigsten Messwerten des simulierten Fahrzeugs. Zusätzlich zu der Entwicklung des Programms wurde auch die Simulationsumgebung analysiert. Dabei handelt es sich um eine Software-in-the-Loop-Umgebung, die die Software der elektronischen Getriebesteuerung in einer Simulationsumgebung einbettet. Die Untersuchung hat gezeigt, dass diese nicht innerhalb der gesetzten Toleranzen liegt. Die Verläufe der realen und simulierten Geschwindigkeiten zeigen, dass die Simulation sowohl bei Beschleunigungs- als auch Bremsvorgängen zu träge reagiert. Für die Untersuchung der Abweichung wurden die aufgezeichneten Messdaten der Simulation statistisch ausgewertet. Als größter Verursacher dieser hat sich die Differenz der Motormomente zwischen Simulation und Realität herausgestellt. Ebenso wurden der Fahrwiderstand und auch die Schaltkennlinie untersucht. Bei dem Fahrwiderstand wurden zwar auch Abweichungen festgestellt, diese haben jedoch, ebenso wie die Schaltkennlinie, keine bedeutenden Auswirkungen auf die Geschwindigkeitsdifferenz.

Durch den Abrieb von Bremsen und Reifen entstehen Feinstaubemissionen, die eine Gefahr für Gesundheit und Umwelt darstellen. Lange Zeit fanden diese Emissionen kaum Beachtung, stattdessen wurden die Abgasemissionen immer strenger reguliert und kontinuierlich verringert. Aktuell werden für die Emissionen von Bremsen und Reifen Forschungen durchgeführt und gesetzesvorbereitende Maßnahmen von verschiedenen Institutionen ergriffen. Die vorliegende Arbeit fasst den aktuellen Status der wichtigsten Handlungen zusammen. Des Weiteren werden die gesetzesvorbereitenden Maßnahmen anhand verschiedener Kriterien verglichen, gegenübergestellt und bewertet. Darüber hinaus werden Unterschiede und Gemeinsamkeiten bei einer möglichen Gesetzgebung, Typgenehmigung sowie Marktüberwachung dargestellt. Abgesehen von den genannten Maßnahmen, die mit Regulatorien eihergehen sind einige innovative Technologien entwickelt worden, die zu einer Reduzierung der freigesetzten Emissionen aus den genannten Quellen beitragen könnten.

Die Entwicklung von Konstruktionsmethoden, Modellierung und Konstruktionsanalyse in CAD reduziert die Kosten für teure Feldversuche erheblich und deren Verbesserung ist eine dringende Aufgabe. Die in der Arbeit durchgeführte Analyse der bestehenden Strukturen von Dämpfern für Pkw-Motoren und Methoden zu deren Berechnung ermöglichte es, das Ziel und die Aufgabenstellung der Arbeit zur Entwicklung einer integrierten Methodik für deren Auslegung mittels CAD zu formulieren. Der Dämpferentwurfsalgorithmus basierte auf einer harmonischen und modalen Analyse des Torsionssystems eines Pkw-Motors basierend auf elektronischen Modellen, die in CAD entwickelt wurden. Mittels Ingenieuranalyse bei CAE wurde eine detaillierte Untersuchung des Gummidämpferelements (Dämpfung von Torsionsschwingungen) durchgeführt, die Abhängigkeit seiner Verschiebung vom Drehmoment ermittelt und der Steifigkeitskoeffizient berechnet. Basierend auf den Simulationsdaten im CAD wurde eine Analyse des Systems mit und ohne Dämpfer sowie eine Festigkeitsanalyse von Krone und Nabe des Dämpfers durchgeführt. Die Ergebnisse einer wirksamen Dämpfung von Torsionsschwingungen des Motors unter Verwendung des konstruierten Dämpfers wurden erzielt, die die Machbarkeit dieser Konstruktionstechnik bewiesen. 1. Die Literaturanalyse hat verschiedene Typen von Dämpfern für Torsionssysteme von Verbrennungsmotoren etabliert und es ermöglicht, ein Analogon eines Dämpfers für einen Verbrennungsmotor eines Personenkraftwagens zu wählen. 2. Ein Entwurf eines Dämpfers für einen Pkw-Motor wurde im CAD entwickelt und die kinematischen und dynamischen Eigenschaften seines Betriebs mit Hilfe einer Harmonischen erhalten. 3. Mit Hilfe der Modalanalyse des Betriebs des Kurbelwellensystems ohne Dämpfer wurde festgestellt, dass die Amplituden der unter dem Einfluss von Oberwellen der 4. und 6. Ordnung auftretenden Torsionswinkel die zulässigen Torsionswinkel überschreiten. 4. Es wird gezeigt, dass die Eigenschwingungsfrequenz des konstruierten Dämpfers 360 Hz beträgt und seine Verwendung es ermöglicht, Schwingungen zu reduzieren und die Verdrehwinkel um das 42-fache zu reduzieren. 5. Es wurde ein Verfahren zur Auslegung und Modellierung eines Torsionsschwingungsdämpfers des Kurbelwellensystems eines Pkw-Motors entwickelt.

Die zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstrangs verändert die Entwicklungsschwerpunkte von Reibungsbremsen bei Kraftfahrzeugen. Angesichts der Fähigkeit zur Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) durch die E-Maschine sind die Reibungsbremsen im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen seltener und weniger intensiv im Einsatz. Korrosionsprodukte verbleiben demnach länger auf den Reibkörpern und können die Eigenschaften der Bremse nachteilig beeinflussen. Jener Einfluss soll im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden. Dafür wird die Reibwertentwicklung verschiedener konventioneller und alternativer Reibpartner im korrodierten Zustand beobachtet und der Reibkontakt mittels In-Situ Untersuchungen an einem Tribologie-Prüfstand beschrieben. Parallel dazu werden Emissionsmessungen durchgeführt, um den Einfluss von Korrosion auf die Feinstauberzeugung der Bremse zu beurteilen. Eine Beschreibung des (Oberflächen-) Zustands und der chemischen Veränderungen der Reibpartner nach der Korrosionsprozedur komplettiert die Untersuchungen.

Die zunehmende Komplexität von Kraftfahrzeugen macht den Einsatz der Fahrdynamiksimulation für einen effektiven Entwicklungsprozess unverzichtbar. Simulationen erlauben dabei die Effizienz der Tests zu optimieren und die Testkosten zu reduzieren Das Ziel dieser Arbeit liegt darin, einen Szenario-Management für eine X-in-the-Loop-Simulationsumgebung aufzubauen, um verschiedene Fahrszenarien simulieren zu können. In dieser Arbeit wird eine virtuelle Testumgebung mit einer kombinierten Simulationssoftware aus IPG CarMaker und Simulink erstellt. Ein entwickeltes Fahrermodell wird verwendet, um die Experimenten durchzuführen. Die entwickelten Testszenarien und das Fahrermodell werden mit einem geeigneten Versuchsfahrzeug virtuell getestet. Die Ergebnisse der Simulationen werden analysiert und ausgewertet. Gleichzeitig erlaubt das Szenarien-Management eine komfortable Verwaltung der Testszenarien, wodurch der Versuchsprozess vereinfacht wird und der Grundstein für X-in-the-Loop Testen gelegt wird.

Mit der weiteren Entwicklung der Fahrzeugtechnik kommt das ernste Problem der Umweltverschmutzung und der Verknappung der Ölressourcen. Konventionelle Fahrzeugemissionen sind eine der Hauptquellen für die Luftverschmutzung in Städten. Elektrofahrzeuge nutzen keine fossilen Brennstoffe wie Erdöl oder -gas und kann so die Mangel der Ölressourcen effektiv lindern und die Verschmutzung der Atmosphäre durch Autoabgase reduzieren. Derzeit sind technische Forschungen zu Elektrofahrzeugen ein beliebtes Thema. Gleichzeitig gibt das Elektrofahrzeug ein neuer Fahrzeugtyp, nämlich Elektrofahrzeug mit radindividuellem Antrieb. Ein Vorteil dieser Fahrzeuge ist, dass die Fahrdynamikregelung wegen einzeln steuerbarem Elektromotor mehr Genauigkeit bieten kann. In der Bachelorarbeit wird dieses Thema über Elektrofahrzeug mit radindividuellem Antrieb bezüglich Fahrdynamik und Sicherheit eingeleitet. Radnabenantrieb, nämlich die Räder werden von Nabenmotoren angetrieben. Das Elektrofahrzeug hat mehr Freiheiten bei der Steuerung als ein konventionelles Fahrzeug. Durch die in der Arbeit durchgeführte Literatur- und Patentrecherche werden Möglichkeiten zur Verbesserung von Fahrdynamik und Fahrsicherheit durch Optimierung bereits bestehender Fahrdynamikregelsysteme wie ABS, ESP und TVC untersucht.

Der Verschleiß des Fahrzeugreifens wirkt sich als Bestandteil der non-exhaust emissions auf die Emissionen des Gesamtfahrzeuges aus. Die aufgrund der Tribologie im Reifen-Fahrbahn-Kontakt wirkenden Verschleißmechanismen resultieren in einer Emission von Partikeln, welche aufgrund ihres geringen aerodynamischen Durchmessers über die Lunge in den Blutkreislauf des Menschen gelangen können. Die Ursachenforschung zur Entstehung dieser Partikel lässt sich im realen Fahrbetrieb angesichts des Einflusses von Witterungsbedingungen, Verkehrsaufkommen und unterschiedlicher Fahrbahnbeschaffenheiten nur bedingt betreiben und ist daher überwiegend in kontrollierten Umgebungen durchzuführen. Diese Arbeit befasst sich mit der Implementierung von Verschleißzyklen an einem Corner-Modul-Aufbau eines Vier-Rollen-Leistungsprüfstandes, um die Partikelemissionen und den Verschleiß des Reifens unter reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen. Dabei sind anhand von Messdaten aus Fahrversuchen eines RDE-konformen Streckenprofils eine möglichst repräsentative sowie eine dynamische Fahrweise abzubilden. Die implementierten Zyklen sind hinsichtlich der Einflussgrößen auf die Partikelemission zu optimieren und durch die Bestimmung von Abrasionsraten anhand von realen Fahrversuchen zu validieren. Durch die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Prüfstands- und Fahrversuche konnten die Parameter Radlast, Geschwindigkeit, Lenkwinkel und Temperatur als signifikante Einflussgrößen auf die Partikelemission des Reifens identifiziert werden. Durch weitere Versuche konnte anhand der gezielten Erwärmung des Laufstreifens indiziert werden, dass der Reifen durch den Temperatureinfluss zur Emission besonders volatiler Bestandteile neigt.

Die integrierte Fahrwerksregelung (iFR) kann die Fahrdynamik von Elektrofahrzeugen weiter erhöhen. Die Integration erfordert einen optimalen Regelungsansatz, der sowohl die Energieeinsparung als auch die Fahrzeugsicherheit und den -komfort berücksichtigt. In dieser Arbeit wird die Regelungsstrategie für die Integration von Radnabenmotoren, Bremssystem und aktiver Radaufhängung in ein Fahrzeug ermittelt. Um das Fahrzeug möglichst schnell und effektiv zum Stillstand zu bringen, entscheidet der Regler über ausreichende Steuersignale für die Nutz- und Reibungsbremsung sowie die aktive Radaufhängung. Zur Validierung des vorgeschlagenen Ansatzes wird eine Software-in-the-Loop (SIL)-Simulation verwendet. Nur die zugänglichen Variablen von Sensoren und Estimatoren werden während der Simulation als Eingabe für den Regler verwendet, so dass diese Regelungsmethodik mit den heutigen Steuergeräten, Sensoren und Estimatoren auf fortschrittliche Elektrofahrzeuge erweitert werden kann.

Im Zuge der Anhebung gesetzlicher Feinstaubgrenzwerte für von Kraftfahrzeugen induzierte Emissionen, rücken neben den Abgasemissionen auch die Nicht-Abgasemissionen zunehmend in den Fokus von Gesetzgebung und Wissenschaft. Zur Senkung der Belastung der Umwelt und des Menschen mit diesen ist eine präzise Betrachtung der genauen Ursachen und Vorgänge an den entsprechenden Fahrzeugquellen notwendig. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Analyse der physikalischen Entstehungsmechanismen von Feinstaubpartikeln am Fahrzeug in einer Simulationsumgebung. Dabei wurden Daten aus Messfahrten mit einem Versuchsfahrzeug mit denen aus zuvor erstellten Modellen verglichen und bewertet. Die modellbasierten Daten wurden anschließen verwendet, um Emissions-Hotspots in einer urbanen Umgebung vorherzusagen. Durch Probandenfahrten in einem dynamischen Fahrsimulator wurde zudem der Einfluss verschiedener Fahrweisen auf die Fahrzeugemissionen genauer untersucht.

Automobilhersteller sollen stark regulierte Emissionsgrenzwerte ihrer Fahrzeuge einhalten. Zur Einhaltung dieser neuen Grenzwerte werden konventionelle Antriebsstränge durch batterieelektrischen Antriebssträngen ersetzt. Die Entwicklung dieser lokal emissionsfreien Antriebsstränge stellt die Automobilhersteller vor eine große Herausforderung. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Methodik, anhand derer ein konventionelles Fahrzeugportfolio in ein rein batterieelektrisches Portfolio überführt werden kann. Ziel ist es, bestehende Antriebsstränge zu verblocken und so entstehende technische und ökonomische Potentiale auszunutzen. Dazu werden ausgehend des analysierten Portfolios Anforderungen an modulare Antriebskomponenten des elektrischen Portfolios definiert. Die Auslegung erfolgt anhand der Drehmomente am Rad. Dazu werden zunächst die fahrzeugindividuellen Raddrehmomente des analysierten Portfolios bestimmt und in Klassen eingeteilt, um eine geringe Varianz an Antriebssträngen zu ermöglichen. Diese Klassen stellen die Basis der Methodik und der Auslegung der Antriebsstränge dar. Um eine geeignete Auswahl der Klassen zu treffen, wird ihre jeweilige Auswirkung auf die Varianz analysiert. Basierend auf den resultierenden Leistungs- und Drehmomentanforderungen am Rad werden die Anforderungen an die Getriebe und E-Maschinen abgeleitet. Dabei werden sowohl Fahrzeuganforderungen wie Bauraumbedingungen, Höchstgeschwindigkeiten und die Antriebstopologie des Fahrzeugs als auch technische Anforderungen wie ein maximales E-Maschinendrehmoment und der Gangsprung aus dem analysierten Portfolio übernommen oder neu definiert. So können konkrete Übersetzungen sowie E-Maschinenleistungen und -drehmomente definiert werden. Die technische Realisierbarkeit der definierten E-Maschinenanforderungen wird durch die Berechnung konkreter Kennlinien bestätigt. Anhand der entwickelte Methode können rund 94 % der Fahrzeugpositionen des hier in dieser Arbeit analysierten Portfolios innerhalb einer definierten Toleranz durch vier E-Maschinen und zwei Getriebe im elektrischen Portfolio abgebildet werden.

Das Hauptziel der Arbeit besteht darin, die Untersuchungen der Auswirkungen von Veränderungen der Knarzanregung und der Knarzwirkkette auf das Geräuschphänomen. Anhand eines Verfahrens bzw.eines Bremsalgorithmus genannt "Knarzmessablauf" soll das Verhalten verschiedener Bremssysteme untersucht werden. Diese Bremssysteme werden unter verschiedenen Aspekten analysiert. DerEinfluss der Form des Bremssystems wird zwischen verschiedenen Größen von Bremssystemen untersucht. Die Auswirkung der Temperatur wird durch die Variation der Temperatur der Bremsscheibe durchgeführt. Abschließend wird die Auswirkung des Bremsbelagmaterials zwischen drei verschiedenen Materialzusammensetzungen analysiert und diskutiert und zusätzlich wird das Knarzen durch Veränderung der Konfiguration der Gleitstifte untersucht. Nach der Erzeugung breitet sich das Geräusch über die sogenannte Knarzwirkkette aus. Dabei werden auch die Knarzgeräuschübertragungsfunktionen betrachtet. In diesem Zusammenhang wird eine Neukonstruktion des Schwungmasse-Prüfstands durchgeführt, um den Einfluss der Fahrwerksbuchsen auf das Knarzen und insbesondere auf die Schwingungsformen von Fahrwerk, Bremse und Rad zu untersuchen. Dieser Aspekt wird durch Variation der Temperatur der Fahrwerksbuchsen untersucht. Diese Masterarbeit wird in fünf Kapitel gegliedert sein. Im ersten Kapitel werden die notwendigen theoretischen Grundlagen und die Methoden zur Verarbeitung der Messungen und Daten sowie zur Darstellung der Ergebnisse vorgestellt. Das zweite Kapitel ist eine sehr detaillierte Untersuchung von drei Bremssystemen. Das dritte Kapitel beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Gleitstiften und Bremsbelägen auf das Knarzen. Im vierten Kapitel wird der Einfluss der Buchsentemperatur auf das Knarzen und die Schwingungsübertragung bzw. die Knarzwirkkette untersucht. Das fünfte und letzte Kapitel stellt zwei weitere Bremssysteme vor und enthält eine vollständige Analyse ihres Knarzverhaltens. Weitere Abbildungen, Diagramme und auch die Namen von Versuche, die für die Realisierung aller in dieser Masterarbeit vorgestellten Ergebnisse verwendet wurden, finden Sie im Anhang.

Wenngleich die Partikelverschmutzung durch Autoabgase bereits stark reduziert wurde, ziehen "Nichtabgasemissionen" (NEE) von Fahrzeugen immer mehr Aufmerksamkeit auf sich, welche aber eher relativ unerforscht sind. Die vorliegende Arbeit entwickelte mithilfe von Ansys Fluent, drei Modelle (Multi-Skalen-Ansatz) von einem fahrenden Fahrzeug, einer Straßenschlucht (Street Canyon) und einem Teil der Stadt Erfurt (City). Hierfür wurden Randbedingungen definiert und anschließend Simulationen durchgeführt, um die Ausbreitungseigenschaften und die Auswirkung möglicher Einflussfaktoren der NEE im Stadtgebiet zu analysieren.

Das Thema Abgasemissionen ist schon seit vielen Jahren ein großes Thema in der Politik und der Automobilindustrie. Diese werden durch Normen für Abgasemissionen von Fahrzeugen immer weiter reguliert. Fahrzeuge, deren Emission von Abgasen weitestgehend betrachtet werden, emittieren zusätzlich auch Feinstaub in anderen Bereichen des Fahrzeugs. Diese Non-Exhaust-Emissionen sind zum Großteil durch die Fahrzeugbremsen und Reifen definiert. Diese Arbeit befasst sich dazu mit dem Reifen-Fahrbahn-Kontakt, bei dem die Dispersion von Feinstaub durch den Fahrzeugreifen untersucht wird. Anhand von realen Fahrversuchen und Prüfstandsuntersuchungen wird die Resuspension von Fahrbahnpartikeln und Reifenabrieb veranschaulicht. Dazu wurde eine Messmethode für die beiden Versuche entwickelt und an definierten Messpositionen Werte aufgenommen, ausgewertet und verglichen. Am Prüfstand wurden weiterhin die Strömungs- und Partikelcharakteristiken mittels PIV-Versuchen veranschaulicht. Die entstandenen Ergebnisse wurden unter zur Hilfenahme von CFD-Simulationen ergänzt und auftretende Partikelverteilungen nachgewiesen.

Durch die gesetzliche Anhebung von Umweltstandards und die damit einhergehende Verschärfung der Luftreinhaltungsregelungen, wie zum Beispiel bei den Abgasemissionen, rücken auch nicht Abgasemissionen (NEE) immer stärker in den Fokus des wissenschaftlichen Interesses. Um die Belastung der Menschen durch NEE zu reduzieren, ist eine intensive Betrachtung der Emissionsquellen und -ursachen unerlässlich. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Analyse der Entstehungsmechanismen und Einflussfaktoren von Reifen- und Fahrbahnpartikelemissionen im Fahrversuch. Zur Umsetzung der Versuche wurde die Sensorik und Messtechnik eines Kleintransporters erweitert und eine zeitsynchrone Datenerfassung mittels eines Datenloggers implementiert. Die Versuche wurden aus Sicherheits- und Reproduzierbarkeitsgründen auf einem Testgelände durchgeführt. Sie beschränkten sich auf eine Abwandlung des Sinuslenkens und der Beschleunigung und der Verzögerung bei Geradeausfahrt sowie einer Randomfahrt über 20 Minuten. Am Ende wurden die Messergebnisse aufbereitet und verschiedenen Analyseverfahren, wie einer mikroskopischen Analyse oder einer Korrelationsanalyse unterzogen, ausgewertet und grafisch dargestellt.

Durch die Forderung nach emissionsarmen Fahrzeugantrieben gewinnen alternative Kraftstoffe immer weiter an Bedeutung. Am Fachgebiet für Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau finden deshalb Versuche mit gasförmigen Kraftstoffen an einem bivalenten Ottomotor statt. Um diese Tätigkeiten zu unterstützen, wurde bereits in einer studentischen Arbeit ein Simulationsmodell erstellt, welches aber noch nicht auf das Verhalten des realen Motors abgestimmt war. Zu Beginn dieser Arbeit wird das Simulationsmodell analysiert. Dabei wird erläutert, welches Potential die einzelnen Teilmodelle bezüglich einer Abstimmung auf reale Prüfstandsmessergebnisse bieten. Im weiteren Verlauf wird die benötigte Messtechnik des Motorprüfstands vorgestellt und eine Strategie zur Parameteroptimierung gezeigt. Die daraus gewonnenen Messergebnisse dienen als Basis für die Plausibilisierung des Simulationsmodells. Zunächst wird dafür das Modell abgestimmt. Anschließend wird das Modellverhalten durch die Simulation weiterer Betriebspunkte überprüft und die Simulationsergebnisse mit den Messergebnissen verglichen. Als Fazit der Arbeit kann gezeigt werden, welche Annahmen und Parameter des Simulationsmodells plausibel erscheinen und wo eine Verbesserung in zukünftigen Arbeiten notwendig ist.

Die verkehrsbedingten Emissionen sind als ein bedeutender Verursacher für Feinstaub anerkannt worden. Beim Verzögern eines Kraftfahrzeuges kommt es aufgrund tribologischer Wirkmechanismen zwischen dem Reibbelag und der Bremsscheibe zur Emission eines partikelförmigen Bremstaubes. Diese Verschleißpartikel gelangen nahezu ungehindert in die Umwelt und stellen für den Menschen ein gesundheitliches Gefährdungspotential dar. Hinsichtlich der zukünftigen gesetzlichen Vorgaben ist es von großer Bedeutung, Kenntnisse über das Emissionsverhalten der Radbremsen, sowie über die spezifische Eigenschaft der emittierten Partikeln zu besitzen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll das Partikelemissionsverhalten von unterschiedlichen Reibpartnern am Schwungmassenprüfstand untersucht werden. Der Fokus dieser Untersuchung liegt dabei auf den alternativen Reibmaterialien, wie die hartmetallbeschichteten Graugussscheiben und die Karbon-Keramik Bremsscheiben. Dabei wird das Emissionsverhalten hinsichtlich der emittierten Partikelanzahl, der emittierten Partikelmasse und der Größenverteilungsdichte der Partikel bei unterschiedlichen Belastungskollektiven analysiert. Neben der Analyse der Bremspartikelemission und deren Ablagerungsverhalten, wird auch eine physikalische und chemische Analyse der Reibpartner und des Bremsstaubes durchgeführt. Des Weiteren wird der Einfluss der untersuchten Reibmaterialien auf die Felgenverschmutzung betrachtet. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass alternative Reibmaterialien einen signifikanten Einfluss zur Minderung der Feinstaubemission von Bremsen besitzen, aber das Minderungspotential dennoch stark von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Reibpartner abhängt.

Neben abgasbedingten Emissionen rücken abgasferne Emissionen immer mehr in den Fokus des öffentlichen Interesses. Ein nicht unerheblicher Teil dieser Emissionen findet seinen Ursprung im Reifen-Fahrbahn-Kontakt. Hier ist neben der Entstehung von Reifen- und Fahrbahnabrieb auch die Aufwirbelung, die sog. Resuspension, von bereits abgelagertem Straßenstaub relevant. Die strömungstechnischen Begebenheiten die dazu beitragen, diese Emissionen an die Umgebungsluft abzugeben, sind weitgehend unerforscht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich einerseits mit der Untersuchung dieser Thematik am neu geschaffenen Viertelfahrzeug-Strömungsprüfstand, andererseits auch mit den Möglichkeiten der Modellierung des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes mittels CFD-Simulation. Am Strömungsprüfstand soll mittels Particle Image Velocimetry (kurz PIV) ein Verständnis für die Effekte und Phänomene im Bereich des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes die zur Resuspension von Fahrbahnpartikeln führen, geschaffen werden. Mithilfe der Simulation sollen danach verschiedene Ansätze zur Modellierung des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes geprüft und in einer engeren Auswahl mit den Ergebnissen der Untersuchungen am Prüfstand verglichen werden.

Kraftfahrzeuge emittieren während des Fahrbetriebs Feinstaub in die Umwelt. Die luftgetragene Partikelfracht setzt sich in der Regel anteilig aus verbrennungsmotorischen Partikeln und Abriebpartikeln der Reibungsbremse sowie des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes zusammen. In Abhängigkeit vom aerodynamischen Durchmesser können die Partikel über die Atemwege unterschiedlich tief in den menschlichen Organismus eindringen und zu gesundheitlichen Schäden führen. Diese Eigenschaften sowie ein umwelttechnisches Gefährdungspotential macht sie zu einem wesentlichen Bestandteil wissenschaftlicher Untersuchungen und gesetzlicher Regelungen. Zur Erfassung gesamtheitlicher Emissionen im Realbetrieb unter Beachtung von Vorgaben genormter Prüfzyklen (RDE), werden unterschiedliche, für den mobilen Anwendungsfall optimierte Messsysteme und Peripherie benötigt. Aufgrund der offenen Bauweise des Reifens und der Bremsanlage müssen zusätzlich fahrzeugspezifische, komplexe Probenahmesysteme entwickelt werden, was wiederum einen hohen Zeit- und Kostenaufwand bedeutet. Nicht zuletzt unterliegen RDE-Zyklen verschiedensten Einflussfaktoren, die zum Teil nur schwer kontrollier- und abschätzbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollen deshalb die Gesamtemissionen eines Kraftfahrzeuges in einer Simulationsumgebung vorhergesagt werden. Die Grundlage bildet dabei die Implementierung eines RDE-Zyklus, die Parametrisierung eines Versuchsfahrzeugs sowie die Modellierung eines realitätsnahen Fahrers innerhalb des virtuellen Testszenarios. Mittels durch Prüfstands- und Realversuche zu ermittelnder Kennfelder erfolgt die Prädiktion von Partikelemissionen unter wechselnden Rahmenbedingungen, unter anderem der virtuellen Verkehrslage. Zur Validierung der Simulation werden die Ergebnisse zum einen mit realen Messwerten verglichen und zum anderen im Hinblick auf aktuelle Grenzwerte interpretiert.

Für den Einsatz in sogenannten "FlexFuel"- Fahrzeugen gibt es einen bereits industrialisierten Sensor. Dieser kann in flüssigen Ottokraftstoffen beliebige Ethanolbeimischungen vermessen, sodass die Verbrennungsparameter im Motorbetrieb geregelt werden können. Da Alkohole als Lösungsmittel Oberflächen angreifen und Schmiermittel verdünnen, wird die Überwachung der anderen motorischen Betriebsmedien hinsichtlich einer gewollten oder auch ungewollten Beimischung bzw. Kontamination von Alkoholen immer relevanter. Zudem ergibt sich über die Möglichkeit einer exakten Vermessung von fluiden Zweistoffsystemen Optimierungspotential der Verbrennungsthermodynamik. In dieser Arbeit wurde daher untersucht, ob der vorliegende Sensor auch andere motorische Zweistoffsysteme als Ethanol und Ottokraftstoff vermessen kann. Zur Beantwortung dieser Frage wurde ein authentischer Versuchsaufbau sowie ein Versuchsablauf entwickelt, mit dem verschiedene motorische Zweistoffsysteme unter Temperatureinfluss vermessen werden können. Zu den motorischen Betriebsmedien zählen Isooktan als Benzinersatzkraftstoff, Diesel, Ethanol, Methanol, Wasser sowie Schmieröl. Diese Medien wurden anhand ihrer realen Verwendung in authentischen Zweistoffsystemen kombiniert und mit dem vorliegenden Sensor vermessen. Auf Grund mischungsspezifische dielektrische Eigenschaften kann der Sensor anhand der Messung von komplexer Impedanz und Konduktivität auf einen Ethanolanteil im Benzin schließen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine grundlegende Eignung des Sensors für die Vermessung weitere motorische Zweistoffsysteme besteht. Es muss beachtet werden, dass manche untersuchten Zweistoffsysteme wie Methanol und Wasser eine Erweiterung des bisher gegebenen Messbereichs erfordern und der Sensor vor Ausgabe seiner Messdaten an das Motorsteuergerät eine Temperaturkorrektur durchführt. In dieser Arbeit werden erste Ansätze zur Optimierung dieser Defizite aufgezeigt und auch an einem zweiten FlexFuel-Sensor experimentell erprobt. Alle Erkenntnisse werden mit Messungen belegt und in einer Auswertung der Messdaten verifiziert. Unter Vorbehalt der inkorrekt durchgeführten Temperaturkompensation seitens der originalen Sensorelektronik konnte aus den Messdaten ein initialer Vorschlag für eine Motorsteuergerätekalibration erarbeitet werden.

In der Wirtschaft und Technik wird viel Wert daraufgelegt, Systeme zu verbessern und leistungsfähiger zu gestalten. Der Verbesserungsprozess wird jedoch durch die steigende Anzahl an limitierten Ressourcen und bestimmten Regelungen oder Gesetzen erschwert. Dadurch können komplexe oder unvollständige Entwicklungsverfahren entstehen. Um komplexe und nichtlineare Zusammenhänge an Prüfständen und Prüflingen offline abbilden zu können, werden in dieser Arbeit neuronale Netze als mögliches Werkzeug für eine einfache Prüfstandrohrumgebung untersucht. Hierfür werden eine Methodik zur Modellbildung inklusive Datenaufbereitung, verschiedene Netztopologien, sowie unterschiedliche Sampling Verfahren vorgestellt. Dabei wird einerseits veranschaulicht, dass sehr gute Ergebnisse mittels derartiger Modelle erreichbar sind und andererseits verdeutlicht, dass neuronale Netze instationäre Prozesse mit hoher Genauigkeit abbilden können.

Aufgrund der stark zunehmenden, strengen Abgasrestriktionen und verschärften Gesetze, die zwecks der Umwelt und der Schonung der menschlichen Gesundheit Inkrafttreten, sind die Automobilhersteller verpflichtet, umweltfreundliche Fahrzeuge zu produzieren. Diese Situation hat den Entwicklungstrend mehr in die Richtung Elektromobilität getrieben. Neben der Emissionsfreiheit sind Elektrofahrzeuge "EVs" mit einem weiteren wichtigen Merkmal zu charakterisieren. Dieses Merkmal ist die regenerative Bremsfunktion, welche während des Bremsvorgangs einen Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs rekuperiert, die normalerweise als Hitzeenergie dissipiert. Die kinetische Energie des Fahrzeugs wird durch die Elektromotoren im Generatorbetrieb während des Bremsvorgangs in Strom regeneriert, somit wird die Batterie aufgeladen und die Reichweite geschont. Das regenerative Bremssystem ist allein allerdings bei manchen Situationen zu schwach, um das erforderliche Bremsmoment (Bedarfsbremsmoment) zu erfüllen, z.B. bei Notbremssituationen oder bei einem schwachen Batterieladezustand "SoC" etc. Deshalb ist eine Koexistenz der regenerativen Bremse mit der Reibbremse mit einer optimalen Bremsmomentverteilungsstrategie "Brake-Blending" hinsichtlich der Energieeffizienz und der Sicherheit essenziell. Der hohe Anzahl von Steuergeräten bzw. die kontinuierlich steigende Komplexität der Elektrik und Elektronik bei modernen Fahrzeugen, können Sicherheitsprobleme ans Licht bringen, denn die Funktion von elektrischen und elektronischen Systemen kann bei Ausfall oder Störung (nicht korrekte Funktion) gefährliche Situationen hervorrufen. Diese Problematik erfordert, dass jedes elektrisch und elektronisch entwickeltes System die funktionale Sicherheitsnorm DIN EN 61508 erfüllen muss, damit die Risiken minimiert werden können. In der Automobilindustrie wurde die Norm spezifisch als ISO26262 eingeführt. Diese Masterarbeit beschäftigt sich im Rahmen der Forschung und Entwicklungsprojekt "XiL for EV, EVC 1000" an der TU Ilmenau im Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik mit der Entwicklung eines "Brake-Blending" Algorithmus für ein Elektrofahrzeug "EV" vom Typ SUV mit vier Radnabenantriebsarchitektur. Die optimale Bremskraft zwischen Vorder- und Hinterachse wird gemäß der idealen Bremskraftverteilungsparabelstrategie verteilt. Zunächst wird die optimale Bremsmomentteilung "BBT" zwischen der elektrohydraulischen "EHB" und der regenerativen Bremse mit Hilfe von Verlustfunktionen hinsichtlich der Energieeffizienz und Sicherheitskompromiss definiert. Um die Elektromotoren vor dem Überhitzen bzw. vor dem Ausfall zu schützen, wurde bei hohen Fahrbahnreibwerten der Einsatz der elektrohydraulischen Bremse bevorzugt. Bei niedrigem Fahrbahnreibwert hingegen, wurde der Einsatz der regenerativen Bremse (schnellere Reaktion als die EHB) bevorzugt. Die Funktion des Brake-Blending Algorithmus wurde bei hohen und niedrigen Fahrbahnreibwerten sowie bei verschiedenen Bremspedalkräften demonstriert bzw. simuliert, zwecks der Brake-Blending Strategiedarstellung. Um die Sicherheit weiterhin bei Ausfall oder Störung der "Brake-Blending" Funktion gewährleisten zu können, wurde basierend auf einer bereits existierenden Bremssystemsicherheitsanalyse, eine Brake-Blending funktionale Sicherheitsanalysemethode gemäß der ISO 26262 Schritte realisiert. Die Analyse hat zu den ursprünglichen 91 Sicherheitsanforderung auf der elektrohydraulische Bremsregeleinheit "EHBC" Ebene noch 18 Anforderungen dazu identifiziert. Diese Anforderungen können dann jederzeit während des Entwicklungsprozesses erweitert werden. Abschließend wurde ein funktionales Sicherheitskonzept vorgeschlagen mit Rückfallebenen und Lösungen, um die Ausfall- und Störungsrisiken zu minimieren bzw. zu vermeiden. Diverse Fahrszenarien halfen am Ende dabei konkrete Gefahren in die Längsdynamik des Fahrzeugs darzustellen und wie sie durch die angewandten funktionalen Sicherheitskonzeptlösungen minimiert bzw. vermieden werden können.

Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen besteht in den fortwährend verkürzten Entwicklungszeiten bei weiterhin zunehmender Diversität der Produktpaletten. In diesem Prozess gewinnen hochdynamische Fahrsimulatoren gegenüber klassischen Entwicklungsmethoden aufgrund vieler Vorteile stetig an Bedeutung. Mit dem Einsatz von Fahrsimulatoren lassen sich Messergebnisse unter reproduzierbaren Test- und Prüfbedingungen ermitteln. Gleichzeitig können durch eine Verschiebung realer Prototypentests auf einen späteren Zeitpunkt im Entwicklungsprozess Kosten und Ressourcen eingespart werden. Die Effizienz dieser Methodik hängt dabei in hohem Maße vom Realitätsgrad der Gesamtsimulation ab. Um diese zu verbessern, verwenden vor allem industrielle Simulatoren aufwändige Bewegungssysteme, welche die auf den Fahrer wirkenden Beschleunigungen möglichst realitätsnah abbilden sollen. Die Algorithmen zur Steuerung dieser Bewegungssysteme werden Motion Cueing Algorithmen genannt. Von ihnen haben sich verschiedene Konzepte etabliert. Da der empfundene Realitätsgrad der Gesamtsimulation stark von der Qualität der Bewegungssimulation abhängt, ist folglich eine Optimierung dieser Algorithmen notwendig. Dabei lassen sich mit den vorhandenen Bewegungssystemen aufgrund ihres begrenzten Arbeitsraums nicht alle in der Realität vor-kommenden Beschleunigungen abbilden. Dementsprechend werden die auftretenden Beschleunigun-gen herunterskaliert, was eine Verschlechterung des Realitätsgrades zur Folge hat. Gegenstand der Untersuchung dieser Arbeit ist eine an das Fahrverhalten des jeweiligen Probanden angepasste Skalierung. Eine weitere Optimierungsmöglichkeit der Ausnutzung des vorhandenen Bewegungsraums stellt eine Vorpositionierung des Bewegungssystems vor bestimmten Fahrmanövern dar. Ob diese Maßnahmen einen signifikanten Nutzen bringen, muss allerdings noch weiterführend gezeigt werden. Für diese Untersuchung ist eine Betrachtung der Thematiken der Fahrermodellierung und Fahrertypisierung, des Fahrerverhaltens und des individuellen Fahrstils unumgänglich. Für die Erkennung des jeweiligen Fahrertyps wurden verschiedene Konzepte beleuchtet und final ein künstliches neuronales Netz anhand verschiedener Parameter erstellt. Dieses unterscheidet zwischen den drei Fahrertypen sportlich, normal und defensiv. Das Gesamtsystem wurde in einer Simulationsumgebung anhand verschiedener Messfahrten validiert. Außerdem wurde ein Ausblick auf ein weiteres Konzept zur Verbesserung des Gierverhaltens des Fahrsimulators mit einem 6-DOF-Bewegungssystem gegeben.

Die vorliegende Masterarbeit mit dem Thema "Untersuchung von Einflussgrößen auf die Lebensdauer von Bremsenbaugruppen und Entwicklung eines Vorhersagemodells für den Bremsenverschleiß" wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau erarbeitet. Das Ziel war die Entwicklung eines neuartigen Vorhersagemodells für den Verschleiß von PKW-Radbremsen. Die Idee dieser Arbeit war, den Bremsbelagverschleiß in Abhängigkeit von der Bremsenergie zu untersuchen, um auf Basis der Korrelation dieser beiden Größen ein Vorhersagemodell zu entwerfen. Über diese energetische Betrachtung soll das Modell sowohl für Fahrzeuge mit konventionellem als auch elektrischem Antrieb mit Rekuperationsfunktion anwendbar sein. Um diese Thematik strukturiert anzugehen, wurden in dieser Arbeit zuerst die Zusammenhänge zwischen Bremsbelagverschleiß und deren Einflussgrößen behandelt, aktuelle Rekuperationsformen und Brakeblending-Strategien erläutert und bisherige Anwendungsformen von Verschleißvorhersagen bei verschiedenen Fahrzeugherstellern recherchiert. Darauf aufbauend beschreibt das erste Zwischenziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Vorhersagemodells auf Basis von realen Fahrversuchen, wofür Verschleißmessfahrten in Form von Dauerläufen im Straßenverkehr durchgeführt wurden. Das zweite Ziel dieser Arbeit ist die anschließende Industrialisierung der Entwicklung des Modells. Das bedeutet die Übertragung und Validierung des Modells auf einem Schwungmassenprüfstand, um die Modellidentifizierung aus Kosten- und Aufwandsgründen zu vereinfachen. Das Vorhersagemodell basiert auf einem Graybox-Modell, welches aus einer Funktion von Einflussparametern besteht und auf Basis von Verschleißmessungen identifiziert wurde. Für die Identifizierung wurden Fahrzyklen im Dauerlauf entworfen, welche reale Fahrsituationen abbilden, und zur Industrialisierung am Prüfstand implementiert.

Die steigende Komplexität von Fahrzeugsystemen sowie der immer weiter steigende Marktdruck haben zur Folge, dass Hersteller bzw. Firmen vermehrt von Fahrzeugsimulationen Gebrauch machen. Dadurch sind diese in der Lage, schon viel früher im Entwicklungsprozess Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig Kosten einzusparen. In der Simulation wird ein komplexes Fahrzeugsystem durch einfachere Fahrzeugmodelle abgebildet. Ist der Modellierungsprozess erfolgreich verlaufen, kann das Fahrzeugmodell validiert werden. Dadurch wird bestätigt, dass das erstellte Modell im betrachteten Anwendungsgebiet in der Lage dazu ist, das Verhalten des Fahrzeugs realitätsnah nachzubilden. In folgender Arbeit werden zunächst Grundlagen zum Thema Modellbildung und Simulation erarbeitet. Anschließend folgt eine kurze Betrachtung zu aktuell am Markt verfügbarer Simulationssoftware. Hierbei liegt der Fokus auf Tesis DYNA4, da dieses Programm im Anschluss zur Modellbildung eingesetzt wird. Nachdem ein Modell erstellt wurde, soll dieses validiert werden, in dem die Simulationsergebnisse mit Ergebnissen aus einem anderen Simulationsprogramm verglichen werden. Die entsprechenden Daten stammen aus Vorarbeiten des Fachgebiets und wurden bereits validiert. Diese Bachelorarbeit wird mit einem Fazit abgeschlossen, in welchem auftretende Fehler diskutiert werden und die Ergebnisse zusammengefasst werden.

Heutzutage steigt die Belastung der Umwelt durch den zunehmenden Straßenverkehr immer weiter an. Um diesem Trend entgegenzuwirken, ist es wichtig, die entstehenden Emissionen genauer zu betrachten. Aufgrund zahlreich durchgeführter Studien sind Exhaust-Emissionen umfangreicher erforscht als Non-Exhaust-Emissionen. Ziel dieser Arbeit ist daher die Analyse verschiedener Fahrbahn- und Reifenpartikelproben. Diese werden an unterschiedlichen Orten durch mehrere Versuchsfahrten mit verschiedenen Fahrweisen gesammelt. Als Grundlage für die Aufnahme und Untersuchung der Partikelproben wird über bestehende Studien zu diesem Thema recherchiert. Bereits vorhandene Partikelproben werden mikroskopisch analysiert. Dabei wird der Einfluss von fahrdynamischen Einflussparametern auf Größenverteilungsdichte, Morphologie und Partikelanzahl pro Sekunde untersucht. Es lassen sich vor allem Unterschiede aufgrund verschiedener Messdauern feststellen. Mit steigender Messdauer nimmt sowohl die Größe und Länge als auch die Anzahl der emittierten Partikel pro Sekunde zu. Die gleiche Tendenz lässt sich bei höherer Außentemperatur beobachten. Eine Aufnahme von neuen Stichproben nach einem verbesserten Versuchsplan wird auf dem Verkehrslandeplatz Arnstadt-Alkersleben erprobt. Auch hier wird eine mikroskopische Analyse durchgeführt. Diese zeigt hingegen Einflüsse der Fahrdynamik, insbesondere der Fahrweise, bezüglich emittierter Partikel auf. Ebenfalls kristallisiert sich eine Abhängigkeit der Emission von der Radlastverteilung heraus. Es treten Korrelationen zwischen den genannten Ergebnissen und den Messungen der im Versuchsfahrzeug inkludierten Geräte auf. Um diese Ergebnisse zu festigen, beziehungsweise mehr Erkenntnisse zu erlangen, ist es wichtig, weitere Studien durchzuführen. Im Ausblick der Arbeit wird darüber hinaus Verbesserungspotential der Versuchs- und Auswertungsmethode aufgezeigt.

Eine Verbesserung von Fahrkomfort und Fahrdynamik des Fahrzeugs kann durch den Einsatz von einer aktiven Radaufhängung erreicht werden. Für eine aktive Aufhängung ist es entscheidend, einen zuverlässigen zentralisierten Regler zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit schlägt zwei zentralisierte Steuerungsarchitekturen vor, die auf der traditionellen Proportional-Integral-Derivative (PID) bzw. Model Predictive Control (MPC) basieren. Die entwickelten Steuerungen werden implementiert und mit der passiven Fahrzeugkonfiguration verglichen. Die Leistungsverbesserung der aktiven Aufhängung wird anhand wichtiger Leistungsindizes demonstriert. Die Steuerungen werden zunächst in der Simulink-Umgebung entwickelt und dann in der IPG CarMaker-Software zur Simulation der Fahrzeugdynamik implementiert. Die Studie umfasst verschiedene Fahrmanövern auf verschiedenen Straßentypen. Die vertikale Beschleunigung, Nick- und Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie werden beobachtet und verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass MPC im Vergleich zur traditionellen PID-Regelung einen verbesserten Fahrkomfort und eine verbesserte Fahrdynamik ermöglicht.

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Geräuschphänomen Bremsenknarzen. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Knarzanregung durch Einlenken bei einem stehenden Fahrzeug. Vorangehende Untersuchungen zu Geräuscherscheinungen der Fahrzeugbremse bilden die Grundlage dieser Arbeit. Dabei wurden neben Forschungsarbeiten des Fachgebiets Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau auch wissenschaftliche Abhandlungen verschiedener Quellen herangezogen, um eine umfassende Literaturrecherche durchzuführen und die relevanten Ergebnisse darzulegen. Nach der Auslegung der Versuche und dem Aufstellen von Messplänen wurde ein Versuchsfahrzeug mit der nötigen und in dieser Arbeit aufgeführten Messtechnik ausgestattet. So wurden mittels mehrerer Beschleunigungssensoren die Schwingungen an verschiedenen Messstellen erfasst. Die Versuche wurden ausgeführt und aufgezeichnet und die dabei erfassten Messdaten im Anschluss aufbereitet und ausgewertet. Hierbei wurden die Einflüsse verschiedener Parameter (Reifeninnendruck, Bremsscheibentemperatur, Bremsdruck, Erzeugung des Losbrechmoments, Startbedingung) erforscht und quantifiziert. Weiterhin erfolgte eine Analyse der Schwingungsübertragung im Viertelfahrzeug. Die Erzeugung des Knarzens durch Einlenken und die Vergleichbarkeit dessen mit anderen Varianten der Knarzanregung steht im Mittelpunkt dieser Arbeit. Aus diesem Grund kommt dem Einfluss der Art und Weise der Momenteinleitung sowohl bei den Untersuchungen der Parametereinflüsse als auch der Schwingungsübertragung besondere Aufmerksamkeit zu. Die Beobachtungen wurden im Anschluss mit vorangegangenen Untersuchungen der TU Ilmenau und anderer Literatur verglichen. Zum Abschluss werden Anregungen für zukünftige Forschung gegeben, die die vorliegende Arbeit und die darin gewonnenen Erkenntnisse und genutzten Methoden als Basis für weitere Untersuchungen nutzen können.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die für das Reibverhalten eines Schwingungsdämpfers relevanten Rauheitsparameter zu identifizieren. Da sich Linienrauheitsparameter nicht für diese Untersuchung eignen, werden die 3D-Rauheitsparameter der Kolbenstangenoberflächen mithilfe eines Laser-Mikroskops ermittelt. Die Charakterisierung des Reibverhaltens kann erreicht werden, indem die Reibkraft an der Kontaktstelle zwischen der Kolbenstange und der Dichtungsführungseinheit untersucht wird und deren Abhängigkeit von den 3D-Rauheitsparametern bestimmt wird. Die Reibkraftmessungen werden mithilfe eines speziellen Einzelreibstellenprüfstandes durchgeführt. Darüber hinaus wird ein dynamisches Reibmodell implementiert, um ein Reibmodell mit reibrelevanten Rauheitsparameter zu entwickeln. Damit kann die Abhängigkeit der entsprechenden Parameter von den ermittelten 3D-Rauheitsparametern abgebildet werden.

Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung und Bewertung verschiedener Motion Cueing Algorithmen hinsichtlich Kriterien wie Echtzeitfähigkeit, Arbeitsraumausnutzung und der Linearität des Bewegungsverhaltens. Dabei erwiesenen sich Algorithmen, die auf einer modellprädiktiven Regelung basieren, als am vielversprechendsten. Darüber hinaus wurde ein echtzeitfähiger Motion Cueing Algorithmus für einen Fahrsimulator mit Hexapod-Bewegungssystem entwickelt. Der Algorithmus basiert auf dem Prinzip der Fast Tilt Coordination und wurde durch eine adaptive Verschiebung des Simulatordrehpunkts sowie durch einen Analysemodus zur Verbesserung des Simulator-Arbeitsraums, erweitert. Validierungsmessungen anhand einiger grundlegender Fahrmanöver zeigten, dass eine Optimierung in der Darstellung von querdynamischen Bewegungen erzielt werden konnte. Schwächen wies der erarbeitete Algorithmus jedoch bezüglich Beschleunigungs- und Bremsverhalten in longitudinaler Richtung auf, die gegebenenfalls durch weitere Einstellarbeiten des Algorithmus und Fahrversuchen beseitigt werden können.

Die Elektrifizierung des Fahrantriebs stellt für die Automobilindustrie eine Schlüsseltechnologie dar. Der Beweggrund ist einerseits die Einhaltung der Schadstoffemissionen und andererseits die hohe Effizienz der Elektromaschine gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmotoren. Bei diesem Technologiesprung entstehen Herausforderungen, wie die Optimierung der maximalen Reichweite. In der heutigen Zeit sind elektrifizierte Fahrzeuge nicht in der Lage, die gleichen Distanzen wie konventionell angetriebene Fahrzeuge zurückzulegen. Der entscheidende Vorteil dieser Fahrzeuge ist, dass diese beispielsweise während eines Bremsvorgangs Energie zurückgewinnen können. Diese Rekuperation von Energie vergrößert die Reichweite elektrifizierter Fahrzeuge. Im Kontext der Bachelorarbeit wird diese Thematik mit der Elektrifizierung der Automobile eingeführt. In Korrelation mit dem aktuellen Entwicklungsstand vollelektrischer Fahrzeuge und deren Antriebstechnik werden bei diesen verschiedene Rekuperationsstrategien mit unterschiedlichen Antriebsstrangtopologien analysiert und anschließend verglichen. Das Ziel ist es, die optimale Antriebsstrangtopologie in Verbindung mit der effizientesten Rekuperationsstrategie zu ermitteln. Dafür werden die aufgebauten Fahrzeugmodelle der verschiedenen Fahrzeugklassen in einem Simulationsprogramm innerhalb verschiedener Fahrzyklen simuliert. Aufgrund des derzeitigen Trends hin zu größeren vollelektrischen Fahrzeugen werden neben dem mehrfach untersuchten Mitsubishi i-MiEV das Tesla Model S und ein an dem Audi e-tron angelehnter SUV analysiert. Aus den gewonnenen Verbrauchsdaten ist zu erschließen, inwieweit der Einsatz von Raddirektantrieben gegenüber zentral verbauten Elektromaschinen den Energieverbrauch der vollelektrischen Fahrzeuge beeinflusst.

Als klimafreundliche Alternative zu den konventionellen Kraftstoffen Diesel und Benzin bietet sich der Einsatz von gasförmigen Energieträgern im Verbrennungsmotor an. Dabei ist der Einsatz von Erdgas Stand der Technik. Zur Senkung von CO2 Emissionen werden dem Erdgasnetz vermehrt Biogase und regenerativ erzeugter Wasserstoff zugemischt, wodurch sich die Zusammensetzung des Gases verändert. Dies beeinflusst das Verhalten von gasbetriebenen Motoren. Ziel der Arbeit ist es, eine Festlegung zu treffen, welche Gasgemische für künftige Untersuchungen von Gasmotoren, als Kraftstoff in Frage kommen. Dazu wird mit Hilfe einer Literaturrecherche herausgearbeitet, welche Gase bereits in Verbrennungsmotoren Anwendung finden. Außerdem wird der Versuchsaufbau analysiert, an dem die Versuche durchgeführt werden. Dieser besteht aus einem Motorprüfstand, der zur Kraftstoffversorgung um eine Gasmischanlage erweitert wurde. Für die effiziente Versorgung der Gasmischanlage wird, unter Beachtung der räumlichen Gegebenheiten am Standort der TU Ilmenau, ein Konzept erarbeitet.

In dieser Arbeit soll ein Prüfstand zur Validierung kamerabasierter Fahrerassistenzsysteme im Rahmen des automatisierten Fahrens entwickelt und als Demonstrator umgesetzt werden. Validiert wird dieser anhand eines Algorithmus zur Verkehrszeichenerkennung. Mit diesem Prüfstand sollen bereits in einem frühen Entwicklungsstadium Fahrerassistenzsysteme virtuell getestet werden können. Gegenüber herkömmlichen Tests in einer realen Umgebung weist diese Methodik Einsparpotential in Aufwand und Kosten auf. Der Demonstrator besteht aus einer Webcam als Kamerasystem, einem Bildschirm als Simulations abbildendes System und einem Computer, der als zentrales Fahrerassistenzsteuergerät und zur Simulationserzeugung dient. Auf dem Bildschirm wird eine Autofahrt aus der Sicht einer "Front View" Kamera angezeigt. Die von der Webcam, beim abfilmen des Bildschirms, generierten Bilder werden über eine USB Verbindung an den Computer übergeben und in den Algorithmus zur Verkehrszeichenerkennung eingespeist. Der Algorithmus setzt sich aus zwei neuronalen Netzen zusammen. Das Erste Netzwerk, ein R-CNN, sucht jedes Bild nach Verkehrszeichen ab. Bei Erkennungen wird die RoI ausgeschnitten und an das Zweite neuronale Netz, ein CNN, übergeben. Dieses klassifiziert das übergebene Verkehrszeichen und gibt eine "top 5 prediction list" aus. Beide Netzwerke wurden mit der Methode des "Transfer learning" trainiert. Für das Training wurden zwei bereits bestehende Datensätze und ein selbst erstellter verwendet. Für das Training werden den Netzen 70% der Datenbank gezeigt, die restlichen 30% dienen als Validierung. Um die auf das Ergebnis der Verkehrszeichenerkennung einflussnehmenden Faktoren herauszufiltern wurden mehrere Versuchsreihen mit unterschiedlichen Parametern absolviert. Variierende Parameter waren die Position der Webcam, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Art der eingespeisten Videos, sprich live oder aufgenommene. Als einflussnehmende Faktoren zeigten sich die Bildgröße, Bildqualität und die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Algorithmus. Die Erkennungs- und Klassifizierungswahrscheinlichkeiten wurden unter verschiedenen Aspekten, mittels einer virtuellen Teststrecke untersucht.

Durch den vermehrten Einsatz von Prüfstandsanwendungen in der Fahrzeugentwicklung ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, einzelne Komponenten unter realen Bedingungen mit simulierten Modellen zu verknüpfen. Die vorliegende Masterarbeit greift dort an und behandelt ein Gesamtfahrzeugmodell eines batteriebetriebenen elektrischen SUVs mit vier Radnabenmotoren innerhalb einer geeigneten Simulationsumgebung. Hierfür lag besonderer Fokus auf dem Antriebsstrang, der Traktionsbatterie und dem Chassismodell mit 15 Freiheitsgraden. Im Rahmen einer Co-Simulation zur Veranschaulichung von X-in-the-Loop Anwendungen wurde dieses Modell durch einen Brake-Blending Controller erweitert. Dieser soll das Zusammenspiel von hydraulischer Reib- und elektrischer Generatorbremse optimieren und ist auf die Simulationsgegebenheiten angepasst. Der Controller steuert vier rekuperierende Räder und arbeitet mit einer seriellen Rekuperationsstrategie nach dem rule-based Prinzip. Im Anschluss wurden ausführliche simulative Fahrmanöver zur Veranschaulichung der Wirkweise dieses Controllers gemeinsam mit dem Gesamtfahrzeugmodell durchgeführt. Anhand von Testzyklen und konstanten Bremsungen unter Variation der Ausgangsgeschwindigkeit und Generatorkennlinie konnte die Funktionsweise des Brake-Blendings veranschaulicht und die Funktionalität für diesen Anwendungsbereich dargelegt werden. Als Abschluss der Arbeit wurden verschiedene Konzepte zur Verknüpfung von Simulationstools erarbeitet. Diese ermöglichen es, die jeweiligen Vorteile der unterschiedlichen Programme zu kombinieren. Dadurch ergeben sich bei späteren Anwendungsfällen mehr Möglichkeiten einer Versuchsdurchführung und der Auswertung. Als Ergebnis ist eine Co-Simulation eines Gesamtfahrzeugmodells und eines Brake-Blending Controllers entstanden, welche als Basis für weitere Anwendungszwecke wie eine Anbindung an einen Prüfstand für In-Wheel Motoren dient oder durch Fahrdynamikregelsysteme erweitert werden kann.

Im Rahmen dieser Arbeit werden vorhandene Montageanlagen für Fahrwerkslenker analysiert und bewertet. Hierfür wird zunächst der allgemeine Stand der Technik für Montageprozesse erörtert. Aufbauend darauf erfolgt eine systematische und anforderungsgerechte Montagesystemplanung. Ziel dieser Masterarbeit ist die Vorstellung möglicher und wirtschaftlich sinnvoller Montagesysteme für die zugrundeliegenden Prozesse, sowie der Vergleich untereinander. Die derzeit verwendeten Anlagen werden dabei eingeordnet und optimiert. Eine Senkung der Montagekosten bei gleichbleibender Produktqualität soll somit erzielt werden. Des Weiteren können die durch diese Arbeit aufgestellten Planungssystematiken auf andere Montageplanungsprojekte angewandt werden.

Heutige Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Assistenzsystemen ausgestattet. Dabei werden Steuergeräte und Sensoren verwendet, mit welchen Assistenzfunktionen realisiert werden können. Bei der zunehmenden Automatisierung von Fahrzeugen steht die Sicherheit an erster Stelle, daher müssen Assistenzsysteme unter allen möglichen Situationen die richtige Entscheidung treffen, um ein automatisiertes und sicheres Fahren ermöglichen zu können. Der reale Straßenverkehr beherbergt zusätzlich verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Automatisierungsstufen, die miteinander kooperieren müssen. Da reale Straßentests zu langwierig und aufgrund der Notwendigkeit von Prototypen zu teuer sind, um alle möglichen Szenarien abzutesten, wurde in dieser Arbeit ein Konzept für eine virtuelle Prüfumgebung unter Einbindung mehrerer Prüfstände erarbeitet. Dabei wurde eine mögliche Prüfstandskombination und Vernetzung sowie weitere Möglichkeiten wie die Einbindung eines realen Fahrzeugs in die Simulation (Vehicle-in-the-Loop) und die Verbindung mehrerer Recheneinheiten vorgeschlagen. Auch wurden Anforderungen an die benötigte Simulationsumgebung definiert. Zusätzlich wurden verschiedene Testfälle zur Prüfung und Bewertung von neuen Fahrerassistenzsystemen vorgeschlagen. Dabei wurde ebenso eine Testautomatisierung mit der verwendeten Software vorgestellt. Zur Umsetzung des Konzepts für drei Szenarien wurde mithilfe von geeigneter Software ein automatisiertes Fahrzeug entwickelt. Das Fahrzeug ist in der Lage eigenständig zu dessen Ziel auf einer definierten Strecke in einer Simulation zu gelangen und dabei die Verkehrsregeln und andere Verkehrsteilnehmer zu beachten. Bei der Umsetzung des Konzepts wurde die Kooperationsfähigkeit von zwei Fahrzeugen unter der Verwendung von zwei Recheneinheiten in einer Simulation getestet, in der sich die simulierten Fahrzeuge auf einer Autobahn gegenseitig überholen. Zusätzlich wurden bei der Datenübertragung über das UDP-Protokoll im Rahmen eines Versuchs optimale Einstellungsparameter für eine Multi-Ego-Simulation bestimmt.

Der Betrieb eines Kraftfahrzeugs setzt das Vorhandensein einer Bremse zur Verzögerung voraus. Primär findet hierbei das Reibsystem der Scheibenbremse Verwendung. Resultierend auf verschiedenen tribologischen Wirkmechanismen findet in diesem System die Umwandlung der kinetischen Energie des Fahrzeugs in thermische Energie und Verschleiß statt. Die entstehenden Abriebprodukte, welche sich durch ihren Größenbereich dem Feinstaub zuordnen lassen, werden durch die offene Bauweise des Bremssystems nahezu ungehindert in die Umwelt freigesetzt. Dort bergen sie ein hohes gesundheitliches Gefährdungspotenzial und stellen daher ein großes Risiko für Mensch und Umwelt dar. In Anbetracht der kontinuierlichen Reduktion verbrennungsmotorischer Emissionen rücken somit die Non-Exhaust-Emissionen, zu welchen Bremsstäube gehören, in den Fokus gesetzlicher Regelungen und demnach wissenschaftlicher Betrachtung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll der Einfluss des Fahrwiderstandes auf das Partikelemissionsverhalten von Reibungsbremsen im Gesamtfahrzeugaufbau experimentell untersucht werden. Das Ziel besteht hierbei in der Steigerung der Vergleichbarkeit von prüfzyklusbezogenen Emissionsmessungen an unterschiedlichen Prüfumgebungen. Diese Steigerung soll durch die Optimierung einer vorhandenen Widerstandssimulation erreicht werden. Anhand einer auf dem aktuellen Forschungsstand basierenden Sensitivitätsanalyse, bei welcher Unterschiede in der Abbildbarkeit und Beeinflussbarkeit des Fahrwiderstandes im Realfahrbetrieb, an einem Vier-Rollenprüfstand und an einem Schwungmassen-Bremsenprüfstand definiert werden, wird eine Methodik zur Messung des realen Fahrwiderstandes und dessen Simulation am Prüfstand entwickelt. Auf Basis standardisierter Testzyklen wird anschließend experimentell der Einfluss des Fahrwiderstandes auf Bremspartikelemissionen untersucht. Eine Beurteilung der analysierten Zusammenhänge hinsichtlich der Rolle des Fahrwiderstandes im Kontext der Partikelemissionsmessungen bildet den Abschluss.

Aufbau einer Gesamtfahrzeugsimulation eines batterieelektrischen Fahrzeuges für eine X-in-the-Loop Integration. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Gesamtfahrzeugmodell eines batterieelektrischen SUV mit 15 Freiheitsgraden erstellt. Angetrieben wird das Fahrzeug von vier Radnabenmotoren welche von je einem Steuergerät angesteuert werden. Dabei wurde besonders auf eine hohe Detailtreue bei der Modellierung des Antriebsstrangs, der Traktionsbatterie, sowie Reifen, Radaufhängung und Chassis geachtet. Zur Plausibilisierung und Validierung des Modells wurden verschiedene Open-Loop-Fahrmanöver und Fahrzyklen durchgeführt. Neben der Betrachtung der Längs- und Querdynamik des Modells wurde im Verlauf der Arbeit auch der Fokus auf den Energiespeicher und Antriebsstrang gelegt. Dadurch konnten neben der Betrachtung der Fahrdynamik auch Rückschlüsse auf die Reichweite und den Verbrauch des Modells, sowie das Zusammen-spiel einzelner Komponenten gezogen werden. Aufbauend auf dem Gesamtfahrzeugmodell wurde ein Konzept für eine X-in-the-Loop Einbindung des Fahrzeugmodells erstellt. Dabei wurden sowohl verschiedene Vernetzungsarten und Kommunikationsprotokolle von Prüfständen verglichen, als auch Vorbereitungen zur Einbindung des Modells auf einen Echtzeitrechner getroffen. In Folge dessen konnten verschiedene Probleme und Lösungsansätze bezüglich der Interaktion mit anderen Programmen aufgezeigt werden. Zur Visualisierung des Fahrzeugmodells wurden mehrere Möglichkeiten elaboriert. In diesem Zusammenhang wurde eine Co-Simulation mit einer Software zur Durchführung von Fahrmanövern realisiert. Als Ergebnis ist ein ganzheitliches Gesamtfahrzeugmodell entstanden, welches aufgrund seiner Modularität und Stabilität einen soliden Grundstein für die Umsetzung des erarbeiteten XIL-Vernetzungskonzepts bildet.

Das Streben nach mehr Sicherheit und Komfort in einem Automobil steht im Fokus der stetigen Neu- und Weiterentwicklung von Fahrdynamikregel- und Fahrassistenzsystemen, die die Fahrzeuglängs und -querführung beeinflussen. Zum Nachweis der Funktionsfähigkeit solcher Systeme, deren Zulassung und Einführung sind allerdings umfangreiche Tests unter standardisierten Randbedingungen notwendig. Die Einhaltung derer bedingt sehr präzise Pedalerie- und Lenkwinkeleingaben, welche von einem Menschen nicht ausreichend reproduziert werden können, weswegen diese Tests oft mit Robotern durchgeführt werden. Um solche Untersuchungen zur Fahrzeugquerdynamik auch am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau durchführen zu können, wird in der vorliegenden Arbeit ein praxistaugliches Konzept für einen Lenkroboter entwickelt. Dieser soll ausschließlich die Lenkung des Fahrzeugs übernehmen, weshalb für die Betätigung der Pedalerie und der Gangschaltung weiterhin ein Fahrer oder aber ein Fahrroboter notwendig ist. Der Lenkroboter soll dabei alle Anforderungen aus genormten Testverfahren erfüllen. Bei der Konstruktion wird zusätzlich darauf geachtet, dass der Roboter in einem möglichst breiten Spektrum an Fahrzeugen nutzbar ist. Zu Beginn der Arbeit werden die für die Entwicklung des Konzepts notwendigen Grundkenntnisse in Bezug auf die Lenkung eines Automobils und die Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine im Fahrzeug erläutert. Anschließend folgt eine Beschreibung und Darstellung bekannter Lenkroboter innerhalb einer Patentrecherche. Nach Abschluss der Recherche wird mit der Entwicklung, angelehnt an die VDI-Richtlinie 2221, begonnen. Zunächst werden die Anforderungen an den Lenkroboter zusammengetragen, unterschiedliche Umsetzungsmöglichkeiten für die einzelnen Baugruppen diskutiert und anschließend die Vorzugslösung ausgearbeitet. Den Abschluss bildet konstruktive Umsetzung und die Erstellung eines Zeichnungssatzes für den Lenkroboter. Daneben werden ein grundlegendes Regelungskonzept sowie ein Bedienablauf vorgestellt. Abschließend werden die Kauf- und Normteile des Lenkroboters in einer Bestellliste zusammengefasst, um eine Übersicht über die Kosten zu schaffen und einen Vergleich zu den Lenkrobotern namhafter Hersteller ziehen zu können.

In dieser Arbeit werden die Entwicklung und der Test der Leistung der Steuerungen der aktiven elektromechanischen Fahrzeugfederung durchgeführt, um die Fahrdynamik mit standardisierten Eingangssignalen von der Straße zu steuern. Um ein Mikroprofil einer Straße der Klasse C gemäß der internationalen Norm ISO8608: 1995 zu simulieren, wurde in der Matlab Simulink-Softwareumgebung ein mathematisches Modell entwickelt. Als Grundlage für die Architektur des Vertikaldynamik-Regelsystems des Fahrzeugs wurden drei grundlegende effiziente Regler entwickelt, die auf Skyhook-Algorithmen, der PID-Regelung und dem Optimal Sliding Mode Controller mit integriertem genetischen Optimierungsalgorithmus basieren. Die Leistungsbewertung der Controller erfolgt über die Co-Simulationsschnittstellen für die Co-Simulationssoftwarepakete Simcenter AMESim, IPG CarMaker und MATLAB Simulink, die gemäß den ISO-Standards standardisiert sind. Schlüsselwörter: Aktive elektromechanische Federung, Steuerungssystem, Simcenter AMESim, IPG CarMaker, Simulink, PID-Regelung, elektromechanischer Antrieb, Fahrzeugmodellierung, Fahrdynamik, Federungssystem, Skyhook-Regelung, Optimale Gleitmodusregelung, genetischer Optimierungsalgorithmus, Co-Simulation

Die vorliegende Arbeit greift den aktuellen Stand von Bremsenmodellen auf und untersucht in einer Studie auf ihre Validität bzw. Allgemeingültigkeit. Kernaspekt ist die Untersuchung und der Vergleich von verschiedenen Reibpaarungen (ECE-Belag Swimmsattelbremse, ECE-Belag Festsattelbremse, NAO-Belag Swimmsattelbremse und NAO-Belag Festsattelbremse). Die Modellierung des Reibwerts und die Implementierung des echtzeitfähigen Schätzers oder Beobachters mit dem besten Modell in X-In-The-Loop sind die Hauptaufgabe dieser Arbeit.

Ziel dieser Arbeit ist die Simulation des dynamischen Reibverhaltens zwischen Trennkolben und Rohr eines Automobilschwingungsdämpfers mittels der Finite-Elemente-Methode. Auf Basis dieser Methode sollen in Zukunft erste Abschätzungen zum Reibverhalten alternativer Materialien und Geometrien getroffen werden können, ohne aufwändige Prototypenteile für den Prüfstand herzustellen. Um das Reibverhalten in der Simulation nachzubilden, wird ein dynamisches Reibmodell implementiert. Mit Hilfe von aufgenommenen Reibkraftverläufen aus mehreren Prüfstandsläufen am Einzelreibstellenprüfstand kann das Reibmodell anschließend parametriert werden. Dieses Vorgehen wurde für zwei verschiedene Dichtringvarianten durchgeführt, wovon eine dem aktuellen Standard entspricht und die andere bereits eine alternative Geometrie aufweist. Zusammenfassend wurde herausgefunden, dass das simulierte Reibverhalten der aktuellen Dichtringgeometrie die Ergebnisse vom Prüfstand gut abbildet. Zusätzlich wurde eine Frequenzabhängigkeit des Reibmodells erörtert und in der Programmierung hinterlegt. Für zukünftige Erprobungen wird daher nahegelegt, die Frequenz am Prüfstand identisch zu der in der Simulation zu wählen. Zu der alternativen Dichtringvariante ist noch eine weitere Optimierung des Reibmodells nötig, um die Messergebnisse hinreichend genau abbilden zu können.

Reifenemission entsteht durch die tribologische Wechselwirkung von Reifen und Fahrbahn. Dabei werden Partikel durch unterschiedliche verschleißbehaftete Vorgänge aus dem Reifenprofil herausgelöst und in die Umwelt ausgestoßen. Diese Schwebstoffe wirken auf alle Organismen, die auf Atmung angewiesen sind gesundheitsgefährdend. Deswegen sollten die Bildung, Zusammensetzung und Toxizität näher erforscht werden. In der nachfolgenden Arbeit werden zum Verständnis, die Grundlagen über Reifen, Reifenwerkstoffe und Feinstaub geklärt. Anhand einer Patentrecherche werden vorhandene Grundprinzipien der Feinstaubmessung vorgestellt und der Stand der Partikelmesstechnik in Bezug auf Reifenemission analysiert. Zur Erläuterung von realen Messbeispielen werden Studien herangezogen. Dank dieser Messeinrichtungen kann abgeschätzt werden inwiefern Abhilfe- und Gegenmaßnahmen sich auf den Ausstoß auswirken. Im Nachfolgendem werden die Maßnahmen zur Reifenpartikelminderung aus Literatur und Patenten vorgestellt und bewertet. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden neue Messstrategien entwickelt, die entweder zur Untersuchung von Reifenabriebpartikeln dienen oder feststellen inwieweit Maßnahmen zur Reduzierung beitragen. Dabei werden Partikelminderungsvorrichtungen mit berücksichtig.

Um die hohen Qualitätsstandards bei der Herstellung von Kegelradsätzen bezüglich Abrollverhalten und Geräuschentwicklung zu gewährleisten, werden heute nahezu alle der gefertigten Kegelräder auf einer Laufprüfmaschine getestet. Hierbei wird auch das Tragbild auf den Zahnflanken überprüft. Durch stetig fortschreitende Digitalisierung und Automatisierung in allen industriellen Bereichen, ist auch die Nachfrage nach einer volldigitalen und möglichst automatisierten Tragbilderfassung für die Endprüfung von Kegelradsätzen vorhanden. Die vorliegende Arbeit zeigt eine neuartige Methode der Tragbilderfassung in einer Laufprüfmaschine. Hierfür werden verschiedene Kontrastmittel getestet, die den Stand der Technik mit Tuschierpaste ersetzen sollen und ein optimales Kontrastverhalten zur metallischen Oberfläche aufweisen. Mit Hilfe einer digitalen Kamera werden Bilder der Zahnflanke erfasst. Durch spezielle optische Filter und Beleuchtungsmethoden wird das Tragbild für die digitale Bilderfassung optimiert. Anschließend werden durch verschiedenen Bildverbesserungs- und Bildverarbeitungsalgorithmen die gewonnen Rohbilddaten bearbeitet und in einer standardisierten zweidimensionellen Ebene aufbereitet. Zusätzlich sind die mathematischen Grundlagen eines Mehrachsrobotors, sowie dessen Simulation in MATLAB zur Positionierung in einer Laufprüfmaschine, Teil dieser Arbeit und zeigen die Automatisierungsmöglichkeiten der Tragbilderfassung auf.

Zur Verzögerung eines Kraftfahrzeugs wird üblicherweise als primäres Prinzip das tribologische Reibsystem der Scheibenbremse genutzt. Dieses wandelt die abzubauende kinetische Energie in thermische Energie und Verschleiß um. Die hierbei entstehenden Abriebprodukte werden als partikelförmige Emission in die Umwelt abgesondert. Im Gegensatz zu den bei motorischer Verbrennung entstehenden Emissionen können die Bremspartikel den Non-Exhaust-Emissionen zugeordnet werden, wobei sie in dieser Kategorie einen sehr hohen Anteil an der Gesamtemission einnehmen. Die auftretenden Größenbereiche dieser bremseninduzierten Teilchen lassen eine Zuordnung zu Feinstäuben zu. Diese Eigenschaft sowie die Toxizität einiger Bestandteile dieses Staubes bergen ein hohes gesundheitliches und umwelttechnisches Gefährdungspotential, was sie zunehmend in den Vordergrund gesetzlicher Regelungen und demnach wissenschaftlicher Beobachtung drängt. Diese Arbeit untersucht experimentell die beschriebenen, der Reibbremse zugeordneten Emissionen unter variierenden Prüfumgebungen. Ziel ist hierbei die Entwicklung einer Methodik zur Beschreibung möglicher Einflussgrößen zwischen der realen Fahrt (RDE), dem Fahrzeugaufbau am Chassis-Dyno-Prüfstand (4-Rollen-Prüfstand) sowie dem Schwungmassen Bremsenprüfstand (SMP). Um eine Vergleichsbasis schaffen zu können, standen neben den Prüfständen jeweils ein Konstantvolumen-Probenahmesystem (CVS) für den mobilen sowie den stationären Fall zur Verfügung. Das mobile CVS kann im Gegensatz zum stationären sowohl am SMP, als auch im Fahrzeugaufbau genutzt werden. Um eine vergleichbare Grundbasis zu schaffen, werden standardisierte Testzyklen für Abgas- und Bremsentests herangezogen. Abschließend erfolgt eine Zusammenfassung und Beurteilung der auftretenden Mechanismen, welche die Gegenüberstellung sich in der Prüfumgebung unterscheidender Messfahrten ermöglichen.

In Folge tribologischer Wirkmechanismen kommt es durch den Kontakt von Reifen und Fahrbahn zum Reifenabrieb. Diese Bachelorarbeit behandelt im allgemeinen Grundlagenuntersuchungen zur Entstehung des partikelförmigen Reifenverschleißes und im speziellen die Erfassung der Verschleißmasse. Auf dem 4-Rollen-Prüfstand des Fachgebietes Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau ist der Corner-Modul-Prüfstand montiert. Unter anderem werden an diesem Untersuchungen zu außermotorischen Partikelemissionen durchgeführt. Dazu wurde in vorangegangenen Arbeiten ein Versuchsaufbau mit zwei separaten Messstrecken zur getrennten Erfassung der Partikelemissionen von Bremse und Reifen entwickelt. Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung der Messstrecke zur Erfassung der Reifenpartikelemissionen, im Besonderen der Reifenpartikelmasse. Dazu werden drei unterschiedliche Versuchsaufbauten entworfen und mittels quasistatischer Partikelmessungen verglichen. Ziel ist die kontrollierte Abscheidung grober Partikel bei gleichzeitig hoher Transporteffizienz luftgetragener Partikel kleiner 1 [my]m. Dabei zeigt sich der Verbau eines Rohrfilters mit Messung der Partikelanzahl vor und nach dem Filterelement als zielführend. Die besten Messergebnisse lieferte die in den Nachversuchen aufgestellte Messstrecke, mit einem horizontal angebrachten Prallabscheider, bestehend aus zwei 90 &ring;-Winkeln mit Auffangbehältern. Über die gemessenen Werte lassen sich die vorangegangenen Vermutungen, dass mit höherer Fahrgeschwindigkeit und größerem Spurwinkel eine höhere Partikelmasse und größere Partikel emittiert werden, bestätigen. Bei den Untersuchungen der Größenverteilung mit einem Kaskadenimpaktor konnte festgestellt werden, dass das Aerosol aus 77 % PM2,5 besteht.

Die heute in Kraftfahrzeugen verwendeten Reibungsbremsen treten als Quelle sogenannter "Non-Exhaust-Emissions" immer weiter in den Fokus aktueller Feinstaubdebatten. Ziel der Forschung ist es, die Partikelentstehung im tribologischen System zwischen Bremsscheibe und Bremsbelägen zu verstehen und Messmethoden für die Emission von Bremsstäuben zu entwickeln, die zukünftig eine gesetzliche Reglementierung auch für abgasferne Feinstaubquellen zulassen. Um die Dynamik der gesundheitsschädlichen und mit dem bloßen Auge nicht zu erkennenden Teilchen zu untersuchen, wird in dieser Arbeit eine numerische Strömungssimulation mit ANSYS Fluent durchgeführt. Ausgangspunkt der Untersuchungen bildet ein Konstantvolumenprobenahmesystem für Realfahrtanwendungen (RDE-CVS), das die Bremsanlage eines Versuchsfahrzeug komplett umgibt und damit eine Absaugung der Feinstaubpartikel im realen Fahrbetrieb vornimmt. Die Überführung dieses Systems in ein CFD-Modell und die anschließende Analyse der Partikelausbreitung bilden den Schwerpunkt dieser Arbeit. Ziel der Simulation ist eine möglichst realistische Beschreibung von Modellpartikeln für die wichtigsten Feinstaubklassen. Abschließend wird anhand von Transporteffizienz und Uniformität der Partikel eine Einschätzung der Wirksamkeit des Systems unter verschiedenen Randbedingungen vorgenommen.

Seit geraumer Zeit existieren Grenzwerte und normierte Testverfahren für die Ermittlung der Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen. Jedoch gibt es noch keine allgemeingültige Prozedur zur Bestimmung von antriebsfernen Emissionen durch Bremsen- und Reifenverschleiß, die besonders in dichten urbanen Räumen durch das steigende Verkehrsaufkommen an Relevanz gewinnen. Im Laufe dieser Arbeit soll deshalb ein Konzept entwickelt werden, mit dem eine Messung dieser Emissionen im realen Fahrbetrieb möglich wird. Zunächst wurde eine Literaturrecherche zu Partikeleigenschaften von Non-Exhaust-Emissionen wie die Entstehung und Ausbreitung, Morphologie und chemischer Zusammensetzung unternommen. Aufbauend darauf wurde eine Visualisierungsmethode entworfen, um Partikelquellen voneinander abgrenzen zu können und passende Messpositionen zu finden. Abschließend wurden Messfahrten auf Basis der gewonnenen Kenntnisse durchgeführt und die Messdaten ausgewertet. Weitere Partikel wurden zur Analyse ihrer chemischen Eigenschaften entnommen.

Diese Bachelorarbeit entstand am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau. Das Thema dieser Bachelorarbeit ist die Analyse zum Stand der Technik zur Regelbarkeit von Fahrsimulatoren und zu prädiktiven Motion-Cueing-Algorithmen. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Recherche und Analyse verschiedener Aspekte von dynamischen Fahrsimulatoren. Dazu wird eine Literatur- und Patentrecherche durchgeführt. Unterschiedliche Fahrsimulatoren werden hinsichtlich ihrer Bauform, sowie Ansteuerung und Regelbarkeit verglichen. Die Grundlagen und Entwicklung der Motion-Cueing-Algorithmen, die das Bewegungssystem des Fahrsimulators steuern und Bewegungsreize des Fahrers erzeugen, werden zusammengetragen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den prädiktiven Motion-Cueing-Algorithmen, die eine Vorpositionierung der Bewegungsplattform ermöglichen. Außerdem werden die Einflussfaktoren auf das Fahrempfinden des Probanden im Fahrsimulator betrachtet. Ausgehend von den Einflüssen der Visualisierung und haptischen Mensch-Maschine-Schnittstellen der Lenkung und Pedalerie werden prinzipielle Optimierungsmöglichkeiten erarbeitet. Abschließend wird ein Konzept zur Bewertung von unterschiedlichen Motion-Cueing-Algorithmen und des Fahrempfindens des Probanden im dynamischen Fahrsimulator der Technischen Universität Ilmenau vorgestellt.

Das Streben nach maximalem Wirkungsgrad und niedrigsten Emissionen erfordert sowohl die fortwährende Weiterentwicklung bestehender Lösungen als auch die Entwicklung neuer Konzepte und Technologien. Für die Abschätzung von Potenzialen sind dabei objektive Bewertungsmethoden nicht nur in der Verbrennungsmotorenentwicklung absolut unerlässlich. Die Vielzahl von Parametern zur Optimierung eines modernen Verbrennungsmotors steigt mit zunehmender Variabilität weiter, sodass der Aufwand zur vollständigen experimentellen Abdeckung des Parameterraums nicht mehr vertretbar ist. Mit dem Ziel, diesen Raum zu verkleinern, wird in dieser Arbeit der Grundstein für ein Vorgehen gelegt, das die Auswirkung von Ventilsteuerzeitenveränderungen bewertet. Die entwickelte Methodik teilt dazu den beliebig geformten Zylinderdruckverlauf eines Arbeitsspiels in einzelne Abschnitte auf, für die jeweils eine Referenz auf Basis des Originalverlaufs berechnet wird. Das Resultat ist ein für das konkrete Arbeitsspiel individueller sog. Referenzverlauf, der die Parameterveränderung mit Ausnahme der Phase der Energieumsetzung durch den Unterschied zum Originalverlauf erfasst. Höchste Priorität hat bei der Anwendung die Durchgängigkeit der Methodik. Mithilfe eines für diese Arbeit in GT-Suite aufgebauten Modells zur Motorprozesssimulation werden Zylinderdruckverläufe für repräsentative Ventilsteuerzeitkonfigurationen simuliert, anhand derer die entwickelten Verfahren demonstriert werden. Schließlich wird ein Ausblick auf die Weiterentwicklung der Methodik gegeben, indem an praxisrelevanten Fällen der entdrosselten Laststeuerung über Einlass Schließt und der innermotorischen Abgasrückführung mittels Zwischenkompression konkrete Zahlenbeispiele der geplanten konsekutiven Arbeitsberechnung gegeben werden.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung statischer und dynamischer Eigenschaften eines neuartigen Temperatursensors unter verschiedenen Einsatzortbedingungen. Hierfür erfolgen zunächst simulative und experimentelle Untersuchungen in strömender Luft und in Wasser. Neben stationären Versuchen zur Ermittlung des statisch-thermischen Messfehlers erfolgt außerdem die Aufnahme von Sprungantworten zur Ermittlung dynamischer Kennwerte, wie Zeitkonstanten und Zeitprozentkennwerten. Die vorliegenden Einsatzortbedingungen lassen sich im Allgemeinen durch einen entsprechenden Wärmeübergangskoeffizienten zusammenfassen. Auf dessen Berechnung wird in dieser Arbeit ebenfalls detailliert eingegangen. Die gewonnenen Ergebnisse dienen anschließend zur Bestimmung von Umrechnungsfunktionen. Diese erlauben eine Abschätzung der statischen und dynamischen Kennwerte für beliebige Einsatzortbedingungen. In diesem Zusammenhang findet außerdem eine Untersuchung bezüglich des Einsatzes des Temperatursensors in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen statt. Abschließend erfolgt ein Vergleich zwischen konventionellem und neuartigem Thermoelement. Die vorliegende Arbeit beinhaltet des Weiteren die Vorstellung des verwendeten numerischen Simulationsmodells, sowie die hieraus gewonnenen Ergebnisse.

In dieser Arbeit wird ein Gesamtmodell des Fahrzeugs mit der Bremsregelung, semi-aktiven Radaufhängung sowie Regler für die Integration beider Systeme erstellt und mit den verschiedenen virtuellen Fahrmanövern untersucht. Der Integrationsregler erkennt die vom Fahrer gewünschte Bremsintensität, stellt das Radaufhängungssystem dementsprechend ein und integriert sie mit der Bremse, mit dem Ziel, den Bremsweg zu verkürzen. Geregelt wird die Radaufhängung mit verschiedenen Ansätzen, bei denen nach Werten wie der Radlast, der Einfederung des Reifens oder den Schwingungsgeschwindigkeiten des Aufbaus und des Rades geregelt wird; als Reglungsalgorithmus werden unter anderen Rulebased-Control, Sliding-Mode-Control und PID-Regler eingesetzt; die Entwicklung und Simulation der Regelungssysteme erfolgen unter MATLAB/Simulink und IPG-CarMaker, es werden Ergebnisse der verschiedenen Regelungsansätze mit einander verglichen, die zeigen, dass durch die integrierten Regelungssysteme die Fahrzeugleistung bezüglich Sicherheit und Komfort während Bremsung verbessert werden kann.

Aufgrund von immer strengeren Abgasvorschriften sinkt der Anteil der Emissionen, die aufgrund von innermotorischen Verbrennungsprozessen an die Umwelt abgegeben werden. Somit steigt der Anteil an Brems-, Reifen- und Fahrbahnabriebsemissionen. Dadurch rücken diese immer mehr in den Fokus. Es werden verstärkt mobile Messfahrzeuge eingesetzt, um diese Emissionen hinsichtlich Zusammensetzung und Ausbreitungsverhalten zu untersuchen. Da die Forschung hinsichtlich der Interaktion zwischen Fahrzeugumströmung und Partikeln noch in den Anfängen steckt, ist die Validität der Aussagen aus den Messungen eingeschränkt. In der vorliegenden Arbeit wurden auf Grundlage eines neuentwickelten CFD- Modells Untersuchungen zur Fahrzeugumströmung und der damit einhergehenden Partikelausbreitung getätigt. Auf dieser Basis können Rückschlüsse auf Prüfstands- und Realfahrzeuganwendungen gezogen werden. Anschließend wurde auf Grundlage dieser, ein Strömungsprüfstand dimensioniert.

Der Partikelausstoß von Verbrennungsmotoren wird durch Abgasnormen immer schärfer reglementiert. Vor diesem Hintergrund gewinnen bisher nicht beschränkte antriebsferne Partikelemissionen zunehmend an Bedeutung. Es handelt sich hierbei um emittierte Verschleißpartikel, deren Entstehung innerhalb von Reibkontakten unausweichlich ist. Neben der Radbremse stellen Kraftfahrzeugreifen eine bedeutsame Quelle für Abriebpartikel im Straßenverkehr dar. Der Reifenlaufstreifen verschleißt in Folge des Reibkontaktes mit der Fahrbahnoberfläche. Der dabei durch verschiedene Verschleißmechanismen generierte Materialabtrag äußert sich am deutlichsten in der Verringerung der Reifenprofiltiefe. Es kommt dabei zur Emission eines partikelförmigen Reifenstaubes. In der Wissenschaft sowie in der Öffentlichkeit wird der Beitrag von Reifenabrieb zur (Fein-) Staub- und Mikroplastikbelastung der Umwelt zunehmend diskutiert. Aufgrund zahlreicher sich überlagernder Umwelteinflüsse gestaltet sich die Messung von Reifenpartikelemissionen im realen Straßenverkehr allerdings schwierig. Deshalb werden im Rahmen dieser Arbeit Reifenpartikelmessungen unter Laborbedingungen an einem Corner-Modul-Prüfstand durchgeführt, der in einen Vier-Rollen-Prüfstand integriert ist. Zur Umsetzung der geplanten Untersuchungen wird der bestehende Versuchsaufbau zunächst umfassend optimiert und weiterentwickelt. Neben der Reduzierung der Hintergrundpartikelanzahlkonzentration stellt dabei die Separierung von Reifen- und Bremspartikeln eine besondere Herausforderung dar. Den Hauptteil dieser Arbeit bildet eine Parameterstudie, deren Ziel es ist, Einflussgrößen auf die Reifenpartikelemission zu identifizieren und zu klassifizieren. Dafür werden zunächst verschiedene Prüfzyklen definiert und anschließend mit einem Sommer- sowie mit einem Winterreifenprüfling absolviert. Zur Bewertung der Einflussgrößen wird sowohl die gemessene Partikelanzahlkonzentration als auch die detektierte Partikelmassenkonzentration des entstehenden Aerosols herangezogen. Zusätzlich wird mittels verschiedenster Verfahren versucht, Erkenntnisse über die Größenverteilung der emittierten Reifenpartikel zu gewinnen. Ein weiterer Aspekt dieser Arbeit ist die Klassifizierung des Reifens zur Bewertung der Verschleißorte. Hierfür werden verschiedene Konzepte erarbeitet, umgesetzt und erste Aussagen aus den aufgenommenen Messdaten abgeleitet.

Die hier vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Untersuchung verschiedener Einflussgrößen auf die Knarzwirkkette bei Kraftfahrzeugen. Durch weitreichende Untersuchungen im Vorfeld im Rahmen vorangegangener wissenschaftlicher Arbeiten wurde die Grundlage für die hier behandelte Thematik geschaffen und wird durch die hier getätigten Untersuchungen vertieft und erweitert. Das Knarzphänomen wird hier zum einen mittels eines Tribologieprüfstands untersucht, bei welchem gezielt die Anregung des Knarzens in Form von Kraftsprüngen untersucht wird, was die Betrachtung von Kraftschwingfrequenzen und der Korrelation jener Kraftsprünge mit den emittierten Geräuschen beinhaltet. Zum anderen liegt die Untersuchung der Auswirkungen im Fokus, welche durch aktive und passive Tilger auftreten, die das Fahrwerk und das Bremssystem anregen und verstimmen. Mit diesen Aufgaben geht die Entwicklung eines Messplans für die anstehenden Untersuchungen einher, ebenso wie eine ausführliche Recherche über die Möglichkeiten hinsichtlich Knarzoptimierung bei Personenkraftwagen und einer damit verbundenen Patent- und Stand der Technik-Recherche. Die Untersuchung verschiedener Bremsbelagtypen wird als Teilaufgabe ebenso behandelt wie die Entwicklung und die anschließende Erprobung eines Konzeptes für einen passiven Tilger, basierend auf bereits durchgeführten Modaluntersuchungen und daraus gewonnenen Erkenntnissen.

Die Untersuchung von Reifenpartikelemissionen ist ein noch sehr unerforschtes Themengebiet. In der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn entsteht durch Reibung partikelförmiger Verschleiß, der aufgrund des vorliegenden Größenbereichs zu Feinstaub zählt. Durch Reifenverschleiß verursachter Feinstaub gilt nachweislich als Hauptverursacher von Mikroplastik in den Weltmeeren und wirkt sich im Allgemeinen gesundheitsgefährdend auf den menschlichen Organismus aus. Im Gegensatz zu verbrennungsmotorischen Emissionen existieren für Non - Exhaust - Emissionen, zu denen auch Reifenabriebpartikel zählen, keine gesetzlichen Vorgaben. Doch bedingt durch die steigenden Feinstaubbelastungen in den Städten und eine, kontinuierlichen Rückgang von Abgasemissionen, treten Reifenpartikelemissionen immer weiter in den Fokus wissenschaftlicher und politischer Dispute. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Grundlagen zur Entstehung von Reifenabrieb erarbeiten, geeignete Partikelmesstechnik festgelegt und ein Gesamtkonzept entwickelt, welches es ermöglicht Reifenpartikelemissionen im realen Straßenverkehr zu messen. Das entwickelte Konzept wird praktisch umgesetzt und als Demonstrator an einem Messfahrzeug adaptiert. Durch die Durchführung von ersten Messfahrten auf einem Vier - Rollen - Prüfstand und in realen Straßenverkehr erfolgt eine Verifizierung der Funktionalität des Versuchsaufbaues und die Analyse möglicher Einflussparameter auf die Reifenemission. In diesem Zusammenhang werden Geschwindigkeit, Umgebungstemperatur, Reifenschultertemperatur, das Beschleunigungs- und Bremsverhalten und die Fahrbahntextur als beeinflussende Größen der Reifenpartikelemission erarbeiten.

Als Restbremsmoment (RBM) wird der Anteil des Fahrwiderstandes bezeichnet, der in einer ungebremsten Fahrsituation durch ein zu geringes Lüftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe erzeugt wird. Das Lüftspiel unterliegt als konstruktive Größe selbst zahlreichen Einflussparametern, welche es permanent, sowohl positiv als auch negativ beeinflussen, weshalb es sich bei dem hervorgerufenen RBM um eine sehr inkonstante Größe handelt. Einer dieser Parameter ist vorrangig der Druck aus statischen oder dynamischen Betätigungen der Bremse. Diese Arbeit befasst sich mit Methoden zur RBM-Messung an Scheibenbremsanlagen am Komponentenprüfstand. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung des Auftretens und Verhaltens von Restbremsmomenten im Hinblick auf den Konditionierungszustand aus vorherigen Druckbeaufschlagungen der Bremse. Dazu wurden verschiedene Prüfprozeduren mit jeweils unterschiedlichen Schwerpunkten aus dem Erprobungshandbuch der BMW Group an einem Bremsen-Schwungmassenprüfstand analysiert. Im Rahmen dieser Optimierung haben sich Veränderungen des Prüfaufbaus ergeben, deren Wirksamkeit durch Analysen des Schwingverhaltens validiert wurde. Anhand eines Abgleichs wurde weiterführend überprüft, ob sich das am Komponentenprüfstand gemessene RBM mittels eines Korrelationskoeffizienten direkt in Bezug zum Fahrwiderstand und den CO2-Emissionen eines Gesamtfahrzeugs auf dem Allradrollenprüfstand setzen lässt. Aus den gewonnen Erkenntnissen der Analyse konnten relevante Vorkonditionierungszustände ermittelt werden, um eine Annäherung zwischen der RBM-Messung am Komponentenprüfstand und den Auswirkungen am Fahrzeug zu ermöglichen. Im Hinblick auf die Abgastypprüfung am Gesamtfahrzeug und die dort auftretenden Konditionierungen der Bremse wurde abschließend eine Methode zur RBM-Messung am Komponentenprüfstand abgeleitet, um ein möglichst breites Spektrum an Konditionierungszuständen auf das RBM während eines Verbrauchszyklus prüfen zu können. Die durchgeführten Versuche wiesen jedoch nur begrenzte Zusammenhänge auf, wodurch ein pauschaler Korrelationskoeffizient nicht zu beziffernden war. Sie bieten dennoch die Grundlage für weiterführende Maßnahmen, um die Messmethoden zwischen dem Komponentenprüfstand und dem Gesamtfahrzeugprüfstand anzugleichen.

Während der Aktuierung einer Reibungsbremse wird kinetische Energie in Wärme umgewandelt. Dabei entsteht an den Reibkörpern des das tribologischen Systems ein partikelförmiger Verschleiß, wobei ein Teil dessen aufgrund des vorliegenden Größenbereiches zum Feinstaub gezählt werden kann. Daraus resultiert eine Gefährdung für Mensch und Umwelt und eine Motivation zur wissenschaftlichen Erforschung. Das Ziel der Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Bremsendimensionierung, des Bremsenkonzeptes und der Scheibenventilation auf die Verteilung partikelförmiger Bremsenemissionen innerhalb eines geschlossenen Probenahmesystems. Weiterhin liegt das Ziel darin, den Einfluss der Thermophorese auf die Abscheidung abzuschätzen. Zunächst werden drei unterschiedliche Bremsendimensionen in CAD-Modelle überführt und für sie Simulation vorbereitet. Darauf aufbauend werden die Randbedingungen definiert, Probleme erörtert und Lösungsansätze vorgeschlagen. Die Bewertung des Einflusses erfolgt durch die Partikel- und Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Probenahmesystems. Die thermophoretische Betrachtung basiert auf der Grundlage von Berechnungsansätzen unterschiedlicher Autoren. Die Stoffgrößen entstammen aus Voruntersuchungen des Fachgebietes.

Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines Simulationsmodells mit dem sich das Reibverhalten eines Automobil-Schwingungsdämpfers darstellen lässt. Zudem soll das Modell mit dem Einzelreibstellenprüfstand des Fachgebiets für Kraftfahrzeugtechnik an der Technischen Universität Ilmenau vergleichbar sein. Die Simulation wird in einer Finite-Elemente-Software unter Zuhilfenahme eines dynamischen Reibmodells aufgebaut. Hierbei ist ein Eingriff in den regulären Ablauf des Programms nötig. Nach der vollständigen Dokumentation der Einstellparameter werden verschiedene Szenarien des Schwingungsdämpfers modelliert. Eine hohe Wichtigkeit wird dabei dem Einfluss einer Lateralbewegung der Kolbenstange beigemessen. Final geht aus dieser Masterarbeit ein Simulationsmodell hervor, dessen Ergebnisse sich mit einem Einzelreibstellenprüfstand vergleichen lassen. Darüber hinaus lassen sich in Zukunft tiefergehende Erkenntnisse zum Reibverhalten von Automobil-Schwingungsdämpfern gewinnen. An Baugruppen, dessen detailliertere Betrachtung am Prüfstand durch eine resultierende Beeinflussung der Funktion oder fehlenden Bauraum unmöglich ist, kann in den Simulationen der Einfluss jedes einzelnen Bauteiles für sich betrachtet werden.

Die Erhöhung der Anzahl elektrifizierter Antriebsstränge und eingesetzter elektrischer Kleinantriebe in Kraftfahrzeugen führt zu einem deutlich erhöhten technischen und wirtschaftlichen Entwicklungsaufwand, da eine Vielzahl von Steuerungssystemen und Leistungstreibern für eine große Bandbreite unterschiedlicher die Elektroantriebe implementiert werden muss. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept eines modularen Steuerungssystems für E Antriebe im Prüfstandsumfeld erarbeitet und untersucht. Der Fokus dieser Arbeit ist auf aktuelle elektronische Ansteuerungssysteme für DC-, Schritt-, BLDC-, Asynchron- und Synchronmotoren gerichtet. Weiterhin werden die potentiellen Leistungsbereiche identifiziert, in denen aktuelle Nebenaggregate operieren. Die notwendigen Blockschaltbilder der Soft- und Hardwaresysteme werden erstellt und dargestellt. Ziel der Darstellung ist eine Erläuterung des erarbeiteten Konzepts, der dabei die grundsätzliche Konstruktion der Motorkomponenten sowie die Leistungselektronik beinhaltet. Danach erfolgt die Durchführung von Schaltungssimulationen des Tiefseztstellers mit Matlab/Simscape, durch die die jeweilige Funktionalität gemäß der Spezifikation nachgewiesen und bewertet werden soll. Anschließend wird ein Konzeptvorschlag ausgearbeitet und bewertet, der beschreibt, wie eine möglichst universelle Prüfstandsinfrastruktur aussehen könnte, mit der unterschiedliche Elektroantriebe angesteuert werden können. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird eine Anwendung am Beispiel einer gewählten Applikation dargestellt. Dazu wird die Komponentenauswahl durchgeführt und ein einfacher Schaltschrank als CAD-Modell gezeichnet, um die Integrierbarkeit des Steuerungssystems in diePrüfstandsumgebung zu gewährleisten.

Bei Bremsvorgängen mit einem Scheibenbremssystem eines Kraftfahrzeugs wird infolge von tribologischen Wirkmechanismen zwischen Reibbelag sowie Bremsscheibe kinetische in thermische Energie umgewandelt. Infolgedessen wird partikelförmiger Bremsstaub nahezu ungehindert in die Umwelt emittiert und stellt für den menschlichen Organismus eine Gefahr dar. Hinsichtlich zukünftiger gesetzlicher Vorgaben besteht ein Interesse darin, Kenntnisse über die Bildung sowie die spezifischen Eigenschaften des Bremsstaubs zu generieren, wodurch effiziente Probenahmesysteme entwickelt werden können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollen die von einem Scheibenbremssystem emittierten Bremsstaubpartikel hinsichtlich ihres Abscheide- und Anhaftkraftverhaltens in einem Konstant-Volumen-Probenahmesystem analysiert werden. Dazu werden in einer Literaturrecherche die theoretischen Grundlagen erarbeitet. Daraufhin soll der Einfluss unterschiedlicher Parameter, wie das Fahrkollektiv, die Reibbelagzusammensetzung, die Strömungsgeschwindigkeit oder auch die Absaugrichtung auf die Partikelabscheidung untersucht werden. Das Ziel liegt darin, ein Verständnis über den Zusammenhang zwischen dem Initial- und Ausbreiteverhalten sowie den spezifischen chemischen und physikalischen Eigenschaften emittierter Bremsstaubpartikel und der Abscheidung bzw. Anhaftung zu erhalten. Die Arbeit umfasst die Entwicklung einer Versuchsmethodik zur Analyse der Partikelabscheidung, welche neben den Grundlagen der Bildanalyse die Ableitung eines Versuchsaufbaus zur Erfassung abgeschiedener Partikel, die Definition relevanter Einflussgrößen zur expermentellen Untersuchung sowie die Durchführung von Vorversuchen beinhaltet. Die Versuchs- durchführung setzt sich aus der Probenahme von im Probenahmesystem integrierten Probenträger, die Aufnahmeerstellung mittels 3D-Laserscanning Mikroskops sowie die Analyse mittels Software, welche die Messung des Partikelflächeninhalts und die Berechnung eines Äquivalentdurchmessers beinhaltet, zusammen. In der Auswertung wird ein Vergleich zwischen den experimentell ermittelten Versuchsergebnissen sowie den theoretischen Abscheidemechanismen aufgestellt. Den Abschluss der Arbeit bildet die Grundlagenuntersuchung zur Ermittlung der Haftkräfte von Bremsstaubpartikeln in Zusammenarbeit mit dem Zentralen Institut für Mikro- und Nanotechnologie an der TU Ilmenau.

Im Zuge des Leichtbaus wird im Bereich der Automobil Türkonstruktion der Einsatz von Kunststoffen verstärkt. Auch die Führungseinheit des Fensterhebers ist davon betroffen. Hier ergeben sich neue Möglichkeiten von Materialpaarungen. Zur Untersuchung der tribologischen Eigenschaften von Materialpaarungen wird in der nachstehenden Arbeit ein Tribologie Dauerlauf Prüfstand zum Einsatz in Klimakammern mit einem Temperaturbereich von -20 +80&ring;C entwickelt. Anschließend wird der Prüfstand aufgebaut und erste Messungen getätigt. Die Auswertung der Messungen zeigt reproduzierbare aber von Vergleichsmessungen auf einem anderen Prüfstand abweichende Ergebnisse. Nach einer Fehleranalyse ist eine mögliche Fehlerquelle aufgezeigt worden, welche im Anschluss an diese Arbeit näher untersucht wird.

Der fortdauernde Trend steigender Fahrleistungen bei Personenkraftwagen aller Klassen fordert die Entwicklung von angemessenen Bremsanlagen. Dabei steigen die Leistungsanforderungen an die Bremsanlage aufgrund von steigenden Fahrzeuggesamtmassen und Geschwindigkeiten. Die daraus resultierenden Bremsleistungen gilt es für die Forschung und Entwicklung im Bremssystem zu garantieren. Neben der allgemeinen Konstruktion sowie der Kinematik der Bremsanlage ist die wichtigste Stellschraube an einem Bremssystem das tribologische System, bestehend aus Bremsbelag und Bremsscheibe. Dabei ist einer der bedeutsamsten Kennwerte der Reibungskoeffizient [my]. Die für die Charakteristik des Reibungskoeffizienten verantwortlichen Betriebsbedingungen wie Druck, Reibgeschwindigkeit und Temperatur, gilt es im Rahmen dieser Arbeit zu beschreiben und ein Modell zu entwickeln. Diese Modellierung ist durchzuführen, da die steigenden Anforderungen an effektive Entwicklungsprozesse, aufgrund kürzerer Entwicklungszyklen sowie geringerer Budgets, die Zukunft der Automobilindustrie entscheidend prägen. Daher gehört in der heutigen Zeit, im Rahmen einer "guten", ingenieurwissenschaftlichen Arbeit, die begleitende Modellbildung zu einem technischen Entwicklungsprozess eines Systems. Die X-In-The-Loop-Anwendung der Technischen Universität Ilmenau ist im Bereich der Entwicklungs- und Simulationsverfahren ein moderner fortschrittlicher Ansatz. Dabei werden realitätsnahe Prüfstandtests mit einer Simulationsumgebung vernetzt. Die Vernetzung beider simultan ablaufenden Ereignisse erfolgt in Echtzeit über eine zentrale Steuereinheit. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellierung des Reibwerts und der Implementierung des Reibwertmodells in eine echtzeitfähige X-In-The-Loop-Anwendung.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Fahrsicherheits- und assistenzsystemen, eine allgemeine Verbesserung der Fahrdynamik sowie der Ausblick auf teil- bis vollautonomes Fahren stellen immer höhere Anforderungen an die präzise Kenntnis der Fahrparameter eines Kraftfahrzeuges. Nicht alle dieser Parameter können einfach und direkt messtechnisch ermittelt werden. Oftmals ist eine Messung nur unter enormen messtechnischem oder finanziellem Aufwand möglich, welche aus diesem Grund nicht in Großserien Anwendung findet. Wichtige Beispiele für nicht direkt messbare Parameter sind u.a. die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Schwimmwinkel sowie die Reifen- bzw. Radkräfte. Zur Lösung dieses Problems werden indirekte Messalgorithmen entwickelt, welche man auch als Fahrzustandsschätzung bezeichnet. Aufgabe dieser ist es aus bekannten messbaren Systemzuständen und unter Kenntnis der Fahrdynamik die nicht oder schwer messbaren Größen zu rekonstruieren. Die Entwicklung und Validierung eines solchen indirekten Messsystems ist Inhalt dieser Masterarbeit. Hierfür werden zunächst die benötigten Grundlagen aus der Regelungstechnik sowie der Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen aufgezeigt. Auf dieser Basis wird eine Messsystemarchitektur definiert, welche den Anforderungen entsprechen soll, die genannten Parameter indirekt bestimmen zu können. Die Validierung des entwickelten Messsystems wird darauf anhand von Simulationsergebnissen sowie von Fahrversuchen mit einem Testfahrzeug, welches mit zusätzlicher Messtechnik ausgestattet ist, durchgeführt. Zuletzt werden die Ergebnisse diskutiert. Es zeigt sich, dass in den berücksichtigten Fahrsituationen eine präzise Fahrzustandsschätzung erreicht werden kann.

Mit der Entwicklung der Technologie im Automobilbereich haben die Menschen heutzutage höhere Anforderungen an den Fahrkomfort, die Fahrsicherheit und das Handling der Eigenschaften des Fahrzeugs. Das Radaufhängungssystem ist die Verbindung zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern. Es spielt eine bedeutende Rolle bei der Verringerung der Schwingungen des Aufbaus und der Stabilität des Fahrverhaltens. Schon heute werden die aktiven Radaufhängungssysteme immer häufiger im Automobilbereich verwendet. Die aktiven Regelungssysteme tragen zum besseren Fahrverhalten von modernen Fahrzeug bei. Außerdem können sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Fahrkomfort und Fahrsicherheit herstellen. Das Ziel der Masterarbeit ist es, die Optimierungsmethode des aktiven Radaufhängungssystems zu untersuchen, um das dynamische Fahrverhalten zu verbessern.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anreicherung von Sauerstoff in der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors. Untersucht wird im Detail die Machbarkeit einen Turbolader zu Anreicherung von Sauerstoff zu nutzen. Das Kraftfeld das ein Verdichterrad auf die angesaugte Luft ausübt, wird als physikalische Basis für eine Abschätzung der Anreicherung benutzt. Es werden die Möglichkeiten der Separation im Turbolader nach aktueller Bauart erläutert und bewertet. Verglichen wird das Verfahren dabei mit aktuellen Trennverfahren für Sauerstoff und Stickstoff. Des Weiteren sind Zusammenhänge von verschiedenen Gasqualitäten im Verbrennungsmotor und deren Einfluss auf die Entstehung von Schadstoffen aufgeführt. Als Grundlagen sind für die Betrachtung der allgemeinte Aufbau und Funktion des Abgasturboladers, die strömungsmechanischen- und gaskinematischen Grundlagen für die Betrachtung im Turbolader zusammengefasst.

Neue Entwicklungen im Automobilbau müssen immer komplexere Anforderungen bei gleichzeitig geringen Kosten und Zeitaufwand erfüllen. Dank leistungsfähiger Computer und entsprechender Programme findet die rechnergestützte Bauteilkonstruktion und -auslegung heute eine breite Anwendung. Als Verfahren für die Berechnung von Fahrzeugkomponenten hat sich die Finite-Elemente-Methode bewährt, mit der physikalische Vorgänge bereits in der Entwicklungsphase abgebildet werden können. Diese Masterarbeit beschäftigte sich mit dem Aufbau eines Vorhersagemodells mittels Finite-Elemente-Methode zur Untersuchung verschiedener äußerer und innerer Einflüsse auf das Reibverhalten in einem Automobil-Schwingungsdämpfer. Betrachtet wurde die Reibung an der Dichtung-Führung-Einheit mithilfe einer FEM-Software. Dafür wurden zunächst die Grundlagen der Reibung und der FEM behandelt. Anschließend wurde das Simulationsmodell basierend auf den CAD-Daten eines realen Dämpfers aufgebaut und dabei verschiedene Einstellungen und Verfahren in der FEM-Software hinsichtlich eines stabilen Simulationsmodells, einer kurzen Berechnungszeit und der Qualität der Ergebnisse miteinander verglichen. Im Anschluss wurden Parameterstudien mit möglichen Betriebsbedingungen des Schwingungsdämpfers durchgeführt. Die Berechnung der Reibkraft erfolgte mit einem benutzerdefinierten Skript eines dynamischen Reibmodells, welches über eine Programmschnittstelle an die FEM-Software übergeben wurde. Die Ergebnisse wurden in Diagrammen vergleichend dargestellt und ausgewertet. Weiterhin wurde der Kurvenverlauf einer Simulation dem Verlauf einer Prüfstandmessung gegenübergestellt. Das Ergebnis dieser Arbeit war ein funktionsfähiges Simulationsmodell der Dichtung-Führung-Einheit, welches die Parametrisierung der Eingangsgrößen zuließ.

Während einer Verzögerung wandelt das tribologische System Scheibenbremse kinetische Energie in Wärme um. Dabei entsteht an den Reibkörpern ein partikelförmiger Verschleiß, der aufgrund des vorliegenden Größenbereiches zum Feinstaub gezählt wird. Durch die umweltoffene Bauweise gelangt dieser in die Atemwege des Menschen und verursacht dort eine gesundheitliche Gefährdung des Organismus. Während jedoch bei verbrennungsmotorischen Emissionen hinsichtlich der Homologation Grenzwerte eingehalten werden müssen, die auf Basis genormter Prüfzyklen erfasst werden, existieren für die Non-Exhaust-Emissionen, zu denen auch der Bremsstaub zählt, keine gesetzlichen Vorgaben. Da aufgrund der kontinuierlichen Reduktion der Abgasemissionen mittlerweile die Non-Exhaust-Emissionen als Hauptverursacher für Feinstaub gelten, rücken diese zunehmend in den Fokus wissenschaftlicher und gesetzlicher Betrachtungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methodik entwickelt, die Partikelanzahlkonzentration des Bremsenaerosols unter der Verwendung verschiedener Belastungskollektive messbar zu machen. Dazu erfolgt eine Sensitivitätsanalyse, bei der signifikante Parameter auf die Probenahme und die Messtechnik definiert werden, und eine Validierung bestehender Messsysteme, deren Entwicklungsziel vornehmlich in der Messung und Vorkonditionierung von Exhaust-Emissionen liegt. Das globale Ziel dieser Arbeit ist die Ableitung einer Empfehlung, welche die Definition geeigneter Parametereinstellungen in Abhängigkeit der vorliegenden Messaufgabe ermöglicht. Dazu werden Messungen mit verschiedenen Messsystemen durchgeführt und deren Dynamik bei der Detektion der Partikelfracht ausgewertet.

Die Darstellung des Betriebsverhaltens des Abgasturboladers erfolgt mithilfe von Heißgasprüfständen. Hierbei werden Kennfelder für die Turbine und den Verdichter aufgenommen und bewertet. Fundierte Aussagen zur Leistungsfähigkeit des Abgasturboladers lassen sich treffen, wenn für die zu regelnden Größen eine ausreichend geringe Streuung an den gemessenen Kennfeldpunkten sichergestellt ist. Diese Streuung setzt sich durch das Messverfahren und die vorhandene Sensorik sowie durch die Qualität der Prüfstandsregelung, welche den Betriebspunkt des Abgasturboladers über die Messdauer in einem vorgegebenen Bereich hält, zusammen. Inhalt dieser Arbeit ist die Analyse der Sensitivität der Hauptbeschreibungsgrößen eines Abgasturboladers auf Regelgrößenschwankungen sowie deren Einfluss auf die Berechnung der kennfeldrelevanten Größen. Zunächst erfolgt die Analyse der Stationärpunktmessung, um die Regelgüte eines vorhandenen Heißgasprüfstands zu untersuchen. Vergleichswerte wurden durch die Interpolation eines Verdichterkennfeldes des verwendeten Prüflings ermittelt. Auf dieser Basis wurden die Zusammenhänge zwischen Eingangsgrößen und der beobachteten Regelschwankung untersucht. Weiterhin wurde der Einfluss von Messfehlern aufgrund von instationärem Verhalten auf den berechneten Wirkungsgrad untersucht. Für zukünftige Messungen wurden, auf Basis des stationären und instationären Verhaltens der aufgenommenen Größen, Regelgrenzen definiert, welche in Zukunft eine Verbesserung der Vermessungsqualität sicherstellen.

Ziele der vorliegenden Masterarbeit sind die Übertragung von dynamischen Reibmodellen auf die Geometrie der Reibkontakte eines Schwingungsdämpfers und die Entwicklung einer Methodik zur automatisierten Parametrierung der Reibmodelle aus realen Messergebnissen. In dieser Masterarbeit werden die Parametrierungen von LuGre-, Leuven- und Elasto-PlasticReibmodell durch unterschiedliche Optimierungsfunktionen durchgeführt. Weiterhin werden die Parametrierungsergebnisse der unterschiedlichen Funktionen miteinander verglichen. Nach der Parametrierung werden die Werte der Parameter aus der Parametrierung durch eine FEM-Simulation nachgeprüft. Um die Simulation mittels FEM mit den Reibmodellen vorzunehmen, wird eine benutzerdefinierte FEM-Software verwendet. Die Ergebnisse der Nachprüfung beweisen, dass die Parametrierungsergebnisse zuverlässig sind. Die Parametrierungen von LuGre-, Leuven- und Elasto-Plastic-Reibmodell werden auch durch eine bereits in die FEM-Software implementierte Optimierung untersucht. Die Methode ist nützlich, aber die Berechnungszeit ist sehr hoch.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es eine Fertigungsstrecke auf wirtschaftliches Optimierungspotential und Entlastungsmöglichkeiten für Arbeitnehmer zu überprüfen. Der Ausgangszustand der Arbeit war, dass ein zu verarbeitendes Produkt in verschiedenen Dimensionen und Materialvarianten auf drei Anlagen derselben Funktion verarbeitet werden konnte. Zwei davon halbautomatisch, eine manuell. Durch die Einführung eines Baukastensystems gab es eine designtechnische Änderung, welche dazu führte, dass das Produkt nicht mehr auf den halbautomatischen Anlagen verarbeitet werden konnte. Die manuelle Verarbeitung führte kürzlich zu einem ernsten Arbeitsunfall. Um die Situation zu verbessern sollte eine konstruktive Maßnahme zur Verringerung der Verletzungsgefahr und des Kraftaufwandes bei der manuellen Verarbeitung ergriffen werden. Vor der konstruktiven Arbeit wurde die Fertigungstrecke auf Engpässe und technologische Optimierungspotentiale untersucht.

Diese Bachelorarbeit behandelt eine Machbarkeitsstudie zur X-in-the-Loop-Anbindung ("XiL"-Anbindung) eines Bremsenprüfstandes an der Technischen Universität Ilmenau. Einleitend werden XiL-Standards und Motivation zur Behandlung des Themas analysiert. In Folge dessen erfolgt in Form eines Lastenheftes die Definition der bereits vorhandenen und zur Umsetzung der Thematik noch zusätzlich benötigten Hard- und Software. Davon abgeleitet ergibt sich ein Schnittstellenkonzept des Bremsenprüfstandes zu seinen Peripherien, welches die Möglichkeit, sowohl zum Ansteuern des Schwungmassenprüfstandes (SMP), als auch zum Auslesen der Messdaten bietet. Jedoch wird bei der, darauf hin entwickelten Betriebsstrategie, aufgrund fehlender Hardware, das Hauptaugenmerk auf dem Ansteuerungskonzept liegen, welches zuletzt prototypisch umgesetzt wird. Im Ausblick bieten theoretische Vorbetrachtungen und Hinweise zum weiteren Vorgehen eine Grundlage zur weiterführenden Behandlung des Themas, unter Anderem zur Messstrategie.

An einem Heißgasprüfstand können die Kennfelder der Verdichter- und Turbinenstufe eines Abgasturboladers gemessen werden. Dabei sind Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse von enormer Bedeutung, um fehlerfreie Aussagen über Durchsatzkennwerte und Wirkungsgrade in unterschiedlichen Betriebspunkten zu ermöglichen. In dieser Arbeit soll deshalb der Einfluss von Messgrößen auf Turboladerkennfelder experimentell untersucht werden. Aufgrund der Vielzahl an variabel einstellbaren Parametern wird hier die Methode der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiment) angewendet, um maximalen Erkenntnisgewinn bei minimalem Versuchsaufwand zu erlangen. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Eingangsgrößen Verdichtereintrittstemperatur, Turbineneintrittstemperatur und Abgasgegendruck Auswirkungen auf die Kennfelder haben. Weiterhin wurden während des Vergleichs von stationären mit transienten Messungen verdichterseitige Wirkungsgradabweichungen festgestellt. Durch die Berechnung der Wirkungsgrade mit einer zusätzlichen angebrachten Temperaturmessstelle direkt am Verdichterauslass konnten die Abweichungen erheblich verringert werden.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Versuche mit einem Reifenmessanhänger unter realen Fahrbedingungen auf einer bewässerten [my]-low-Fahrbahn durchgeführt und ausgewertet. Durch die Einbeziehung weiterer Reifenmessungen auf trockener Fahrbahn sowie unter Laborbedingungen konnte ein umfangreicher Vergleich realisiert werden. Dabei wurde mit den Untersuchungen der Einfluss gezielter Reifenfülldruckänderungen auf das längsdynamische Fahrverhalten charakterisiert. Aufbauend auf den Ergebnissen wurden das MF-, HSRI- und das Deur-Reifenmodell für große Reifenfülldruckvariationen erweitert und parametrisiert, so dass das Reifenverhalten bei unterschiedlichen Reifenfülldruck-Radlast-Kombinationen über eine entsprechende Modellfunktion simuliert werden kann. Um die Beurteilung des Reifenfülldruckeinflusses auf den Bremsweg eines Fahrzeuges zu ermöglichen, wurde eine umfangreiche Co-Simulationsumgebung erweitert, welche zusammen mit den entwickelten Reifenmodellen das Fahr- und Bremsverhalten eines parallel vorhandenen Versuchsfahrzeuges mit aktiver Reifenfülldruckregelanlage simulieren kann. Im Verlauf der Arbeit wurden verschiedene Parameter und Komponenten im Hinblick auf eine mögliche Bremswegreduktion hin untersucht. So erlaubt die Simulationsumgebung z. B. eine einfache Anpassung des verbauten ABS-Controllers sowie der Reifenfülldruckregelanlage. In Folge dessen konnte gezeigt werden, welchen Einfluss der Reifenfülldruck auf den resultierenden Bremsweg eines Fahrzeuges haben kann und inwieweit eine Bremswegreduktion durch entsprechende Anpassungen verschiedener Systemkomponenten möglich ist. Hierbei wurden insbesondere auch der Fahrbahneinfluss unter Realbedingungen und die Unterschiede zu einem Rollenprüfstand untersucht. Als Ergebnis ist eine ganzheitliche Gesamtfahrzeugsimulation entstanden, mithilfe derer vielfältige Bremswegeinflüsse gezielt untersucht und optimiert wurden.

Verdampfung und Kondensation von Wasser spielen eine wichtige Rolle in Industrie und technischen Anwendungen. Beim Durchlaufen bestimmter klimatischer Bedingungen mit unterschiedlicher Temperatur und Feuchtigkeit bildet sich Tau an der Kontaktfläche zwischen Fluid und Festkörper, was zu Korrosion an Bauteilen führen kann. In dieser Arbeit werden Möglichkeiten der Kondensationsmodellierung in CFD mit einem 3D-Modell mit wenigen Freiheitsgraden untersucht. Ein geeignetes Mehrphasenströmungsmodell wird verwendet, um Wärmeübertragung, Massentransport und Randbedingungen im Kondensationsprozess zu simulieren. Zur Bestimmung einiger unbekannter Akkomodationskoeffizienten und zur Validierung des Flüssigkeitsvolumens aus der Kondensation als Ergebnis der Simulation wurde ein Kondensationsexperiment zum Vergleich der Ergebnisse erstellt. Hier wurden Feuchtigkeit und Temperatur der feuchten Luft durch eine Klimakammer kontrolliert. Die Temperatur des Festköpers wurde durch ein Peltier-Element geregelt. Diese Regelgrößen im Experiment wurden als Randbedingungen in der Simulation verwendet. Die Menge der kondensierten Flüssigkeit in der CFD-Simulation ist signifikant niedriger als die tatsächliche im Experiment. Trotzdem haben die Ergebnisse der Simulation Gültigkeit für das Studium des Kondensationsprozesses, um bspw. Zeitpunkt, Position und Temperatur des Eintretens von Kondensation abzuschätzen.

Um heutige Fahrerassistenzsysteme dahingehend weiterzuentwickeln, dass diese Fahraufgaben künftig allumfassend übernehmen können, bedarf es einer sicheren und rechtzeitigen Prädikation der Fahrerintention. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es daher, die Machbarkeit der Fahrmanövererkennung unter Verwendung der üblichen Sensordaten eines Serienfahrzeugs zu untersuchen. Auf Basis einer Probandenstudie am Fahrsimulator werden die wesentlichen Merkmale der Fahrmanöver extrahiert und anschließend skaliert. Aufbauend darauf erfolgt die Modellbildung mithilfe einer Support Vector Machine. Die relevantesten Parameter des Klassifikationsverfahrens werden optimiert und deren Einfluss auf die Güte der Klassifikation aufgezeigt. Im Verlauf dieser Thesis wird deutlich, dass eine fahrerspezifische Modellbildung, unter der Grundbedingung der Einhaltung einer sicheren Fahrmanöverprädikation, zu einer erheblichen Ausdehnung des Prädikationshorizonts im Vergleich zum Normdatensatz führt. Die erzielten Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial der Anpassung des Klassifikators an den jeweiligen Fahrer.

Zur Verringerung von Entwicklungszeiten und -Kosten wird in der Fahrzeugentwicklung der Ansatz der agilen Systementwicklung verfolgt. Dazu zählt die sogenannte X-in-the-Loop-Methodik, die eine flexible und frühzeitige Systemvalidierung ermöglicht. Zur Entwicklung und Erprobung dieser Validierungsmethoden ist eine vernetzte Prüfumgebung mit dem Schwerpunkt auf Test-Rig-in-the-Loop bereits am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau umgesetzt. Dabei handelt es sich um eine Gesamtfahrzeugsimulation, bei der Subsysteme durch reale Systemkomponenten in Prüfständen ersetzt werden können, um physikalische Phänomene besser zu berücksichtigen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde für diese Vernetzung eine neue Strategie zur Master-Slave-Kommunikation in Form eines Slave-Algorithmus umgesetzt. Hierzu wurden ein dem zukünftigen ACI-Standard entsprechender Slave-Algorithmus als Echtzeitanwendung zur Prüfstandssteuerung in MATLAB/Simulink implementiert, und Werkzeuge zur Validierung dieses Algorithmus geschaffen. Außerdem wurde der Algorithmus für ein konkretes Prüffeld adaptiert und dabei eine Strategie zum automatisierten Herstellen der Anfangs- und Endbedingungen von Test-Rig-in-the-Loop-Prüfläufen geschaffen.

Die Charakterisierung von Fahrwerks- und Reifeneigenschaften ist ein wesentlicher Bestandteil für die Entwicklung von Kraftfahrzeugen. Da nicht alle Messgrößen im realen Fahrversuch erfasst werden können, müssen reproduzierbare Versuche an geeigneten Prüfständen unter Laborbedingungen durchgeführt werden. Mit dem im Vier-Rollen-Prüfstand integrierten Cornermodulprüfstand des Fachgebiets Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau können Reifen, Fahrwerke und Halbachsen, sogenannte Cornermodule, experimentell untersucht werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die konzeptionelle Entwicklung und konstruktive Umsetzung von Verstellvorrichtungen zur Verbesserung des Cornermodulprüfstands. Hierfür wird zunächst eine Literaturrecherche über zurzeit existierende Prüfstände erstellt und der aktuelle Stand der Technik abgebildet. In der anschließenden Konzeptphase findet die Auslegung der Teillösungen statt. Dort werden die Lösungsvarianten für die Radlasterzeugung, die Position des Rades auf der Rolle sowie die Einstellung von Spur-, Radsturz- und Nachlaufwinkel erstellt und bewertet. Auch die Sensorik zur Erfassung der Radstellungsgrößen wird betrachtet. Darauf aufbauend werden drei konkretisierte technische Prinzipe erstellt, von denen das mit der höchsten Bewertung als Konstruktion umgesetzt wird. Die technischen Zeichnungen der Fertigungsteile werden angefertigt und dem Anhang beigefügt. Somit kann diese Arbeit als Grundlage zur Fertigung des überarbeiteten Prüfstands verwendet werden.

Aufgrund tribologischer Wirkmechanismen entstehen an der Radbremse von Kraftfahrzeugen Partikel in einem Größenbereich von 100 nm. Die erhebliche Relevanz für Gesundheit und Umwelt dieser Partikel führt zu gesellschaftlichen und politischen Trends zur Reduktion der Partikelemissionen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Einflussgrößen auf das Emissionsverhalten von Partikeln der Radbremse am Beispiel des KFZs untersucht werden. Auf Basis einer Literaturrecherche zur Entstehung und dem Verhalten von Partikel sowie bestehenden Versuchsaufbauten zur Messung von Partikelemissionen an der Radbremse soll eine Abschätzung von Einflüssen auf das im Rahmen der Arbeit verwendete Messkonzept erfolgen und validierende Untersuchungen durchgeführt werden. Weiterhin ist die Optimierung des Messkonzepts Ziel der Arbeit. Die vorliegende Arbeit umfasst eine theoretische Betrachtung von Partikelentstehung, Eigenschaften und bestehenden Prüfaufbauten. Nach Betrachtung und Abschätzung von Einflussgrößen erfolgen experimentelle Analysen der Partikelemission am Schwungmassenprüfstand. Zunächst werden Wirkungen von Umgebungsparametern wie die Verwendung einer Einhausung, klimatische Parameter und Kühlluftstrom fokussiert. Anschließend liegt das Augenmerk auf Variation von Beanspruchungsparametern, während sowohl herkömmliche Low-Steel und NAO-Reibpaarungen mit Graugussbremsscheiben als auch hartmetallbeschichtete Bremsscheiben verwendet werden. Als Lastkollektive kommen ein modifizierter AK-Master und der WLTP zum Einsatz. Eine physikalisch-chemische Analyse mittels REM und EDX schließen die Partikeluntersuchungen ab. Auch eine Charakterisierung der Strömungsverhältnisse im Kühlluftkanal und die Neukonstruktion einer Einhausung um die Radbremse sind Bestandteil der Arbeit.

Im Rahmen der Masterarbeit wurde eine Machbarkeitsstudie zur echtzeitfähigen Vernetzung von Gesamtfahrzeugsimulationen mit einer unterbestimmten Anzahl an Prüfständen durchgeführt. Insbesondere richtet sich der Fokus der Arbeit auf sogenannte "Cloosed-Loop-Testings" von Reifen. Hierzu wurde ein Reifenmodell erstellt, das wesentliche Reibphänomene des Reifens berücksichtigt. Dieser Ansatz zeigt eine Methodologie zur Rückführung relevanter Zustände.

Bei der Nutzung des Automobils entsteht durch die Reibpaarung zwischen Fahrbahnbelag und Reifen ein partikelförmiger Abrieb. Obwohl dieser Abrieb gesundheitsschädlichen Feinstaub beinhaltet, werden bisher nur für die verbrennungsmotorischen Feinstaubemissionen Grenzwerte festgelegt. Die Messung dieser Abriebpartikel ist im realen Fahrbetrieb nur bedingt möglich und wird von Umweltfaktoren beeinflusst. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit ein Versuchsaufbau erarbeitet, um den Reifenabrieb an einem Rollenprüfstand untersuchen zu können. Hierzu werden zunächst bekannte Eigenschaften von Reifenpartikeln erläutert und verschiedene Messmethoden vorgestellt. Daraufhin wird eine Kapselung um ein Viertelfahrzeug an dem Corner-Modul Prüfstand der TU Ilmenau konstruiert. Die Kapselung soll den Reifen von der Umgebung isolieren und den gesamten Reifenabrieb einer Messstrecke zuführen. Zusätzlich werden die Luftführung zur Kapselung und die Messtrecke ausgelegt sowie die Messgeräte für eine detaillierte Analyse der Partikel ausgewählt.

Das Hauptziel der Arbeit ist die Verbesserung der bestehenden Auswertungssoftware eines Laserlinienscanners hinsichtlich der Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit. Das Programm ist in Labview geschrieben und findet in der 3D-Messungen Anwendung. Es bildet die Voraussetzung, um statische und hochdynamische Fahrzeugreifenverformungen sowie das Schwingungsverhalten an Fahrwerken zu messen. Die Untersuchung zum Erhöhen der Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit erfolgt software- und hardwareseitig. Basis sind die Kenntnisse über die LabVIEW-Programmierung sowie die Bedingungen für eine schnelle Datenerfassung. Um eine maximale Performance zu erreichen, ist die Einteilung in unterschiedliche Prioritätsstufen von Vorteil. Ein weiteres Ziel der Arbeit besteht darin, einen Vergleich der beiden Programme durchzuführen und Verbesserungen aufzuzeigen. Mit Hilfe des neu erstellten Programmes werden statische und dynamische Reifenverformungen gemessen. Die Auswertung der gewonnenen Daten erfolgt exemplarisch für zwei Reifen.

Im Rahmen der Masterarbeit wurde Torque Vectoring für ein Fahrzeug mit vier individuellen elektrischen Maschinen entwickelt. Es handelt sich um eine hierarchische Regelung des Antriebsystems mit optimaler Verteilung des Giermoments. Zwei unterschiedliche Modi (Normal und Sport) sind in dem Regler berücksichtigt.

In der Arbeit werden die Reibkräfte zwischen Dichtungsführungseinheit und der Kolbenstange in einem Automobil-Einrohrschwingungsdämpfer untersucht. Ziel der Arbeit war es, Rückschlüsse auf die physikalischen Mechanismen zwischen der Kolbenstangenbeschichtung und der Dichtungsführungseinheit ziehen zu können. Weiterhin sollte die statische Reibung an dieser Stelle besser verstanden werden, um Kriterien zur Minimierung der Reibkraft auszumachen. Es wurden die Oberflächen der Kolbenstangenbeschichtungen analysiert, um einen Zusammenhang zwischen Reibkraft und Oberflächenspannung bzw. -rauheit herstellen zu können. Für die Reibkraftmessung wurde ein Einzelreibstellenprüfstand entwickelt, der die Reibbedingungen im Dämpfer realistisch nachbildet. Das beinhaltet die Beibehaltung von Standardbauteilen des Seriendämpfers, variiert wurde lediglich die Kolbenstangenbeschichtung. Die Messung der Reibkraft in der Dichtungsführungseinheit geschieht über die Messung der Differenzkraft über die Reibstelle. Außerdem erfolgte ein Verschleißtest an einem Hydropulser, welcher erste Eindrücke zur Verschleißfestigkeit von Kolbenstangenbeschichtungen lieferte. An den verschiedenen Kolbenstangenbeschichtungen konnte somit das Reibverhalten charakterisiert werden. Der Einfluss einzelner Bauteile der Dichtungsführungseinheit wurde in der Auswertung verdeutlicht und der Bezug zu Oberflächenrauheit und Spannung herausgearbeitet. Es hat sich herausgestellt, dass die Reibkraft in der Dichtungsführungseinheit aufgrund ihrer Größe eine wichtige Rolle spielt. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die Erhöhung der Geschwindigkeit in jedem Fall zur Erhöhung der statischen Reibkraft beiträgt. Diese Arbeit hat zum Verständnis der Reibstelle beigetragen und Möglichkeiten zur Verminderung der Reibkraft aufgedeckt.

In der vorliegenden Arbeit werden die Reibkräfte an Trennkolben von Einrohrschwingungsdämpfer untersucht. Mit einer ausführlichen Literaturrecherche und daraus abgeleiteten Prüfstandskonzepten ist ein Messprinzip entwickelt worden, wodurch nicht nur die Reibkräfte bei konstantem Druck gemessen werden können, sondern auch eine realitätsnahe Bewegung des Trennkolbens ermöglicht wird. Mit dem ausgewählten Messprinzip und den vorherrschenden Randbedingungen, die durch die Integration des Prüfstandes in einen anderen vorliegen, ist der Prüfstand konstruiert worden. Nach der Auswahl geeigneter Messtechnik, dem Aufbau und der Optimierung des Prüfstandes, der Kalibrierung der Sensorik und der endgültigen Inbetriebnahme sind verschiedene Dichtringtypen für die Trennkolben vermessen worden. Bei den durchgeführten Versuchen sind mehrere Dichtringe desselben Typs in unterschiedlichen Geschwindigkeiten vermessen worden, um deren Charakteristiken festzustellen. Des Weiteren ist der Einfluss von Parametern wie die Materialeigenschaften des Gummis, Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Dichtringe auf die Reibkraft untersucht worden. Dabei zeigte sich, dass die Geometrie der Dichtringe den größten Effekt auf die Reibkraft hat, allerdings sind auch durch die Beschichtung von Dichtringen Charakteristiken aufgetreten, die ausnutzbar sind. Insgesamt konnte mit dem Prüfstandaufbau gezeigt werden, dass das entwickelte Mess- und Prüfstandskonzept die Reibung an den Dichtringen von Trennkolben realitätsnah charakterisieren kann.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Grundlagenuntersuchungen zu niederfrequenten Geräuscherscheinungen, dem sogenannten Bremsenknarzen, welches an Kraftfahrzeugscheibenbremsen auftreten kann. Dieses niederfrequente Geräuschphänomen entsteht durch den unstetigen Übergang von Haft- zu Gleitreibung und führt zu impulsartiger Schwingungsanregung an der Fahrzeugbremse. Die erzeugten Schwingungen übertragen sich, ausgehend vom Bremssystem, über das Fahrwerk und die Karosserie, in Form von Körper- und Luftschall in den Fahrzeuginnenraum. Knarzen tritt besonders häufig bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe auf und hat einen negativen Einfluss auf den Komfort des Fahrers. Um die Einflussfaktoren auf das Geräuschphänomen zu verstehen, werden Grundlagenuntersuchungen an einem Tribologieprüfstand durchgeführt. Dieser wird im Rahmen der durchzuführenden Versuche unter anderem mit Schwingungsmesstechnik ausgestattet, um auf Grundlage von Schwingungs- und Reibwertanalysen den Einfluss von Parametervariationen auf das Knarzen zu bewerten. Parameter sind beispielsweise Temperatur der Reibpaarung, angelegter Bremsdruck oder die Bremsscheibendrehzahl. Bei den Bewertungen der Parametereinflüsse wird sowohl die Erregung durch den Reibwertsprung, als auch die Systemantwort durch Körper- und Luftschallsensoren analysiert. Im Zuge der Auswertung der Schwingungen erfolgt eine Betrachtung von Einflussgrößen auf die Frequenz- und Amplitudenberechnung (Analyse des Einflusses der Datenauswertung). Die genannten Methoden dienen als Grundlage für einen Vergleich von unterschiedlichen Prüfständen, an denen ähnliche Knarzuntersuchungen durchgeführt werden. Mittels dieser Vergleiche wird der Einfluss des Prüfstandes und des vorhandenen Prüfsetups auf das Knarzphänomen untersucht. Als Prüfstände dienen das erwähnte Tribologiemodul, ein Schwungmassenbremsenprüfstand und ein sogenanntes Cornermodul. Ziel der beschriebenen Untersuchungen ist es, eine Empfehlung für die Durchführung von Knarzanalysen, bezüglich der zu untersuchenden Parameter und des Prüfstandsetups, zu geben. Neben diesen Grundlagenuntersuchungen wird eine neue Glasscheibenabstützung erprobt, die für In-Situ-Versuche benötigt wird. Diese haben das Ziel, die Reibzone zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe zu visualisieren.

In der Automobilindustrie sind die Qualitätsanforderungen an die Bauteile in jedem Produktionsprozess sehr hoch. Jeder Schritt muss sorgfältig überwacht und regelmäßig geprüft werden, um die Qualitätsstandards zu erfüllen. Für die Serienproduktion von Doppelkupplungen wird nun erstmalig das Kondensator-Entladungs-Schweißen zum Fügen der Zusammenbaugruppe-Innenlamellenträger eingesetzt. Aufgrund von Einflussfaktoren wie beispielsweise die Spritzerneigung beim Schweißen wird der Prozess durch Anpassung der Schweißparameter zunehmend optimiert. Eine qualitative und quantitative Beurteilung der Schweißverbindung mit einer zerstörungsfreien, visuellen Prüfung ist nicht möglich, da die eigentliche Schweißstelle ohne Präparation optisch nicht zugänglich ist. Dynamische Lebensdaueruntersuchungen werden bereits durchgeführt, sind jedoch mit einer Prüfdauer von etwa 2,5 Tagen sehr zeitintensiv. Die vorliegende Arbeit liefert ein Prüfkonzept zur schnellen Befundung der Schweißnaht für die ZSB - Innenlamellenträger der Doppelkupplung. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird in erster Linie die Umsetzung anhand eines Torsionsprüfstands, bei dem über ein ansteigendes Drehmoment der Belastungszustand im Fahrzeug simuliert wird, untersucht. Für dieses Prüfkonzept werden verschiedene Lösungsansätze hinsichtlich der Drehmomentaufbringung und der Aufnahme des Prüfteils ausgearbeitet und diskutiert. An funktionsrelevanten Bauteilen ist ein Festigkeitsnachweis durchzuführen. Es folgen weitere Prüfkonzepte die ebenfalls hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit untersucht werden. Für die Beurteilung sind einige Voruntersuchungen erforderlich. Mit Hilfe einer FE-Analyse werden die Spannungszustände in der Schweißverbindung bei den verschiedenen Prüfkonzepten simuliert. Das ausgewählte Prüfkonzept wird nach Abschluss der Voruntersuchungen konstruktiv umgesetzt. Der Prüfstand wird flexibel für unterschiedliche Abmessungen von Innenlamellenträgern ausgelegt. Durch Aufbau eines Demonstrators wird die Funktion des Prüfstands nachgewiesen und es wird ein Ausblick für weitere Arbeiten gegeben.

Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss des Verdichters eines Turboladers auf die Eigenschaften seines Turbinenkennfeldes zu untersuchen. Die beiden Schwerpunkte liegen auf dem Achsschub und dem Betrieb mit kurzgeschlossenem Verdichterkreis. Zunächst kann nachgewiesen werden, dass der geschlossene Verdichterbetrieb bei ansonsten gleichen Randbedingungen die selben Messergebnisse wie der offene Verdichterkreis liefert. Die Kennlinien des kurzgeschlossenen Verdichterbetriebs weisen bei gleichen Turbinen- und unterschiedlichen Verdichterbetriebspunkten verschiedene Turbinenwirkungsgrade auf, was auf ein unzureichendes Modell hindeutet. Dies konnte zum Einen auf unterschiedliche Reibleistungen des Axiallagers aufgrund verschiedener Axialkräfte zurückgeführt werden. Diese werden bei der Berechnung dem Turbinenwirkungsgrad zugeschlagen und scheinen diesen so zu verändern. Zum Anderen wurde ein Wärmestrom vom Gehäuse in den Verdichtermassenstrom nachgewiesen, der die Verdichteraustrittstemperatur verfälscht. Diese wird zur Berechnung des Turbinenwirkungsgrades verwendet und beeinflusst deshalb die Ergebnisse. Zuletzt sollen die Ergebnisse um die Einflüsse des Wärmestroms und der Axialreibung korrigiert werden. Mit der angewandten Methode konnten die Abweichungen deutlich verringert werden, die verbleibende Differenz in den Wirkungsgraden gleicher Turbinenbetriebspunkte zeigt jedoch, dass insgesamt ein Fehler bestehen bleibt.

In der vorliegenden Arbeit wird einer der Motorenprüfstände des Fachgebiets Energieeffiziente Fahrzeugantriebe der Technischen Universität Ilmenau mit Hilfe einer Mehrkörpersimulation hinsichtlich seiner Torsionsschwingungen abgebildet. Aufgrund geringer Dämpfung in Motorprüfständen, sind die dort auftretenden Torsionsschwingungen ein wichtiges technisches Problem. Zunächst werden Möglichkeiten zur Beschreibung von Torsionsschwingungen aufgezeigt und an einem einleitenden Beispiel angewendet und gegenübergestellt. Diese Möglichkeiten zählen, bis auf die Berechnung mittels der Kontinuumsmechanik, zur Methode der lumped parameters (konzentrierte Parameter). Im nächsten Schritt wird eine Messung der Torsionsschwingungen mit einem hochauflösenden Drehgeber durchgeführt. So werden Kandidaten für mögliche Eigenfrequenzen des Systems bestimmt. Simulativ werden diese Eigenfrequenzen durch Aufbau eines Modells des Prüfstands in Form einer Torsionsschwingerkette berechnet. Dazu werden Trägheiten und Steifigkeiten des Motorprüfstands eruiert und in MSC Adams implementiert. Die Gaskräfte beschleunigen Trägheiten wie Pleuel und Kolben, sodass sie die erregenden Kräfte und die Drehbewegung erzeugen. Die Simulation zeigt, dass einige Eigenfrequenzen fast ausschließlich durch die Torsion von Subsystemen ausgeführt werden. Die erste Eigenfrequenz der Simulation konnte durch die Messung bestätigt werden. Aufgrund der Messstelle und der scheinbar entkoppelten Schwingung von Subsystemen wird vermutet, dass die Bestätigung einiger Eigenfrequenzen nicht möglich ist. Das Simulationsmodell wird über einen Programmcode aufgebaut. Dieser ist in der Lage das Modell modular an andere Motoren oder Prüfstände ähnlicher Form anzupassen. Insbesondere Reihenmotoren können, wenn die entsprechenden Trägheits- und Steifigkeitsdaten vorliegen, schnell und einfach simuliert werden. Eine Variation der Parameter im Rahmen der Sensitivitätsanalyse kommt zu dem Ergebnis das sich Abweichungen der Eingangsdaten in vorhersehbarer Weise auf die Eigenfrequenzen auswirkt.

An der Kfz-Radbremse kommt es aufgrund tribologischer Wirkmechanismen zwischen Reibbelag und Bremsscheibe zur Emission eines partikelförmigen Bremsstaubes. Im Hinblick auf zukünftige gesetzliche Vorgaben sind Kenntnisse über die Bildung des Bremsstaubes unter speziellen Fahrkollektiven essentiell. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollen die von einer Kfz-Radbremse emittierten Bremsstaubpartikel hinsichtlich ihrer chemischen- und physikalischen Eigenschaften klassifiziert und charakterisiert werden. Dazu soll der Einfluss variierender Beanspruchungsparameter wie Initialtemperatur und Bremsdruck auf die Charakteristik der Bremsstaubpartikel analysiert werden. Die Vorstellung der theoretischen Grundlagen zu Reibung und Verschleiß am Beispiel der Kfz-Radbremse erfolgt zu Beginn der Arbeit. Darauf aufbauend erfolgen die Vorstellung der Prüfumgebung sowie die im Rahmen experimenteller Analysen anzuwendenden Messsysteme. Mithilfe von Vorversuchen werden am Beispiel eines Low Steel (ECE)- Reibbelages charakteristische Temperatur- und Bremsdruckparameter definiert, welche im Rahmen der nachfolgend aufgeführten Hauptversuche gezielt gegeneinander variiert werden. Die auf Probepads abgelagerten Bremsstaubpartikel werden mithilfe energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) auf ihre chemische Zusammensetzung untersucht. Zudem wird mittels eines differentiellen Mobilitätsanalysators (DMA) die Abhängigkeit von Bremsdruck und Temperatur auf Partikelanzahlkonzentration und Größenverteilungsdichte analysiert. Neben der Analyse der Bremsstaubemissionen erfolgt weiterhin eine chemische- und oberflächentopographische Analyse der in Kontakt befindlichen Reibpartner. Dadurch sollen Erklärungsansätze für die Charakteristik der Bremsstaubpartikel abgeleitet werden. Den Abschluss der Arbeit bildet die größenfraktionierte Selektierung der emittierten Bremsstaubpartikel mit nachfolgender EDX-Analyse.

Durch die zunehmende Verbreitung von X-by-Wire Systemen in Forschung und Technik, welche dem Kunden und den Fahrzeugherstellern neue innovative Bedienkonzepte bieten, ist auch der Wunsch nach Individualisierbarkeit in den Vordergrund gerückt. Dieser Ansatz kann jedoch nur umgesetzt werden, in dem ein hohes Maß an Sicherheit und Unfallprävention gehalten wird. Um die einfache und zielgenaue Bedienung vorhandener Mensch-Maschine-Schnittstellen zu gewährleisten, ist es von größter Bedeutung Zusammenhänge und Risiken der Konzepte zu entschlüsseln. Die vorliegende Bachelorarbeit dient der Analyse der durch den Menschen erreichbaren Dosierfähigkeit der fußbetätigten Pedalerie. Hierfür wurden zunächst die biologischen Vorgänge bei der Betätigung, als auch die psychischen und physischen Einflussfaktoren analysiert. Um die kraft- und wegsensitive Dosierfähigkeit zu ermitteln, wurden Messreihen an einem für diese Aufgabe optimierten Prüfstand mit einer Probandengruppe durchgeführt. Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der demographischen und physischen Einflüsse auf die Betätigung ausgewertet und verglichen. Zudem wurden die gewonnenen Ergebnisse der Studie mit einem rein kraft- bzw. wegsensitiven Konzept verglichen, um eine Theorie über die Verwendbarkeit beider Konzepte zu erstellen.

Die vorliegende Masterarbeit mit dem Titel "Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten und Haltbarkeit von Thermoelementen auf Basis metallischer Pasten im Abgasstrang eines turboaufgeladenen Fahrzeuges" hat als Zielstellung, die Einsatzmöglichkeit von neuartigen Thermoelementen in einem Abgasstrang zu überprüfen. Hierfür werden neben einer Literaturrecherche zum Thema thermoelektrische Module eine Analyse der Belastungen von Thermoelementen in realer Versuchsumgebung durchgeführt. Nach entwickeln geeigneter Prüfzyklen für Realfahrtuntersuchungen gilt es die ausgewerteten Erkenntnisse auf den Heißluftprüfstand zu übertragen. Die im Anschluss an die Prüfstandsversuche gewonnenen Messwerte werden analysiert. Abschließend wird eine Aussage über die Einsatzmöglichkeit im Abgasstrang diskutiert.

Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, ein komplettes Fahrzeugmodell des "Range Rover Evoque" im Mehrkörperdynamik-Simulationstool "Adams/Car" zu entwickeln, dieses zu validieren, eine Stoßdämpferregelung zu erstellen und diese Regelung hinsichtlich einer Erhöhung des Fahrkomforts zu testen. Die Literaturrecherche beschäftigt sich mit dem Einfluss von Vibrationen auf den Menschen und damit auch mit der Frage: "Wie definiert sich Fahrkomfort?". Des Weiteren findet in diesem Zusammenhang eine Vorstellung von Normen/Richtlinien und Indikatoren für Fahrkomfort sowie Fahrsicherheit statt. Zudem wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik bei regelbaren Fahrwerken gegeben. Im Zuge dieser Arbeit konnten die Koordinaten der einzelnen Bauteile des Adams-Modells, mithilfe eines CAD-Modells, genauestens ermittelt werden. Das Adams-Fahrzeug wurde dabei sowohl hinsichtlich der Vertikal-, als auch der Querdynamik, unter Zuhilfenahme von Daten des am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik vorhandenen "Range Rover Evoque" validiert. Die Fahrzeugdaten in Bezug auf die Vertikaldynamik des Versuchsfahrzeuges wurden auf einem sogenannten "Fourposter"-Prüfstand der Firma Tenneco, Inc., im Rahmen dieser Arbeit erfasst. Durch diese Daten konnte das Adams-Modell optimiert und validiert werden. Bei der Fahrwerksregelung wurde zum einen die bekannte "Skyhook"-Regelung und zum anderen ein eigens erstellter Regler, welcher im Verlauf der Arbeit auch als PD-basierter Regler bezeichnet wird, erstellt. Die Ergebnisse der Regler wurden dabei mit denen des passiven Fahrwerks anhand von verschiedenen Straßenprofilen verglichen. Mit dem PD-basierten Regler konnte dabei eine Komforterhöhung erreicht werden.

An Heißgasprüfständen können Verdichter- und Turbinenkennfelder von Abgasturboladern unabhängig vom Verbrennungsmotor gemessen werden. Sie dienen unter anderem als Eingangsparameter für die Motorprozesssimulation und sind zur Abstimmung von Turbolader und Motor notwendig. Diese Messungen erfolgen in stationären Betriebszuständen des Laders durch eine simultane Nutzung mehrerer voneinander abhängiger Regler sowie nach einer entsprechenden Einschwingdauer. Die stationären Betriebspunkte werden durch die Heißgasmenge auf der Turbinenseite und des Anlagenwiderstandes auf der Verdichterseite eingeregelt. Grundlage dafür sind frühere Untersuchungen u.a. von Grigoriadis und Müller, in denen gezeigt wird, dass Fluktuationen während eines Arbeitsspiels des Verbrennungsmotors zu keinen signifikanten Unterschieden führen und somit diese stationär ermittelten Kennfelder repräsentativ sind. Diese Arbeit greift im Umkehrschluss die Vermutung auf, dass auch instationär ermittelte Kennfeldpunkte mit stationären vergleichbar sind. Somit ist es möglich an Heißgasprüfständen die Verwendung voneinander abhängiger Regler und somit lange Einschwingzeiten zu vermeiden. Dazu wird aufgezeigt, inwieweit solche instationär gemessenen Kennpunkte mit stationären Referenzkennfeldern vergleichbar sind. Außerdem wird dargelegt, welche Stellgrößen sich am besten dazu eignen. Weiterhin wird aufgezeigt, wieso der Einfluss des Rotorträgheitsmomentes auf die Instationärpunkte bei den vorhandenen Drehzahländerungen vernachlässigbar ist.

Aufgrund ständig wachsender Emissionsanforderungen in der Automobilindustrie werden stets Wege gesucht die Effizienz eines jeden Kraftfahrzeuges zu steigern. Ein vielversprechender Ansatz für Fahrzeuge mit Automatikgetrieben ist die Qualitätssteigerung der eingesetzten Innenverzahnungen. Eine solche Qualitätssteigerung kann durch den Einsatz einer Hartfeinbearbeitung, ähnlich wie das Schleifen für Außenverzahnungen, erreicht werden. Basierend auf der Technologie des Wälzschälens (Power Skiving) beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Anpassung des bereits vorhandenen Verfahrens an die Hartfeinbearbeitung eben dieser innenverzahnten Hohlräder. Auf eine detaillierte Literaturrecherche folgend, wurde die bereits vorhandene Berechnungssoftware optimiert und erweitert, um die Generierung von Messerschärfdatenblätter für die Weichvorverzahnung sowie für die Hartfeinbearbeitung zu ermöglichen. Anschließend wurden Fräsversuche mit unterschiedlichen Messergeometrien sowie verschiedenen Prozessparametern durchgeführt und die Ergebnisse hinsichtlich des Einflusses auf die Oberflächenqualität der Verzahnung untersucht und bewertet. Ein abschließender Vergleich zwischen einem herkömmlich hergestellten und einem mit dem neuen Verfahren gefertigten Hohlrad zeigt welches Verbesserungspotential der Einsatz des Power Skivings für die Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen hervorbringen kann.

In der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Verdichterlaufradvarianten, die von einem Radialrad abgeleitet wurden, im Rahmen einer 3D-Parameterstudie hinsichtlich des Strömungsverhaltens untersucht. Beruhend auf den RANS-Gleichungen werden sowohl stationäre, als auch vereinzelnd transiente Strömungssimulationen der verschiedenen Laufradformen jeweils als Teilmodell durchgeführt. Ziel der Untersuchung ist es, ein hinsichtlich des Pumpverhaltens stabileres Verdichterrad zu entwickeln. Die Stabilisierung der Strömung soll durch eine gezielte Zirkulation vor dem Laufrad realisiert werden. Diese Hypothese geht auf die Betriebscharakteristik von Diagonalpumpen zurück. Zur Validierung des numerischen Modells dienen die Simulationsergebnisse des Ausgangsverdichters als Gesamtmodell und die dazugehörigen Prüfstandsdaten. Für die Bewertung des Pumpverhaltens werden verschiedene Kriterien herangezogen. Beispielsweise wird das Konvergenzverhalten der Simulationen hinsichtlich charakteristischer Merkmale (Periodizität) untersucht. Die zeitabhängigen Signale der instationären Simulationen werden durch eine Fourieranalyse in deren Amplitudenspektren überführt. Für die Darstellung von Sekundärströmungen in den Strömungskanälen wird das Q-Kriterium verwendet. Beruhend auf diesen Untersuchungen wird eine diagonale Laufradform mit einem Neigungswinkel von 15&ring; ausgewählt, die ein späteres Einsetzen der Pumpschwingungen vermuten lässt. Für dieses Verdichterrad soll ein Prototyp gefertigt werden, der zur Erprobung an einem Zweizylinder-Motorradmotor adaptiert werden soll. Für das Diagonalrad wird ein 3D-CAD-Modell erstellt und in die Baugruppe des ursprünglichen Radialverdichters integriert. Durch die neue Laufradform muss das Verdichtergehäuse sowie dessen Rückwand angepasst werden. Die gesamte Lagerung der Ursprungsgeometrie kann übernommen werden. Abschließend wird das Diagonalrad strukturmechanisch hinsichtlich Festigkeit untersucht und mit dem Radialverdichter verglichen. Das Diagonalrad weist speziell in den Schaufeln höhere Spannungswerte auf, als das Radialrad. Die Spannungen überschreiten die für Verdichter üblichen zulässigen kritischen Spannungswerte jedoch nicht.

In modernen Kraftfahrzeugen kommen derzeit hauptsächlich Scheibenbremssysteme zur Anwendung. Bei jedem Bremsvorgang kommt es infolge der vorliegenden tribologischen Beanspruchung zur Umwandlung von kinetischer in thermische Energie und zur Emission eines partikelförmigen Bremsstaubes. Aufgrund der offenen Bauweise und der damit verbundenen Emission an die Umgebung, können die Partikel Fahrzeugkomponenten, insbesondere die Felge, verschmutzen und letzlich auch den menschlichen Organismus belasten. Im Rahmen dieser Arbeit soll der Einfluss variierender Parameter auf den Anhaftprozess von Bremsstaubpartikeln auf einer Felgenoberfläche und dem damit verbundenen Helligkeitsverlust analysiert werden. Durch die Anwendung der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments) soll besonderes Augenmerk auf die statistische Signifikanz zwischen den systemabhängigen Parametern gelegt werden. Das Ziel besteht darin statistisch relevante Parameter zu definieren und in Form eines Vorhersagemodells zusammenzufassen. Die Arbeit umfasst sowohl die systematische Aufstellung eines Versuchsplans, als auch die Durchführung und Auswertung der Versuche nach der Methodik der statistischen Versuchsplanung. Dazu wird zunächst via Black-Box-Prinzip der Zusammenhng zwischen den eingehenden Größen und der Zielgröße aufgezeigt. Einen besonderen Stellenwert erhält dabei die Elektrostatische Aufladung, deren Nachweis gesondert im Rahmen eines Vorversuches erfolgt. Die relevanten Parameter werden innerhalb eines Versuchsplanes variiert und deren Einfluss auf die Felgenverschmutzung aufgezeichnet. Aus den Ergebnissen wird das Vorhersagemodell abgeleitet. Die Modellbildung erfolgt mithilfe der Statistiksoftware Minitab 17.

Bei der Betätigung einer Kraftfahrzeugbremse kommt es aufgrund tribologischer Wirkmechanismen zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag zu einer Feinstaubemission, dem sogenannten Bremsstaub. Dieser steht im Verdacht, negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu haben. Je nach Größe können eingeatmete Bremsstaubpartikel über den Atemtrakt und Diffusionsvorgänge bis in die Blutbahnen des Menschen gelangen und dadurch dem Herz-Kreislauf-System schaden. Für die Messung und Untersuchung des Bremsstaubes, der an einem Schwungmassenprüfstand gezielt durch vorgegebene Bremsparameter emittiert wird, werden in dieser Arbeit drei verschiedene Entnahmestrategien untersucht, charakterisiert und verglichen. Durch die vergleichende Bewertung der Entnahmestrategien ist es möglich, eine Festlegung bevorzugter Anwendungsfelder für die einzelnen Entnahmestrategien vorzunehmen. Dabei wurde vor allem der Einfluss unterschiedlicher Volumenströme und Luftfeuchten auf die zu messenden Partikelemissionen analysiert. Abschließend werden Optimierungspotenziale für die vorhandenen Entnahmestrategien aufgezeigt und bewertet.

Das grundlegende Ziel dieser Arbeit ist die Vorbereitung, Aufnahme und Auswertung von quasistationären Längsdynamikuntersuchungen am Fahrzeugreifen mit einem Reifenmessanhänger. Für die Erstellung des Messplans sind die Gegebenheiten durch den Anhänger und das Testgelände sowie die zu untersuchenden Aspekte zu berücksichtigen. Die Messungen werden in Kooperation mit der "Vehicle Dynamics Group" der Universität von Pretoria durchgeführt. Anhand der generierten Daten ist der Einfluss der Radlast, des Reifenfülldrucks und der Fahrbahnbeschaffenheit auf das längsdynamische Kraftübertragungsverhalten des Reifens zu untersuchen. Von hervorgehobener Bedeutung bei der Analyse der Daten ist die Längsschlupfsteifigkeit und der maximale Reibbeiwert. Weiterhin wird ein Reifenmodell aufbauend auf den Parametern der Magic Formula und ein datenbasiertes Modell aus den Regressionsdaten der Messungen erstellt. Mittels einer Implementierung dieser in die Simulationssoftware IPG CarMaker durch das Programm MATLAB/ Simulink können Bremsversuche eines Range Rover Evoque simuliert und anschließend ausgewertet werden. Hierbei ergibt die Analyse der Simulationsergebnisse, dass das datenbasierte Modell die Messdaten sehr gut wiedergibt, jedoch im Hinblick auf eine angemessene Simulationszeit das Reifenmodell mit den Parametern der Magic Formula geeigneter ist.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Einzelradaufhängungen im Schwerlastbereich. Insbesondere für All-Terrain-Mobilkrane. Anhand einer Patent- und Literaturrecherche wird herausgearbeitet welche Einzelradaufhängungen bisher in Schwerlastbereichen angewendet werden. An einem vereinfachten Mobilkranrahmen werden verschiedene Konzepte für eine Einzelradaufhängung entworfen. Über eine Bewertung wird das erfolgversprechendste Konzept ausgewählt und im Folgenden ausgearbeitet. Es werden mithilfe einer vorläufigen Konstruktion die auftretenden Kräfte in verschiedenen Fahrsituationen in den einzelnen Lagerpunkten berechnet. Anhand dieser Kräfte wird mit der Lagerauswahl und der detaillierteren Konstruktion fortgefahren. Die einzelnen Bauteile der fertigen Konstruktion werden über eine FEM-Analyse im CAD System mit den berechneten Kräften beaufschlagt und analysiert. Abschließend wird die neu entwickelte Einzelradaufhängung aus technischer Sicht mit der aktuell in Serie befindlichen Starrachskonfiguration eines All-Terrain-Mobilkrans verglichen und eine Empfehlung ausgesprochen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Verbrennungseinheit eines Freikolbenlineargenerators (FKLG). In einem FKLG findet eine oszillierende Bewegung von zwei Kolbeneinheiten zwischen den Kompressionsräumen der Verbrennungseinheit und den Gasfedern statt. Aus der kinetischen Energie der Kolbeneinheiten wird mit Lineargeneratoren elektrische Energie ausgekoppelt. Gegenstand dieser Arbeit stellt die experimentelle Erstuntersuchung des in einem FKLG zur Anwendung kommenden verbrennungsmotorischen Subsystems in Gegenkolbenbauweise dar. Die Zielsetzung lautet, den Einfluss unterschiedlicher Versuchsparameter auf die innermotorischen Prozesse zu untersuchen. Dazu findet zunächst eine grundlegende Analyse aller bei einem FKLG relevanten Versuchsparameter statt. Zu diesen Versuchsparametern gehören Frequenz, Kolbentrajektorienform, Steuerzeiten, Verdichtungsverhältnis, Einspritzmenge, Einspritzzeitpunkt, Ladedruck, Einfach- und Doppelzündung, Funkenlage und Zündzeitpunkt. Die experimentelle Untersuchung erfolgt in dieser Arbeit für die Steuerzeiten, die Einspritzmenge, den Ladedruck, die Einfach- und Doppelzündung und die Funkenlage. Bei der experimentellen Untersuchung der Steuerzeiten ist eine deutliche Abhängigkeit der innermotorischen Prozesse vom Restgasgehalt und vom Luftaufwand erkennbar. Durch eine Variation der Einspritzmenge können neue Erkenntnisse bezüglich des Luftverhältnisses im Brennraum geschaffen werden. Dabei zeigt sich ebenfalls die Relevanz der Brenngeschwindigkeit. Bei einer Erhöhung des Ladedrucks werden sowohl die Auswirkungen einer Liefergradzunahme als auch die leistungssteigernde Wirkung des Ladedrucks deutlich. Im Vergleich zur Einfachzündung kann bei der Doppelzündung ein deutlich geringerer Zündverzug aufgrund einer anfänglich schnelleren Flammenausbreitung nachgewiesen werden. Bei einer längeren Funkenlage ergibt sich ein deutlich stabilerer Motorlauf mit verringerten Zyklusschwankungen bei einer gleichzeitigen Verbesserung des Wirkungsgrads.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Konstruktion eines Konzepts für ein Messsystem zur Bestimmung des Restbremsmomentes an scheibengebremsten Nutzfahrzeugachsen für die spätere Analyse zur Effizienzsteigerung einer Scheibenbremse, um langfristig den CO2-Ausstoß zu senken. In der Arbeit wird zuerst der aktuelle Entwicklungsstand einer Scheibenbremse für Nutzfahrzeuge untersucht, sowie die auftretenden Belastungen und resultierenden Kräfte ermittelt und veranschaulicht. Im Anschluss werden zwei Kraftmessglieder selektiert, detailliert in Aufbau und Funktionsweise verglichen und abschließend bewertet, um eine eindeutige Entscheidung darüber treffen zu können, welches Messglied für diese Anwendung geeigneter ist. Um ein neues Messsystem konstruieren zu können, werden zunächst die vorausgegangenen Anstrengungen der Industrie, das Restbremsmoment zu messen, betrachtet. Hierdurch sollen eine optimierte Konzipierung und der Vergleich erster Ideen mit vorhandenen Studien möglich werden. Für eine Integration des ausgewählten Sensors in das vorhandene Bremssystem von Knorr wird dieses anschließend näher erläutert und im Nachhinein die Anforderungen an das Messsystem in großem Umfang entwickelt. In der Umsetzungsphase wird ein passendes Messglied in Zusammenhang mit dem Messkonzept gewählt und nach Überprüfung der Festigkeitsanforderungen und Fertigbarkeit die Anordnung des Messgliedes am Prüfobjekt in Vorbereitung auf die konstruktive Umsetzung definiert. Als nächster Schritt wird ein dreidimensionales Modell des fertiggestellten Gesamtsystems mithilfe von CAD-Programmen entworfen, welches die Einbindung der Messtechnik beinhaltet und weitere Ableitungen für technische Zeichnungen oder Simulationen ermöglicht. Nach dem Beschaffen weiterer Messtechnik für die Übertragung der Daten der rotierenden Radnabe zum stationären Fahrzeug wird das mechanische Gesamtsystem montiert und getestet. Im Anschluss wird die Messtechnik installiert und erprobt.

In dieser Arbeit wird das Strömungsfeld bei Reduzierung des Massenstroms durch ein Radialverdichterrad eines PKW-Abgasturboladers mittels Strömungssimulation untersucht. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Visualisierung der auftretenden Sekundärströmungen und lokalen sowie globalen Rezirkulationen. Diese Rückströmungen treten vermehrt in Richtung des instabilen Bereiches des Verdichterkennfeldes, der sogenannten Pumpgrenze, auf. So ist es notwendig, mehrere Berechnungen durchzuführen, bei denen schrittweise der Massenstrom verringert wird. Dahingehend werden mehrere Betriebspunkte des Verdichterkennfeldes sowohl stationär als auch instationär simuliert und anschließend auf markante Phänomene der Strömung durch ein Verdichterrad untersucht. Ebenso wird betrachtet, ob eine Berechnung eines einzelnen Schaufelkanals ausreicht und inwiefern dies das Ergebnis beeinflusst. Um die Strömung auf Rezirkulationen und Sekundärströmungen zu untersuchen, werden Wirbelkriterien vorgestellt, die mithilfe von Geschwindigkeitsgradienten angeben, ob eine Strömung mit Wirbeln versehen ist. Die Auswertung geschieht sowohl grafisch durch farbige Konturen, als auch analytisch durch eine Frequenzanalyse der instationären Lösungen. Ebenso werden Animationen des Strömungsfeldes durch das Verdichterrad erstellt, in denen die Stromlinien des Strömungsfeldes sowie die Veränderungen der Wirbel, durch die Wirbelkriterien visualisiert, zu erkennen sind. Die Validierung des reduzierten Teilmodells erfolgt durch den Vergleich mit Simulationen des Gesamtmodells der Verdichterseite des Abgasturboladers, die wiederum durch Messungen validiert sind.

Entsprechend der Aufgabenstellung wird in der vorliegenden Arbeit ein Mehrkörpersimulationsmodell einer Fahrzeugachse ausgearbeitet, um niederfrequente Geräuschphänomene nachzubilden. Zu Beginn wird ein Überblick über bereits durchgeführte Schwingungssimulationen an Fahrzeugbremsen erstellt. Aufbauend auf einem vereinfachten Simulationsmodell, bestehend aus einer Bremsscheibe und einem Bremsbelag, wurde das Modell zunächst um einen zweiten Bremsbelag erweitert. Das finale Simulationsmodell besteht aus dem Modell einer realen Fahrzeugbremse und dem Antrieb des Tribologie-Prüfstandes des Fachgebiets Fahrzeugtechnik der TU Ilmenau. Im nächsten Schritt wurde eine Parametervariation durchgeführt, um die Einflüsse der Geschwindigkeit, des Bremsdrucks und der Reibwerte auf das Knarzverhalten des Bremssystems zu untersuchen. Anschließend wurden Maßnahmen zur Verringerung dieses Geräuschphänomens getestet. Dazu gehört die Änderung der Dämpfung der Aufhängung, die Massenänderung des Bremssattels sowie die Anbindung eines aktiven Tilgers. Abschließend werden die Resultate in einem Fazit zusammengefasst und ein Ausblick in die Zukunft gegeben.

Durch die immer strenger werdenden Abgasnormen wird für PKW und NKW der Einsatz von Abscheideeinheiten vorgeschrieben, die eine möglichst vollständige Abscheidung von Ölpartikeln aus den Blow-By-Gasen bei höchster Effizienz in der Kurbelgehäuseentlüftung erreichen. Inhalt dieser Arbeit ist die Konzeptentwicklung und versuchstechnische Untersuchung von aktiven Ölnebelabscheidesystemen als Teil der Kurbelgehäuseentlüftung von Hubkolbenverbrennungsmotoren. Dazu wird zunächst auf die Funktionsweise und Notwendigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung eingegangen und die Entstehung sowie Zusammensetzung der Blow-By-Gase beschrieben. Anschließend werden verschiedene Arten aktueller Ölnebelabscheider und wichtige Parameter zur Vermessung der Abscheidesysteme vorgestellt. Den Kern der vorliegenden Arbeit bildet die Produktentwicklung von neuen Konzepten für eine aktiv unterstützte Ölnebelabscheidung, die Konstruktion von drei Funktionsprototypen und eine anschließende Vermessung der Systeme. Abschließend wird ein Vergleich der entwickelten Systeme mit daraus ableitbaren Handlungsempfehlungen unternommen.

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Auslegung und Konstruktion eines Wasser-Ladeluftkühlers für einen Motorenprüfstand. Dabei wird ein geeignetes Wärmetauschersystem aus dem KFZ-Bereich ausgewählt, welches eine im Vergleich geringere thermische Trägheit gegenüber dem ursprünglichen Ladeluftsystem aufweist und somit dynamischen Prüfbetrieb erlaubt, um das aktuell verbaute Kühlersystem zu ersetzen. Damit verbunden ist die Erarbeitung einer geeigneten konstruktiven Anbindung an die Prüfstandsumgebung. Vorbereitend wurde zunächst eine Recherche über verschiedene Systeme und Arten der Ladeluftkühlung sowie aktueller Forschung durchgeführt. Daraus resultierend ergibt sich ein wassergekühlter Ladeluftkühler in indirekter Bauweise als geeignetste Bauform. Das Kühlwasser, welches temperaturtechnisch aufbereitet werden muss, wird über ein Konditioniermodul zur Verfügung gestellt. Daher schließt sich die Beschreibung der Konstruktion sowie die Fertigung und Anbindung der notwendigen Bauteile an. Anhand von Vorversuche an einem Heißgasprüfstand wird das Wärmeabfuhrvermögen der Baugruppe ermittelt und das Betriebsverhalten des Kühlers untersucht. Es zeigt sich, dass der Kühler weitaus mehr als die für den vorliegenden Verbrennungsmotor notwendige Wärmemenge abführen kann. Dabei wird außerdem festgestellt, dass durch verschiedene Kühlmittelvolumenströme die erzielte Abkühlung beeinflusst werden kann. Darauffolgend wird die sich anschließende Adaption des Kühlers an die bestehende Ladeluftkonditionierung sowie den Prüfling beschrieben. Abgeschlossen wird die Arbeit mit der Abstimmung des Reglers der Ladeluftkonditionierung im Prüfstandsautomatisierungssystem. Hierdurch zeigte sich, dass die Verwendung eines PID-Reglers nur bedingte Regelfähigkeit für das System erlaubt.

Die aktuelle Entwicklungslandschaft steht vor neuen Herausforderungen. Immer größer werden die Anforderungen an ein Produkt. Vor allem im Bereich der Fahrzeugtechnik sind diese Veränderungen deutlich zu spüren. Hauptverantwortlich sind der steigende Individualisierungswunsch des Kunden, strengere Umweltschutzrechtlinien und ein höherer Zeit- und Kostendruck. Alte Ansätze stoßen so zwangsläufig an ihre Grenzen. Es bedarf daher neuer Ideen. Am Fachgebiet Fahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau werden Methoden zur Neugestaltung des Entwicklungsprozesses erforscht. Im Fokus steht dabei das X-In-The-Loop Projekt. Es vereint mehrere In-The-Loop Ansätze, die jeweils ein Teilgebiet des Prozesses verbessern. Ziel ist es, eine vernetzte Testumgebung zu generieren. Diese soll jeden Entwicklungsschritt mit einer Simulations- und Testsoftware verknüpfen. So können geplante Neuerungen in Sekundenschnelle auf ihre Einflüsse untersucht werden. Der Entwicklungsprozess kann so deutlich schneller und vielseitiger ausgeführt werden und ist somit den steigenden Anforderungen gewachsen. Ein Teilgebiet dieses Projektes ist die Vernetzung zweier Prüfstände. Ein Bremsen- und Vier-Rollen-Leistungsprüfstand sollen mit einer Simulationssoftware verknüpft werden. Zu diesem Anlass ist der Bau eines Modells dieser Anordnung gewünscht. Ein Modell ermöglicht eine anschauliche Präsentation des vorliegenden Sachverhalts. Erster Ausstellungstermin wird die Mobilitäts- und Automobilmesse FISITA in Südkorea sein. Ziel dieser Arbeit ist die Skalierung eines Vier-Rollen-Leistungsprüfstands zur Emulation eines realitätsnahen Prüffelds. Als Vorbild dient ein im Fachgebiet Fahrzeugtechnik errichteter Leistungsprüfstand. Dieser wird in geeignetem Maßstab konstruktiv umgesetzt. Das Modell soll in Zukunft in der Lage sein, aussagekräftige Prüfstandversuche durchführen zu können.

Im Mittelpunkt der vorliegenden Bachelorarbeit steht die Übertragung realer Fahrzeugfahrten auf eine 4-Stempel-Anlage zur anschließenden Bewertung von Schwingungsdämpfer und Chassiselementen. Dieser Übertragung geht die Einarbeitung in die Systemstruktur des Prüfstandes und dem damit gekoppelten Prozess zur iterativen Annäherung bestimmter Parameter voraus. Um eine reale Straßenfahrt nachbilden zu können, bedarf es zunächst der Auswahl eines repräsentativen Fahrzeuges, der Festlegung geeigneter Streckenprofile mit entsprechenden Fahrgeschwindigkeiten und der Durchführung von Messfahrten. Der Ausstattung mit Dämpferweg- und Beschleunigungssensoren und dazugehöriger Messtechnik folgt im Rahmen der Messfahrten die Identifikation und Erarbeitung der relevanten Parameter für die Übertragung auf die 4-Stempel-Anlage. Als Hauptparameter und Eingangsgröße zur iterativen Annäherung werden die Dämpferwege festgelegt. Im ersten Teil der Arbeit erfolgt die iterative Annäherung der Dämpferwege von insgesamt fünf ausgewählten Streckenprofilen, um ein breites Spektrum von Fahrbahnunebenheiten abzudecken. Im Zuge des Übertragungsprozesses der einzelnen Streckenprofile werden die aufgezeichneten Dämpferwege mit festgelegten Randbedingungen in fünfzehn Schritten iterativ angenähert. Laut Iterationsprogramm der 4-Stempel-Anlage werden dabei Übereinstimmungen der Dämpferwege von minimal 95,1% erzielt. Bei Betrachtung der aufgenommenen Beschleunigungen am Aufbau ergeben die Vergleiche zur realen Messfahrt jedoch oft markante Unterschiede. Der zweite Teil dieser Bachelorarbeit beinhaltet eine Lösungsmethode zur Reduzierung dieser Beschleunigungsunterschiede mit entsprechender Auswertung für ein gewähltes Streckenprofil. Dabei werden sowohl die Radaufstandsteller der Stempel mechanisch modifiziert als auch Parameteränderungen im Iterationsprogramm vorgenommen. Dies bewirkt, dass ein Großteil der Beschleunigungen nach bestimmten Modifikationen, verglichen mit denen der bisherigen Übertragung ohne Modifikationen, deutlich geringere Abweichungen zu der realen Messfahrt aufweisen. Auf Basis der erarbeiteten Methode kristallisiert sich eine mechanische Modifikation heraus, welche die Güte der Übertragung realer Fahrzeugfahrten auf die 4-Stempel-Anlage zur Bewertung von Schwingungsdämpfer und Chassiselementen wesentlich verbessert und somit einen fortschrittlichen Aspekt für künftige Simulationen realer Fahrzeugfahrten generiert.

Rotoren, wie sie zum Beispiel bei Abgasturboladern in Kraftfahrzeugen vorkommen, üben im Betrieb dynamische Kräfte auf ihre Welle und die Lagerung aus. In Abhängigkeit der Steifigkeit des Rotors und der Lagerungen führen diese Kräfte zu Verformungen, die zudem von der Drehzahl, der Dämpfung, der Geometrie und dem Antriebsmoment abhängen. Die Rotoren zeigen dabei für bestimmte Drehzahlen eine Resonanz mit einer zugehörigen, charakteristischen Verformung entsprechend den Eigenformen auf. Die Resonanzfrequenzen ändern sich mit der Drehzahl des Rotors. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mit dem Mehrkörpersimulationsprogramm ALASKA ein Modell für einen elastischen Rotor mit starren Lagern und einer mittigen Scheibe, einem sogenannten Laval-Rotor aufgebaut und simuliert. Zur Anregung der Eigenformen wurde am Rotor eine statische Unwucht angebracht. Die Drehbewegung wurde durch ein Moment am Wellenende des Rotors erzeugt. Die Simulation wurde bis zum Vorliegen einer stationären Drehzahl und einem periodischen Schwingungsverhalten durchgeführt. Mit Hilfe einer Fourier-Analyse wurden dann die angeregten Schwingungen analysiert und die Resonanzfrequenz von der Anregungsfrequenz unterschieden. Die Verschiebung der Resonanzfrequenz in Abhängigkeit der Drehzahl konnte nachgewiesen werden.

Abgasturbolader spielen eine große Rolle bei der Reduktion des Treibstoffverbrauchs und den Emissionen moderner Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen. Um die immer strenger werdenden Abgasnormen erfüllen zu können, muss über einen weiten Betriebsbereich des Turboladers eine ausreichend hohe Wellenleistung zum Antrieb des Verdichters sichergestellt werden. Aus diesem Grund wird der Turbine ein verstellbarer Leitapparat vorgeschaltet, um abhängig von der zur Verfügung stehenden Abgasmenge die optimale Turbinenleistung generieren zu können. Um einen schnellen Ladedruckaufbau zu realisieren, muss die Turbinen auch im Teillastbetrieb des Motors, also bei geringen Durchsätzen, die optimale Wellenleistung zur Verfügung stellen. Höchste Wirkungsgrade und ein angepasstes Durchsatzverhalten sind dazu notwendig. Die wesentliche Zielsetzung dieser Arbeit ist die Untersuchung des Wirkungsgradoptimums der Turbine in Abhängigkeit von der Schnelllaufzahl u⁄c_0 für verschiedene Stellungen des Vorleitapparates und damit unterschiedlichem Durchsatzverhalten. Dazu werden umfangreiche Versuchsreihen zur Kennfeldaufnahme über der Schnelllaufzahl u⁄c_0 an den hauseigenen Heißgasprüfständen der TU Ilmenau durchgeführt und ausgewertet. Anschließend werden diese mit den theoretischen Vorüberlegungen zum Durchsatz- und Wirkungsgradverhalten abgeglichen und entsprechende Folgerungen aus den Ergebnissen gezogen. Zusätzlich wird die Wiederholpräzision der Verstellung der Leitschaufeln der Turbine bei verschiedenen, ausgewählten Betriebspunkte der Turbine und des Verdichters im stationären Selbstlauf untersucht. Dies umfasst auch die Überprüfung möglicher Ursachen.

Bei der Auslegung von Fahrzeugkomponenten und Maschinenelementen im Allgemeinen spielt die Reibung oft eine wichtige Rolle. Das genaue Verständnis der komplexen Vorgänge, die sich zwischen den Kontaktpartnern abspielen, kann letztlich zur Vorhersage der Reibung durch Simulationsprogramme eingesetzt werden. Hierdurch wird es möglich Material- und Energieverluste, die durch Reibung und Verschleiß hervorgerufen werden, zu minimieren. Auch der Komfort wird durch die Reibung beeinflusst, sodass gerade in der Automobilindustrie, beispielsweise bei der Entwicklung von Schwingungsdämpfern, großes Interesse darin besteht, sie vorhersagen und schließlich kompensieren zu können. Die für die Simulation komplexerer Reibphänomene eingesetzten mathematischen oder physikalischen Modelle sind nach heutigem Stand nicht im Funktionsumfang der üblichen Simulationsprogramme enthalten. Stattdessen existieren Programm-Schnittstellen, über die Berechnungs- und Ablaufvorschriften an das FEM-Programm übergeben werden können. In dieser Arbeit wird eine solche Schnittstelle genutzt, um das dynamische LuGre-Reibmodell in den Simulationsablauf zu implementieren. Dabei wird auf die Eigenschaften und Besonderheiten der Schnittstelle eingegangen. Die Umsetzung erfolgt an einem Modell mit einfachen Geometrien. Weiterhin wird die Grundlage für die Anwendung von benutzerdefinierten Elementen zur Integration eines physikbasierten Reibmodells gelegt. Neben der Darstellung der mathematischen Grundlagen für die elastohydrodynamische Theorie (EHL), wird auf die Vernetzung und Definition von User-Elementen eingegangen.

Das fundamentale Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung und Auswertung von Versuchen mit einem Reifenmessanhänger zur Identifizierung der Auswirkungen gezielter Reifenfülldruckänderungen auf das längsdynamische Fahrverhalten. Zur simulativen Abbildung der Reifeneigenschaften werden zwei geeignete Modelle mit den aufgenommenen Messdaten parametrisiert. Zunächst geschah die Aufnahme relevanter Messdaten anhand einer festgelegten Messprozedur. Die Radlast sowie der Reifenfülldruck wurden dabei gezielt variiert, um deren Einflüsse auf die Reifeneigenschaften zu charakterisieren. Im Anschluss erfolgte die Auswertung hinsichtlich der zu betrachtenden Einflussgrößen und einer darauf aufbauenden Parameteridentifikation. Nachfolgend wird eine Erweiterung vorgestellt, mit der der Reifenfülldruck als separater Eingangsparameter den Reifenmodellen nach Dugoff und Pacejka zugeführt werden kann. Die Reifenmodelle wurden letztendlich anhand der aufgenommenen Messdaten parametrisiert und deren Kennlinienverlauf ausführlich dargelegt. Mit dieser Arbeit ist ein wesentlicher Schritt hin zur Aufnahme und Auswertung kompletter Reifenkennfelder gelungen. Zudem wurde ein potentielles Anwendungsgebiet einer Reifenfülldruckregelanlage näher betrachtet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Inbetriebnahme und Weiterentwicklung eines modularen Zug-/Druckprüfstandes für In-situ Untersuchungen. Mit Hilfe der Kombination aus mechanisch-zerstörender und röntgenographischer Werkstoffprüfung können Schädigungsprozesse im Materialinneren visualisiert werden. Eine Ansteuerung mit LabVIEW ermöglicht einen kraftgeregelten Versuchsablauf. Neben einer quasi-statischen Zug- oder Druckbelastung ist zusätzlich das Einstellen dynamischer Lastkollektive mit einer Regelgenauigkeit von ca. 4 N möglich. Durch eine Gegenüberstellung von Messdaten aus genormten Prüfmaschinen und der modularen Zug-/Druckmaschine wird gezeigt, dass die Schädigungseffekte jeweils in den gleichen Belastungsbereichen auftreten, während die Verformungen , bedingt durch die Kraftregelung, teils größeren Streuungen unterliegen. Eine Bestimmung von Werkstoffkennwerten ist somit nur begrenzt möglich. In weiteren Versuchen wird die Leistungsfähigkeit der Kombination aus bildgebenden röntgenographischen Prüfmethoden und der mechanischen Werkstoffprüfung untersucht. Bei den getesteten Aluminiumschäumen und glasfaserverstärkten Kunststoffen kann die Ausbildung von mikroskopischen Materialfehlern und Schädigungsprozessen dokumentiert werden. Um Ansätze zur Weiterentwicklung der Steuersoftware zu definieren, wird der gegenseitige Einfluss zwischen dem Materialverhalten und dem Regelsystem erörtert. Die Leistungsfähigkeit der modularen Zug-/Druckmaschine wird in einem Pflichtenheft zusammengefasst.

Für Lehrzwecke ist im Fachgebiet "Energieeffiziente Fahrzeugantriebe" ein Motorleistungsprüfstand älterer Bauart vorhanden. Die Steuerung des Prüfstandes ist in einem Schaltschrank aufgebaut, in dem Leistungsteil, Ansteuerteil und Bedienteil untergebracht sind. Die Steuereingabe erfolgt manuell über einen Potentiometer, dessen Kennlinie sehr progressiv ausgelegt ist. Dadurch ist die Ansteuerung eines definierten Betriebspunktes nur sehr schwer möglich. Es ist geplant, den Prüfstand so zu modernisieren, dass die Bedienung des Prüfstandes über eine Computerbasierte Regelung möglich wird. Im Rahmen der Arbeit sollen die Grundlagen für eine neue Prüfstandssteuerung gelegt werden. Diese Steuerung soll zentral vom Bediengang aus erfolgen und idealerweise zukünftig eine automatisierte Messung ermöglichen. Die Ansteuerung der Wirbelstrombremse, die im Prüfstand als Lastmaschine Verwendung findet, wird analysiert und eine geeignete Schnittstelle für die Steuerung ausgewählt. In der darauf folgenden Messung wird das Verhalten der Wirbelstrombremse im relevanten Drehzahl- und Drehmomentbereich untersucht. Abschließend werden die grundlegenden Anforderungen an die neu zu entwerfende Prüfstandssteuerung aufgezeigt und ein Bedienkonzept für verschiedene Phasen der Umsetzung vorgeschlagen.

Die Hako GmbH entwickelt momentan ein neues serielles Hybridfahrzeug für multifunktionale Anwendung mit der Bezeichnung Citymaster 1600VE, basierend auf einem konventionellen Citymaster Kehrfahrzeug. In der vorliegenden Masterarbeit wird für den Citymaster 1600VE die Weiterentwicklung des Triebstrangkonzeptes vorgenommen. Dazu dient anfänglich eine Leistungsabstimmung und Drehzahlfestlegung des Range Extenders auf das Fahrzeugprofil. Im Weiteren folgt eine Komponentenspezifizierung für die Bestandteile der hybriden Struktur. Darauffolgend werden die Schnittstellen zwischen den Antriebskomponenten konstruktiv weiter ausgearbeitet und eine Bauraumuntersuchung zur Implementierung der notwendigen Komponenten durchgeführt. Abschließend wird das Potential zur Kraftstoffverbrauchsreduktion mit dem Hybridsystem in der Anwendung untersucht.

Für die Untersuchungen des Knarzphänomens wird im Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau ein flexibles Tribomodul verwendet. Durch die fehlende Steifigkeit des komplexen Aufbaus ist das Tribomodul schwingungsanfällig. Damit die Schwingungsanfälligkeit die Untersuchungen nicht beeinträchtigt ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit ein Optimierungskonzept zur Erhöhung der Steifigkeit und Schwingfestigkeit des Tribomoduls zu erarbeiten. Um das Schwingverhalten des Tribomduls zu verstehen wird eine umfassende Modal- und Betriebsschwingformanalyse durchgeführt. Für die Modalanlyse wird das Gestell und das Maschinenbett mit einem Kraftimpuls zum Schwingen angeregt. Die Übertragungsfunktionen, in Form von Beschleunigungen, werden an unterschiedlichen Punkten am Gestell gemessen. Mittels Betriebsschwingformanalyse wird das Schwingungsverhalten unter verschiedenen Lastkollektiven gemessen. Die Übertragungsfunktionen der Messungen werden miteinander verglichen, um daraus konstruktive Schwachpunkte abzuleiten. Die Einflüsse der Maschinenelemente auf das Schwingungsverhalten werden analysiert. Durch den elastischen komplexen Aufbau breiten sich Schwingungen über das gesamte Tribomodul aus. Durch eine kraftsflussorientiere Konstruktion sollen die Schwingungen in das Maschinenbett weitergeleitet werden. Eine weitere Reduktion der Schwingungen bringt das Aufteilen des Prüfstandes in Funktionsmodule, um eine gegenseitige Beeinflussung zu minimieren. Geeignete Aufstellelemente sollen zusätzliche Dämpfung in das System einbringen.

Drei-Wege-Abgaskatalysatoren sind ein elementarer Bestandteil der Abgasnachbehandlung bei Ottomotoren und für die Einhaltung der immer anspruchsvolleren Abgasnormen unabdingbar. Da die Funktion des Katalysators an eine Mindesttemperatur gebunden ist (Light-Off-Temperature), muss diese möglichst rasch erreicht werden. Infolgedessen werden Drei-Wege-Katalysatoren näher am Motor im Abgasstrang verbaut. Der Vorteil des schnellen Aufheizens durch den motornahen Einbau führt aber auch zu gesteigerten thermischen Belastungen des Katalysatormonolithen durch örtliche und zeitliche Temperaturdifferenzen. Die daraus resultierenden Spannungen können durch Rissbildung zu einer Zerstörung des Katalysatormonolithen führen. Im Rahmen dieser Arbeit werden potentiell kritische Temperaturdifferenzen sowohl mittels konventioneller als auch mit zeitlich hochauflösender Strahlungstemperaturmesstechnik experimentell erfasst. Mithilfe eines Katalysator-Temperaturmodells wird zusätzlich zu den experimentell erfassten Messdaten auch eine berechnete Temperaturverteilung analysiert. Mittels theoretischer Betrachtungen von thermisch induzierten Spannungen werden die Ergebnisse hinsichtlich ihres Schädigungspotentials auf den Katalysator bewertet. Durch Identifizierung der kausalen Zusammenhänge zwischen motorischen Parametern und gemessenen Temperaturen werden Lösungsvorschläge für eine Begrenzung der belastenden Einflüsse entwickelt. Auf diese Weise kann die Lebensdauer des Katalysatormonolithen verlängert werden.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der unerwünschten Geräuschentstehung an Bremssystemen im Kraftfahrzeug. Der unstetige Übergang von Haft- zu Gleitreibung an Scheibenbremsen führt zu niederfrequenten Schwingungen. Diese werden über das Bremssystem, das Fahrwerk und die Karosserie in Form von Körper- und Luftschall als Knarzgeräusche in den Fahrzeuginnenraum übertragen. Im Rahmen der erstellten Arbeit werden diese reibinduzierten Schwingungen von Scheibenbremsen an einem Tribomodul-Prüfstand untersucht. Zur Erreichung eines grundlegenden Verständnisses über die Erzeugung von Knarzphänomenen werden Modalanalysen durchgeführt. Dabei gilt es herauszufinden, welchen Einfluss die Eigenfrequenzen des Schwingsystems auf das Knarzgeräusch haben. Zusätzlich werden Schwingungsanalysen bei einer differenzierten Betrachtung verschiedener Einflussparamter auf das Losbrech- und Reibwertverhalten an einem Hinterachsbremssattel mit einer Graugussscheibe aufgenommen. Im Anschluss daran erfolgen Versuche, bei denen die Graugussbremsscheibe durch eine Glasscheibe ersetzt wird, mit dem Ziel, Reib- und Schwingvorgänge innerhalb der Kontaktfläche zwischen Bremsscheibe und Reibbelag zu visualisieren. Dazu wurden gleichzeitig die Schwingformen von mehreren Bauteilen des Tribomoduls mit einem Laser-Vibrometer aufgenommen und die Bewegungsabläufe des Reibbelages auf der Glasscheibe anhand von Aufnahmen einer Hochgeschwindigkeitskamera näher betrachtet. Diese Visualisierung der Schwingvorgänge soll dazu dienen, Knarzeffekte und deren Entstehung besser zu verstehen. Aus den Erkenntnissen der Untersuchungen wird letztendlich im Rahmen dieser Masterarbeit eine Prüfprozedur erstellt, welche die Aufnahme und Interpretation der Knarzphänomene an verschiedenen Reibbelägen ermöglicht. Die aufgezeichneten Messergebnisse werden nach speziell erarbeiteten Bewertungskriterien softwaregestützt ausgewertet und analysiert. Diese Kriterien sind ein Vorschlag, um verschiedene Reibbeläge bezüglich deren Knarzanfälligkeit untereinander zu vergleichen und schließlich eine Bewertung durchzuführen.

Das zum Standard in der Automobilentwicklung und -erprobung gehörende Hardware-in-the-Loop Verfahren soll insofern erweitert werden, dass Prüfstände verschiedener Regime eingebunden werden, statt nur ein Einzelsystem. Dazu sollen an der TU Ilmenau räumlich getrennte verschiedene Prüfstände untereinander und mit einer Echtzeitsimulation verbunden werden. Das Ziel der Arbeit ist es, die Strategie zur Vernetzung dieser zu entwickeln. Um die Strategie zu testen und zu entwickeln, werden die Prüfstände simuliert. So umfasst die Ausarbeitung die Simulation eines Schwungmassenbremsenprüfstands und dessen UDP-Kommunikation mittels Simulink für eine dSpace Autobox als Rechenplattform. Weiterhin wird eine Integration der Netzwerkkommunikation in eine standard CarMaker-Simulation und in eine mittels speziellen Reifenmodells ein Rollenprüfstand abbildende CarMaker-Simulation mit Hilfe von eingefügten C Funktionen realisiert. Dies umfasst eine Migration auf ein Xenomai-Echtzeitsystem. Zuletzt wird die Tauglichkeit der Vernetzungsstrategie bezüglich Störanfälligkeit und Echtzeitfähigkeit erprobt. Das Ergebnis ist eine weiche Echtzeitfähigkeit mit Antwortverzögerungen von kleiner oder gleich drei Millisekunden und Verlust von unter 0,2 Prozent der Nachrichten.

Auf Grund steigender Anforderungen an die Effizienz von Fahrzeugantrieben etablieren sich vermehrt hybride Antriebskonzepte, bei denen ein Verbrennungsmotor mit einer elektrischen Maschine kombiniert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neu entwickeltes Hybridmodul betrachtet, durch dessen Integration in einen konventionellen Antriebsstrang ein parallel-hybrides Antriebskonzept realisiert werden soll. Ein Hauptelement dieses Hybridmoduls stellt die Trennkupplung dar, die es ermöglicht, den Verbrennungsmotor im rein elektrischen Fahrbetrieb von dem Antriebsstrang abzukoppeln. Das im betrachteten System als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführte Schaltelement ist in diesem Fahrzustand geöffnet. Innerhalb des tribologischen Systems einer solchen öldurchströmten geöffneten Lamellenkupplung entsteht ein Verlustdrehmoment, das als Schleppmoment bezeichnet wird. Dieses wirkt sich direkt negativ auf die Reichweite im elektrischen Fahrbetrieb aus. Ziel ist es deshalb, diese Kupplung hinsichtlich eines minimalen Schleppmoments zu optimieren. Der Fokus der vorliegenden Bachelorarbeit liegt auf der systematischen Untersuchung des Einflusses verschiedener Designvarianten der nasslaufenden Lamellentrennkupplung auf die Höhe des resultierenden Schleppmomentes. Mittels Messungen an einem Hybridmodulprüfstand werden dabei vor allem neuartige Nutbilder der Belaglamellen sowie federnde Trennelemente zur aktiven Separierung der Lamellen erprobt. Für die Untersuchungen wird ein Prüfablauf entwickelt, der dazu dient, Schleppmomentwerte in Abhängigkeit des Einlaufzustandes der Lamellen und in verschiedenen Betriebspunkten der Kupplung (hinsichtlich Differenzdrehzahl, Kühlöltemperatur, Kühlölvolumenstrom) zu erfassen. Dafür werden zunächst an das betrachtete System angepasste Prüfparameter für die Schleppmomentmessung festgelegt. Zur Realisierung eines eingelaufenen Zustandes der Lamellen erfolgt zusätzlich die Definition der Parameter, die notwendig sind, um die Kupplungsbetätigung und den Startablauf des Verbrennungsmotors möglichst nah an der späteren Fahrzeuganwendung am Prüfstand nachzubilden. Abschließend erfolgt eine vergleichende Gegenüberstellung und Bewertung der an den jeweiligen Kupplungsaufbauvarianten gemessenen Schleppmomente. In Relation zu dem Referenzaufbau zeigt sich bei einigen Designvarianten betriebspunktabhängig eine geringfügige Schleppmomentreduzierung.

Bevor Fahrzeuge das Werk verlassen und in Kundenhand gelangen, werden diese Fahrzeuge ausgiebig auf Produktionsfehler überprüft. Die Endkontrolle zur Absicherung der Montage und Dichtheit der Leitungen des Ansaugtraktes gestaltet sich bisher als sehr arbeitsintensiv und aufwändig. In der vorliegenden Masterarbeit wird untersucht, ob ein Verfahren zur Prüfung des Ansaugtraktes auf Leckagen bei der Endkontrolle von Fahrzeugen realisiert werden kann, das mit Hilfe der motoreigenen Mess- und Regelsysteme eine automatische und somit vereinfachte Prüfung erlaubt. Dazu werden zuerst verschiedene Hypothesen aufgestellt, wie eine solche Prüfung auf Leckagen im Ansaugtrakt aussehen kann. Anschließend werden diese Hypothesen mit Hilfe von Versuchen überprüft. Die aus den Versuchen gewonnenen Erkenntnisse werden als Handlungsempfehlung für ein späteres Serienkonzept zusammengefasst.

Das Geräusch- und Schwingungsverhalten nimmt einen immer größeren Stellenwert bei der Beurteilung des Gesamteindrucks eines PKWs durch den Kunden ein. Diesbezüglich wurde speziell der Bedarf einer neuen Methodik für eine detaillierte Systembewertung der Radbremse hinsichtlich des Schwingungs- und Geräuschverhaltens ermittelt. Als Erweiterung der bestehenden Matrix-Prüfstandsversuche wurden Ansätze gewählt, die modalen Eigenschaften des Schwingungssystems zur Bewertung der Robustheit zu nutzen. Aufgrund der besonderen Anforderungen im Betrieb von Bremssystemen ist eine angepasste Prüfmethode zur Erfassung der modalen Parameter erforderlich, welcher sich diese Arbeit widmet. Anhand der maschinenakustischen Messkette werden experimentelle und theoretische Vorbetrachtungen getroffen, welche die Prüfmethodik der Modalanalyse an das nichtlineare und zeitinvariante Verhalten eines Radbremssystems anpasst. Darauf aufbauend wird ein Programmablaufplan entwickelt und abschließend eine beispielhafte Messung durchgeführt.

In der Antriebstechnologie von Personenkraftwagen spielen auch in Zukunft Verbrennungsmotoren eine primäre Rolle. Gleichzeitig werden die gesetzlichen und gesellschaftlichen Anforderungen an die Motoren hinsichtlich Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit und steigender Leistung immer größer. Diese Ziele werden durch konsequente "Downsizing-Strategien" verfolgt, welche hohe Leistungsdichten bei niedrigen Kraftstoffverbräuchen realisieren sollen. Eine lukrative Methode die Energieeffizienz eines Verbrennungsmotors zu erhöhen ist die Optimierung von Nebenaggregaten durch die Verringerung derer Reibleistung im verbrennungsmotorischen Betrieb. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Belastungen, die auf das Downsizing-Konzept der kennfeldgeregelten Tandempumpe, ein geometrischer Zusammenschluss der Öl- und der Unterdruckpumpe, wirken. Hierfür werden alle relevanten bisher getätigten simulativen Ermittlungen zusammengefasst und Anforderungen an eine Messelektronik definiert, die im verbrennungsmotorischen Betrieb am Vollmotorprüfstand und im Fahrzeugbetrieb das Drehmoment und die Drehzahl an der Tandempumpe hochdynamisch erfassen kann. Nach der Auswahl einer geeigneten Messmethode über eine technische und wirtschaftliche Bewertung wurde die Elektronik in Zusammenarbeit mit einem Entwicklungspartner entwickelt und hergestellt. Durchgeführte Strukturmechaniksimulationen der Messelektronik sichern die Festigkeit der Konstruktion für die kritischen Betriebszustände ab. Nach der Validierung der entwickelten Messelektronik wird aufbauend eine Betriebslastmessung an einem Verbrennungsmotor am Vollmotorprüfstand geplant, durchgeführt und ausgewertet. Für die Prüfplanung und die Entwicklung eines Prüfprogramms werden Vorsorgeuntersuchungen am Komponentenprüfstand der Tandempumpe durchgeführt und ausgewertet sowie schon getätigte Mehrkörpersimulationen der Belastungen analysiert. Die Auswertungen der Betriebslastmessung veranschaulichen die real existierenden Belastungen auf die Tandempumpe im verbrennungsmotorischen Betrieb und geben Rückschlüsse auf deren Einflussparameter sowie einen Ausblick auf künftige Weiterentwicklungen, insbesondere im Hinblick auf die Robustheitssteigerung des Rotorsatzes der Tandempumpe.

Das Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau ist seit 2015 mit einem Vierrollenprüfstand ausgestattet, welcher neben herkömmlichen Prüfstandversuchen auch x-in-the-loop Anwendungen ermöglichen soll. Neben wissenschaftlichen Mitarbeitern arbeiten auch Studenten mit dem neuen System. Diese Arbeit stellt einen Einstieg in die Nutzung des Prüfstands dar. Im Rahmen der Arbeit werden Ausrollversuche auf einem Testgelände, sowie erste Vorversuche zur Inbetriebnahme eines PKW auf dem Prüfstand unternommen. Weiterhin werden mögliche Fehlerquellen bei der genaueren Untersuchung am Reifen im Zusammenspiel mit dem Gesamtfahrzeug im Zuge von Ausrollversuchen identifiziert. Es werden Lösungsansätze zur Vermeidung von Störungen der Messungen erarbeitet. Ein Schwerpunkt der Forschung am FG Kraftfahrzeugtechnik ist die Analyse des Verhaltens von PKW-Reifen bei verschiedenen Reifenfülldrücken. Langfristig sollen so Systeme entwickelt werden, die das Reifenverhalten situativ anpassen können. Um diese zum Teil schon als Prototypen vorhandenen Systeme testen zu können, ist der Einsatz des Rollenprüfstands als elementarer Bestandteil der Forschung ein Ziel. Daher wurde der Parameter Reifenfülldruck gewählt, um zu untersuchen, welchen Einfluss die Änderung eines Parameters auf dem Rollenprüfstand auf Ausrollversuche hat. Konkret wird untersucht, welchen Einfluss die Änderung des Rollwiderstandes durch Änderung des Reifenfülldrucks auf die Ausrollkurve eines ansonsten unveränderten Fahrzeuges auf dem Prüfstand hat. Es wird näher auf die möglichen Ursachen von Ungenauigkeiten in der Erfassung von Daten im Realfahrbahnversuch und Prüfstandversuch eingegangen. Weiterhin sollen Vorschläge zur Eliminierung von Messungenauigkeiten erarbeitet werden.

Zur Untersuchung der Effizienz eines landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses im Ackerbau wird ein Simulationsmodell zur Darstellung des Energieflusses vom Motor zum Arbeitsgerät aufgebaut. Für das Gesamtmodell wird im Rahmen dieser Arbeit mit Hilfe der physikalischen Modellbildung ein Simulationsmodell zur Abbildung des Wirkungsgrades entlang der Drehmoment-Übertragungsstrecke eines stufenlosen, hydrostatisch-leistungsverzweigten Getriebes erstellt. Dazu werden nach dem Vorbild eines existierenden Getriebes verlustbehaftete Maschinenelemente und Komponenten identifiziert. Hierzu gehören im Besonderen Zahnräder, Kupplungen, Lager, Dichtungen sowie die Hydrostatik. Die wirkungsgrad-mindernden Effekte dieser Bauteile werden durch mathematische und physikalische Gleichungen in Komponentenmodellen beschrieben, sodass eine Bibliothek von Subsystemen zur Abbildung der Verluste von Maschinenelementen und hydraulischen Komponenten entsteht. Mit Hilfe dieser Bibliothek wird die Kinetik und Kinematik des Getriebes simulativ nachgebildet. Die berechneten Verlustleistungen aus dem Simulationsmodell werden anhand von Prüfstandsmessungen des realen Getriebes verifiziert.

Im Entwicklungsbereich werden oftmals praktische Versuche an Prüfständen zur Untersuchung des Verhaltens diverser Aggregate durchgeführt. Um hierbei möglichst kostengünstig und platzsparend vorzugehen werden Komponentenprüfstände eingesetzt. Diese Arbeit behandelt die Konzeption eines derartigen Prüfstandes unter Verwendung einer Wirbelstrombremse. Zu Beginn werden im Bereich der Antriebseinheit grundlegende Arten elektrischer Maschinen hinsichtlich ihres Aufbaus und deren Funktion erläutert, daraus für den Prüfstand relevante Fakten zusammengefasst und mit diesem Wissen eine Antriebseinheit entsprechend der Last mitsamt benötigter Peripherie aus dem am Markt vorhandenen Sortiment ausgewählt. Bei der Auswahl findet ein Vergleich zwischen der Wahl eines Elektromotors und eines Elektrowerkzeugs in Kombination mit einem Getriebe, mit Fokus auf Kosten und Leistungsfähigkeit, statt. Im Anschluss wird grundlegendes Wissen über Wirbelstrombremsen dargeboten, daraus die für den Einsatz am Prüfstand am besten geeignete Art ausgewählt und Gründe für deren Verwendung in dieser Arbeit erläutert. Des Weiteren findet die begründete Auswahl einer Wirbelstrombremse, die mit 100.000 1/min betrieben werden kann, mit allen benötigten peripheren Komponenten inklusive Mess- und Regelungstechnik, in Folge von Vergleichen der Produkte aus den Sortimenten, der aus der Recherche über potentielle Firmen stammenden Ergebnisse, statt. Folgend wird darüber hinaus notwendige Peripherie für die Wirbelstrombremse und für das Gesamtsystem des Prüfstandes, sowie die verwendete Messsensorik und sicherheitsrelevante Elemente, beschrieben und ausgewählt. Abschließend ist nach der Auflistung der Gesamtkosten für die Realisierung des Kleinprüfstandes das Fazit der Arbeit formuliert. Anstelle der vollständigen Konstruktion einzelner Elemente wird, falls möglich, auf vorgefertigte Komponenten zurückgegriffen.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Konstruktion einer starren 12-Tonnen-Anhängerachse mit integrierten und definierten Anbindungsstellen für Zusatzkomponenten, wie kundespezifische Federaggregate und Radgrößen. Zu Beginn wird der aktuelle Entwicklungsstand auf dem europäischen Markt und von firmeninternen Anhängerachsen mit Federeinbindungen ausgearbeitet. Anforderungs- sowie Rahmenbedingungen wurden in Anforderungslisten unter Berücksichtigung verschiedener Aspekte systematisch erfasst. Anschließend wurde der Achskörper und darauf folgend dessen Bremssystem mittels Auswahlverfahren und Berechnungsgrundlagen dimensioniert und konstruiert. Das Verhalten der Achse im Belastungsfall wurde mittels Autodesk Inventor Professional 2014 simuliert. Durch die Wahl der Radlagerung und der Montagestrategie wurde die 12-Tonnen-Starrachse eines gezogenen Fahrzeuges komplettiert. Zum Abschluss wurden zusammenfassend die betrieblich geforderten und in der Arbeit festgehaltenen Anbauteile und Erweiterungsmöglichkeiten visuell, 3-dimensional mittels Autodesk Inventor Professional 2014 dargestellt und ausgewertet.

Die Vermeidung von Störgeräuschen nimmt in der Automobilentwicklung immer mehr an Bedeutung zu. Insbesondere das Bremsenquietschen wird durch die hochfrequenten Schalldrücke als besonders unangenehm empfunden. Ziel dieser Arbeit ist es, die vorhandenen Bremsengeräuschprüfprogramme der BMW Group zu überprüfen und mittels Recherche der aktuellen Randbedingungen und Aufnahme von Fahrprofilen ein neues Prüfprogramm zur Detektion von Bremsenquietschen zu entwickeln. Hierfür werden auf Grundlage aktueller Studien und Fachliteratur die Randbedingungen der neuen Absatzmärkte, die klimatischen Bedingungen, Verkehrsaufkommen, Kundenverhalten und gesetzlichen Anforderungen untersucht. Zum Abgleich mit den vorhandenen Prüfprogrammen und zur Analyse der Auswirkung der äußeren Einflüsse sowie der Fahrzeugparameter werden erneut Fahrprofile aufgenommen. Die äußeren Einflüsse setzten sich aus dem Verkehr in der Stadt und dem Einfluss verschiedener Fahrer zusammen; die Fahrzeugparameter bestehen aus dem Einfluss der Fahrzeugmasse, der Bremsendimensionierung bzw. geometrischen Größen und der konstruktive Maßnahmen zur Kühlung. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden unter Einbezug gesetzter Anforderungen zum neuen Prüfprogramm zusammengefasst. Abschließend wird das neue Bremsengeräuschprüfprogramm am Prüfstand validiert und mit Ergebnissen aus dem Fahrversuch verglichen.

Aufgrund der kontinuierlichen Verschärfung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte für Kohlendioxid, Stickoxide und Partikelemissionen und der gleichzeitigen Forderung nach einer deutlich höheren spezifischen Leistung der Dieselmotoren zukünftiger Kraftfahrzeuge werden die Ansprüche an das in großer Breite eingesetzte Common-Rail-System aktuell immer größer. Um die Erfüllung der Anforderungen ermöglichen zu können, muss eine deutliche Steigerung des vorhandenen Systemdrucks umgesetzt werden. Hierdurch resultiert allerdings eine Erhöhung der Schaltkräfte und damit des Spannungsbedarfs eines Injektors. Dieser steht jedoch im Konflikt mit der durch das Steuergerät maximal lieferbaren Spannung, da die Spannung bei dem vorgesehenen Druck die vom Steuergerät vorgegebene Grenze übersteigt, weshalb es hierfür einer Lösung bedarf. Die Vorzugsvariante zur Reduzierung der benötigten Schaltkraft stellt die in dieser Arbeit behandelte Lösung der Reduzierung des Sitzdurchmessers des im Injektor vorhandenen Schaltventils dar. Hierzu wird im Zuge der vorliegenden Niederschrift zunächst mithilfe theoretischer Abschätzungen der Spannungsvorteil gegenüber bestehenden Schaltventilvarianten bestimmt und daraufhin mit vorhandenen Musterteilen zukünftiger Injektorgenerationen Versuche zur Bestimmung des vorhandenen Spannungsbedarfs durchgeführt. Darüber hinaus wurden außerdem die hydraulischen Eigenschaften verschiedener Schaltventildesigns vermessen und daraufhin verglichen. Weiter wurde innerhalb der Arbeit die Messung des hydraulischen Ventilsitzdurchmessers zur Überprüfung der Musterteile eingeführt. Abschließend erfolgten eine statistische Bewertung der ermittelten Ergebnisse und die Empfehlung einer Vorzugsvariante bezüglich des gesetzten Ziels der Spannungsreduzierung.

Diese vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeption eines schaltbaren Stellglieds im Ventiltrieb eines 4-Zylinder Ottomotors in Verbindung mit einer schaltbaren Nockenwelle. Die Aufgabe dieses schaltbaren Stellglieds soll die Ermöglichung einer Zylinderabschaltung sein, welches gleichzeitig als schaltbares hydraulisches Ventilspielausgleichselement ausgeführt sein soll. Eine Problemstellung umfasst hierbei der geringe zur Verfügung stehende Bauraum. Für die Erarbeitung werden zunächst die relevanten Grundlagen im Bezug auf die Zylinderabschaltung und den Ventiltrieb gesetzt, woraufhin die Konzeptionierung des Stellgliedes folgt. Zu Beginn der Entwicklungsphase werden die für die Gesamtfunktion benötigten Teilfunktionen und deren Zusammenwirkung mit funktionsrelevanten Umgebungsparametern herausgearbeitet und in einer Anforderungsliste weiter präzisiert. Hierauf folgt eine Untersuchung des Bauraumes bei dem vorgegebenen Motor. Die Integration und Untersuchung zweier bereits entwickelter schaltbarer hydraulischer Ventilspielausgleichselemente in den angeführten Motor bilden den Abschluss der Ventilsteuerungsanalyse. Vor einer grafischen Darstellung werden mit Hilfe einer Kombinationstabelle alle möglichen Lösungen, der in der Gesamtfunktion erarbeiteten Teilfunktionen, aufgeführt und miteinander variiert. Aus der Kombinationstabelle ergibt sich eine mögliche Kombination, die wiederum durch unterschiedliche Anordnungen und Ausführungen in vier Lösungskonzepte mündet und daraufhin bewertet werden. In dem darauf folgenden Resultat wird die beste der dargestellten Lösungen herausgestellt und Aufgaben für eine Weiterentwicklung des Konzepts wiedergegeben.

In dieser Arbeit wird die Umsetzbarkeit der Strömungssimulation eines Gesamtfahrzeugs mit konvektivem Wärmeeintrag mit der frei verfügbaren Software OpenFOAM geprüft. Dazu wird ein Referenzmodell für verschiedene Lastfälle sowohl mit OpenFOAM, als auch mit dem etablierten CFD-Löser VECTIS simuliert und ein Vergleich der Ergebnisse durchgeführt. Das Tool wird anschließend unter dem Aspekt der Abbildung der Strömungsphysik sowie der Performance und Handhabung bewertet. Es zeigt sich, dass OpenFOAM grundsätzlich für die thermische Gesamtfahrzeugsimulation geeignet ist und die Verwendung hinsichtlich des Zeitaufwandes Vorteile mit sich bringt. Vor einem produktiven Einsatz ist jedoch eine umfangreiche Validierung notwendig.

Nach der europäischen Emissionsrichtlinie soll der CO2 - Ausstoß von PKWs ab 2020 im Flottenmittel auf 95g/km sinken. Gute Ansätze zur Erreichung dieses Ziels sind bei der ottomotorischen Brennverfahrensentwicklung heute bereits erkennbar, wobei die Entdrosselung durch Downsizing in Kombination mit Ladungsverdünnung eine Hauptrolle spielt. Die sichere Entflammung dieser mageren oder verdünnten Kraftstoff-Luft-Gemische stellt allerdings hohe Anforderungen an das Zündsystem. Denn bei diesen Gemischen ist unter anderem ein höherer Energieeintrag der Zündsysteme notwendig. Dies können zwar Hochenergiezündspulen erreichen, allerdings sind sie durch die Durchschlagsfestigkeit der Zündkerzenkeramik bei der hohen Funkenspannung limitiert. Deshalb werden andere Zündsysteme entwickelt, die hierzu in der Lage sind. Außerdem muss beim Entzünden magerer oder verdünnter Gemische zum Zündzeitpunkt in unmittelbarer Umgebung zu den Elektroden entzündbares Gemisch vorliegen, weshalb in diesen Anwendungsfällen Raumzündungen gegenüber Punktzündungen im Vorteil sind. Ein Zündsystem, das für diesen Anwendungsfall geeignet ist, ist die Hochfrequenz-Zündung, die auf dem Phänomen der Korona-Entladung beruht. Diese gewährleistet durch den höheren Energieeintrag und durch die Ausbildung räumlich verteilter Flammenkerne nicht nur eine zuverlässige Entflammung des Gemisches, sondern kann durch das vergrößerte Zündvolumen auch zu einer höheren Brenngeschwindigkeit und damit zu einer effizienteren Energiefreisetzung beitragen. Wie konventionelle Zündkerzen besitzen auch die Zünder der Hochfrequenz-Zündung Elektroden, die in den Brennraum ragen und damit zündkerzenähnlichen Verschleißeffekten (Oxidation, Elektroerosion) unterworfen sind. In dieser Arbeit wurden geometrische Vergleichsparameter erarbeitet, anhand welcher die Auswahl der Elektrodengeometrie des Hochfrequenz-Zündsystems unter Berücksichtigung des Verschleißverhaltens durchgeführt werden kann. Hierfür wurden verschiedenen Elektrodengeometrien entworfen und über Simulationen, Druckkammerversuche und verschiedene Materialbearbeitungsversuche die geometrischen Parameter herausgearbeitet, die für die Korona-Qualität von Bedeutung sind. Ebenso wurde der Verschleiß anhand elektrischer und thermodynamischer Werte betrachtet und die Koronaqualität in Verbindung mit diesen Parametern gebracht.

Das Restbremsmoment einer Reibbremse ist ein unerwünschtes Moment, das bei nicht betätigter Bremse, also in der so genannten Offbreak-Phase, durch den Reibkontakt zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe entsteht. Hauptsächlich wird es bei schwimmenden Bremssattelkonstruktionen beobachtet und durch Wechselwirkung zwischen zu geringem Lüftspiel und dynamischem Runout erzeugt. Die hierbei erzeugte Verlustleistung wirkt sich negativ auf den Wirkungsgrad des Fahrzeuges aus, außerdem sind die zusätzlich auftretenden Verschleißeffekte unerwünscht. Um genauere Aussagen über die Entstehung, das Auftreten und die Größe des Restbremsmomentes treffen zu können, bietet sich die Forschung im Prüfstandsversuch an. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Messaufbau entwickelt, der an beide im Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik vorhandenen Schwungmassen-Bremsenprüfstände applizierbar ist. Zu Beginn werden, nach der Einarbeitung in die Thematik Restbremsmoment und -messung am Prüfstand, direkte und indirekte Messmethoden auf Prinzipebene diskutiert. Um den Stand der Technik zu erfassen, werden nähere Informationen zu kommerziell erhältlichen Systemen eingeholt und eine Patentrechereche durchgeführt. Des Weiteren werden Publikationen und Proceedings verschiedener Institutionen und Veranstaltungen gesichtet. Mithilfe der eingeholten Informationen wird eine Potentialanalyse verschiedener praxisnaher Konzepte durchgeführt und ein geeignetes Gesamtkonzept in Anlehnung an den konstruktiven Entwicklungsprozess gewählt. Die Auswahl und Auslegung der Komponenten erfolgt nach den in der Anforderungsliste festgelegten Parametern. Der Aufbau wird im CAD-Programm Catia V5 konstruiert. Das entwickelte Messsystem wird simulativ auf dynamische Eigenschaften im Betriebsfrequenzbereich, auf Spannungen und Verformungen untersucht. Abschließend wird das Messkonzept in vollständiger Ausführung vorgestellt. Dies beinhaltet den technischen Entwurf und alle Einzelteilzeichnungen, aber auch die vollständige Dokumentation der Auslegung. Das System hält Bremsmomenten von bis zu 4000 Newtonmetern stand und kann Momente bis zu 50 Newtonmetern mit einer Genauigkeit von +/- 0,35 Newtonmeter messen.

Im Zuge der Elektrifizierung der Mobilität ergeben sich durch den Einsatz elektrischer Radnabenmaschinen fundamentale Auswirkungen auf die Entwicklung von Fahrwerk und Antriebsstrang. Ein eigenständiges Konzept, dass sich einer grundlegenden Neubetrachtung verschreibt, sind sogenannte aktive Corner-Module. Aus einer Vielzahl von Gründen stellt die Reibbremse einen festen Bestandteil dieser Systeme dar. Die Forderung nach einer hochintegrierten Bauweise hat zur Folge, dass Geometrie und Funktion der Bremse erheblich beeinflusst werden. Ausgehend von Untersuchungsergebnissen eines Experimentalprototyps einer Perimeter-Bremse werden mit Hilfe der Finiten-Elemente-Simulation konzeptspezifische Eigenschaften von Perimeter-Bremsen herausgestellt und Gestaltungsrichtlinien für die innenumgriffene Bremsenbauart abgeleitet. Die Ergebnisse werden so formuliert, dass ein Baukasten für die Perimeter-Reibbremsauslegung entsteht, der eine Skalierung bezüglich Leistungsfähigkeit sowie eine Anpassung an die Bauraumverhältnisse verschiedener Maschinenkonzepte erlaubt. Als Ergebnis dieses Baukastens wird eine beispielhafte Konstruktion von Perimeter-Bremsen für verschiedene Anwendungsfälle durchgeführt und mit Hilfe der FEM-Simulation strukturoptimiert ausgeführt. Die Entwicklung findet in enger Zusammenarbeit mit der Maschinen- und Fahrwerksentwicklung statt, sodass abschließend die Radbremsintegration in aktive Corner-Module anhand unterschiedlicher Konfigurationsszenarien dargestellt und diskutiert werden kann.

Das Thema dieser Bachelorarbeit, welche am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau entstand, ist die Implementierung einer Reifenfülldruckregelanlage an einem Reifenmessanhänger zur mobilen Charakterisierung von Reifeneigenschaften. Ausgehend von einer Simulation des Pneumatiksystems, werden die hierfür erforderlichen Komponenten ausgewählt und am Reifenmessanhänger verbaut. Hierbei liegt der Fokus auf einer hochdynamischen Regelung, weshalb sich die Befüll- und Entleerzeiten des Reifens nahe einer Sekunde befinden sollen. Außerdem wird der Regelalgorithmus in dem Programmiersystem LabVIEW entwickelt und in die vorhandene Regeleinrichtung integriert. Daraufhin wird die Funktionalität der dynamischen Regelung des Reifenfülldrucks validiert und die Zeiten für den Druckaufbau/ -abbau mit den Simulationsergebnissen verglichen. Abschießend werden erste Versuchsfahrten mit dem Reifenmessanhänger zur Inbetriebnahme durchgeführt, um die Einflüsse der dynamischen Reifenfülldruckänderung auf die Eigenschaften des Reifens zu ermitteln.

Bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen gewinnen Reifendruckregelanlagen immer mehr an Bedeutung. Die gängigen Systeme zur Arbeitsluftversorgung im Nutzfahrzeug, die auch zur Versorgung des Druckluftbremssystems genutzt werden, führen aufgrund ihrer niedrigen Förderleistung zu langen Befüllzeiten. Eine Möglichkeit die Förderleistung zu steigern ist den Druck am Einlass des Kompressors bzw. Luftpressers zu erhöhen - ihn aufzuladen. Daher werden im Rahmen dieser Arbeit, nach einer Recherche zum Stand der Technik, mögliche Konzepte und Auswirkungen der Aufladung auf verschiedene Serienluftpresser untersucht. Ausgehend von analytischen Ansätzen wird eine detaillierte Matlab-Simulink Simulation eines Serienluftpressers und eine einfache Simulation des Verbrauchers erstellt. Damit werden sowohl die Änderungen von thermodynamischen als auch mechanischen Größen mit der Aufladung bestimmt und bewertet. Es werden dabei erforderliche konstruktive Maßnahmen und zu beachtende Punkte erläutert. Auf Basis dieser Arbeit können nun Prüfstandversuche durchgeführt werden.

Bei der Beurteilung des Gesamteindrucks eines PKWs nehmen das Schwingungs- und Geräuschverhalten bei Kunden einen immer größer werdenden Stellenwert ein. Durch wachsenden Zeit- und Kostendruck in der Entwicklung sind neue, innovative Verfahren zur Untersuchungen des Bremsenquietschens ohne lange Testzyklen zu entwickeln. Zur Systembewertung und Identifikation von Instabilitäten nutzen neue Ansätze Methoden der Modalanalyse. Ein Teil davon stellt eine zusätzliche Anregung der Radbremse dar. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Konzepten zur aktiven Anregung des Bremssystems während des Betriebs. In einem vereinfachten Prüfaufbau und in einer still stehenden Bremse werden die Konzepte auf ihre besonderen Anforderungen hinsichtlich verschiedener Einflussparameter, Störsignale und Datenauswertung untersucht. Abschließend werden die Konzepte im Betrieb der Bremse verwendet und die damit verbundenen Besonderheiten der Integration in eine Prüfmethode aufgezeigt.

Die Geräteträger der Firma Multicar verfügen über einen hydraulischen Nebenantrieb, um Arbeitsgeräte zu betreiben. Durch Fehleinstellung des Nebenantriebs können große hydraulische Verlustleistungen auftreten. Die TU Ilmenau hat ein Assistenzsystem für einen kommunalen Geräteträger entwickelt und aufgebaut, welches die Einstellung der Hydraulik automatisch optimiert. Um das Potential dieses Assistenzsystems zur Energieeinsparung nachzuweisen, wird der Kraftstoffverbrauch über ein Gregory Verbrauchsmesssystems aufgezeichnet und ausgewertet. Um weitere Kraftstoffverbrauchsdaten zu generieren, wird ein Arbeitsgeräte-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand in Betrieb genommen, über welchen die hydraulische Struktur und die Leistungsaufnahme realer Arbeitsgeräte simuliert werden kann. Die Simulationen werden sowohl im Standversuch als auch im Fahrversuch bezüglich ihres Kraftstoffverbrauchs vermessen. Die Messergebnisse des Fahrversuchs werden dazu verwendet, die Erkenntnisse des Standversuchs zu validieren. Die Analyse der Versuche zeigt, in welchem Maß das Assistenzsystem eine Effizienzsteigerung des Betriebs mit Arbeitsgeräten ermöglicht.

Die vorliegende Thesis mit dem Titel 'Untersuchung und prototypische Implementierung eines Verfahrens zur Erkennung natürlicher Sprache im Fahrzeug' wurde von Jan Tamme Huisinga vorgelegt. Die Fragestellung der Thesis bezieht sich auf die Untersuchung einer Implementierung für die automatisierte Speech-to-Text Konvertierung bei dem Prozess einer Messdatenerfassung im Fahrzeug mit multiplen Sprechern. Ziel ist es, die Audiodateien von Messungen automatisiert mit Hilfe einer Spracherkennung zu transkribieren. Diese Dateien entstehen während der Feldabsicherung von Fahrerassistenzsystemen in der Abteilung "Aktive Sicherheit" der Daimler AG in Sindelfingen. Es wird eine Open-Source Lösung angestrebt, welche mit einer kommerziellen Lösung der Firma Nuance verglichen werden soll. Die Verarbeitung von Sprache basiert auf mehreren Schritten. Als erstes wird das analoge Audiomaterial digitalisiert, um es anschließend mittels Fourier-Transformation im Frequenzbereich durch Merkmalsvektoren zu beschreiben. Durch diese Vektoren lassen sich Laute aus einer Audiodatei bestimmen, welche durch Wörterbücher und stochastische Grammatiken zu Wörtern gebildet werden können. Aus den Wörter kann mit einem Sprachmodell ein Satz gebildet werden. Als Open-Source Lösung wurde CMU Sphinx verwendet, welches Schritt für Schritt die einzelnen Komponenten für einen Spracherkenner erstellen kann. Bei den Tests stellte sich schnell heraus, dass die Umsetzung zwar möglich, allerdings aufgrund der wenig trainierten Sprachmodelle für die deutsche Sprache eine Umsetzung innerhalb der Bearbeitungszeit dieser Thesis nicht möglich ist. Zudem ist sie auch für die Daimler AG nicht von Nutzen, da kommerzielle Systeme immer eine deutlich bessere Performanz bieten. Mit dem Test-Tool Auster von der Abteilung "Speech Architecture and Concepts" wurde der Kommandoerkenner VoCon von Nuance getestet. Hierfür wurde eine Liste von 'keywords' angelegt und eine Transkription von einem Testset erstellt, wodurch Auster direkt die Erkennungsraten berechnen konnte. Außerdem wurden mit Auster noch weitere Tests mit einem Diktiererkenner, ebenfalls von Nuance, gemacht. Für diesen wurden die kompletten Sätze transkribiert und mittels Auster erneut die Erkennungsraten ermittelt. Um eine Aussage über die Einsetzbarkeit machen zu können, wurde ein Versuch während der Fahrt in einem Messfahrzeug durchgeführt, bei dem 200 Beispieläußerungen aufgesprochen wurden. Die Ergebnisse des Diktiererkenners bestanden aus durchschnittlichen Erkennungsraten von ca. 40%. Dadurch ist ein Einsatz unter den aktuellen Gegebenheiten nicht praktikabel. In Zukunft kann jedoch, durch die Verbesserung der Aufnahmequalität und der Verwendung eines angepassten Wörterbuches, eine Anwendung möglich sein.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Abstützungen von Abgasturboladern. Anhand der Auslegung einer Abstützung für eine einstufige Aufladegruppe eines Dieselmotors, wird eine neue Vorgehensweise zur Auswahl des Abstützkonzeptes erarbeitet und eine funktionierende Abstützung konstruiert. Im ersten Schritt werden die Bewegungsrichtungen des Abgasturboladers untersucht. Die Hauptanforderung an eine Abgasturboladerabstützung ist Wärmedehnung zuzulassen und Schwingungen zu reduzieren. Im nächsten Schritt werden sechs vereinfachte Abstützkonzepte entworfen und betrachtet. Im Folgenden werden vier dieser sechs Konzepte genauer konstruiert. Diese werden untersucht und bewertet, um Rückschlüsse auf die vereinfachten Konzepte ziehen zu können. Des Weiteren wird der Einfluss der Materialwahl auf die Eigenschaften einer Abgasturboladerabstützung bewertet. Zwei Konzepte, welche im Rahmen des entwickelten Auswahlprozesses das höchste Potential aufweisen, werden in der Folge nochmals konstruktiv verbessert und evaluiert. Die Berechnungen erfolgen im verwendeten CAD System. Es wird eine Empfehlung zur Verwendung einer der zwei Abgasturboladerabstützungen ausgesprochen. Abschließend wird ein Best Practice Guide zur Auslegung einer Abgasturboladerabstützung erstellt.

Der Untersuchungsstand von Bremsstaubpartikeln ist im Vergleich zu anderen Partikelquellen wenig analysiert. Aufgrund fehlender Standards kommen bei der Ergebnisfindung in Bezug auf die Charakterisierung von Bremsstaubpartikeln hinsichtlich ihrer Anzahlkonzentration, Größenverteilung, stofflichen Zusammensetzung und Toxizität unterschiedliche Methoden zur Anwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Stand der Technik und Forschung im Bereich der Partikelmesstechnik automobiler Scheibenbremsen analysiert. Hierzu wurden die in der Forschung eingesetzten Messgeräte und Prinzipien untersucht und in Bezug auf ihre Aufgabe, Funktion, ihr Messziel sowie hinsichtlich ihres spezifischen Anwendungsfalls analysiert. Des Weiteren wurde eine die Problematik von Bremsenemissionen betreffende Recherche zu Abhilfe- und Gegenmaßnahmen durchgeführt, auf deren Grundlage mögliche Minderungspotentiale und Handlungsspielräume aufgezeigt werden. Darüber hinaus wurden verschiedene Prüfzyklen für den Einsatz von Bremsstaubuntersuchungen verglichen und deren Anwendbarkeit im Kontext realer Fahrzeug- und Bremsenemissionen bewertet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Konzepten zur Erfassung von Reibkräften an Scheibenbremsen. Dafür werden zunächst die Grundlagen des Systems Scheibenbremse und zweier Prinzipien der Kraftmessung erläutert, sowie vorhandene Konzepte untersucht. Aus den dargestellten Vor- und Nachteilen, sowie den definierten Anforderungen, werden anschließend neue Konzepte für die Messung der Reibkraft erarbeitet, welche im Verlauf dieser Arbeit praktisch untersucht werden. Nach der Kalibrierung dieser Konzepte, nach ISO 376:2011, erfolgt die Validierung der Konzepte am nicht rotierendem Bremssystem. Anschließend erfolgen Untersuchungen am Bremsenprüfstand um zu ermitteln, wie sich die Konzepte unter realen Betriebsbedingungen mit rotierender Scheibe verhalten. Dabei wird auf den Verlauf der Reibkraft, bezogen auf das Bremsmoment, sowie auf die Reibkraftamplitude bei Anregung des Bremssystems eingegangen. Im letzten Teil der Arbeit wird eine Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse durchgeführt, die zusammen mit den vorangegangenen Versuchen klärt, welches Konzept für die Reibkraftmessung am geeignetsten ist. Dabei wird vor allem auf die Frequenz- und Temperaturabhängigkeit der Konzepte eingegangen.

Mit der vorangetriebenen Elektrifizierung des Automobils gewinnen neuartige Konzepte des Viertelfahrzeuges, so genannte aktive Corner-Module, zunehmend an Bedeutung. Sie beinhalten die Funktionen Antrieb, Bremse, Lenkung und Radaufhängung in einer kompakten, radnahen Baugruppe und ermöglichen dadurch neue Fahrzeugarchitekturen und -konzepte. In diesem Zusammenhang stellen elektrische Radnabenantriebe einen interressanten Ansatz zur Gestaltung der Antriebsfunktion dar. Diese machen durch einen hohen Grad der Bauraumintegration eine Umgestaltung des konventionellen Reibbremskonzepts notwendig. Eine mögliche Lösung dafür stellt die innenumgriffene Perimeterbremse dar. Im Gegensatz zur konventionellen Scheibenbremse umgreift der Bremssattel den hier radial außen angebundenen Reibring am inneren Umfang. Dies führt zu entsprechend veränderten Geometrien von Bremsscheibe und Sattel, welche die Gestaltung einzelner Funktionsgruppen aber auch das grundsätzliche Betriebsverhalten entscheidend beeinflussen. Die vorliegende Arbeit befasst sich vor diesem Hintergrund mit der Untersuchung von Komponenten und charakteristischen Eigenschaften der Perimeterbremse und soll auf dieser Basis Empfehlungen für die Auslegung geben. Im Fokus stehen dabei auch Skalierungseffekte, welche das Konzept Perimeterbremse kennzeichnen. Für diesen Zweck wurde ein modularer Experimentalprototyp entwickelt, welcher eine zielgerichtete Untersuchung ermöglichen soll.

Die Entwicklung von Personenwagen fokussiert heutzutage auf Effizienz, Kosten und Qualität. Qualität bedeutet auch die Abwesenheit von ungewollten Geräuschen. Geschliffene Radsätze haben viele Vorteile, sind aber meist benachteiligt im Vergleich zu geläppten Radsätzen, speziell bei geringer Last. Dieser Effekt tritt noch deutlicher hervor durch die zunehmende Hybridisierung der Antriebsstränge und die Anwendung von geschliffenen Kegelradgetrieben in gehobenen Fahrzeugklassen. Die Entwicklung von geschliffenen Kegelradgetrieben ist weit vorangeschritten und um weitere Potentiale zu heben, gilt es auch die Psychoakustik mit in die Entwicklung einzubeziehen, um den Geräuschproblemen entgegenzutreten. Die heutigen Maschineneigenschaften erlauben sehr gute Kontrollmöglichkeiten des Schleifprozesses und diese werden in der vorliegenden Arbeit genutzt um Modulationsprinzipien anzuwenden, die sich nicht nur auf die Makrogeometrie, sondern auch auf die Mikrotopologie beziehen, um die vorhanden Geräuscheffekte objektiv aber auch subjektiv akzeptabler zu machen. Mehrere Herangehensweisen, ausgehend von der Einbringung gezielter Teilungsfehler, über gezielte Oberflächenstrukturen mittels MicroPulse -Prozess, bis hin zur gezielten Beeinflussung des Ease-Off werden untersucht, wobei immer die Nutzung von Modulationsprinzipien Anwendung findet. Eine Literaturrecherche geht der Simulation und praktischen Anwendung voraus. Die gefundenen Potentiale werden beurteilt und Wege aufgezeigt, diese modifizierten Schleifprozesse in einem Produktionsumfeld umzusetzen.

In der vorliegenden Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen Reibleistung und akustischen Verhalten von Steuerkettentrieben untersucht. Im für das menschliche Ohr hörbaren Bereich, sowie im Ultraschallbereich werden Phänomene analysiert und Lösungsansätze zur Pegelzuordnung und Quantisierung erarbeitet. Ausgehend von den modalen akustischen Eigenschaften d.h. Eigenformen und Dämpfung der einzelnen Komponenten des Systemverbundes, wurden die wichtigsten Schall- und Schalltransferpfade identifiziert, sowie die wichtigsten Einflussparameter systematisch analysiert. Dabei wird die für die Schallabstrahlung im hörbaren Bereich von 20Hz bis 16kHz und im Ultraschallbereich größer 25kHz, mit spezieller Messtechnik an Komponentenprüfstanden untersucht. Die modellhafte Abbildung der Transferpfade und die bewusste Trennung von Kopplungswegen, macht die wichtigsten Ursachen und Kopplungswege analysierbar. Besonderes wird auf die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Reibleistung und Schallemissionen im Ultraschallbereich fokussiert. Der grundsätzliche Nachweis zur möglichen Quantifizierung von Reibung am Kontakt Kette zur Führungsschiene, ist wesentliche Voraussetzung für die Bewertung von Kettentrieben im realen Betrieb. Auch wird geprüft, ob die Messung der Schallemissionen im Luft- oder Körperschallbereich ein Verfahren zur Diagnose an Motoren in der Entwicklung und im Feld ermöglicht. Die dämpfenden Eigenschaft der eingesetzten Schienenmaterialien ist zu berücksichtigen. Kunststoffe besitzen bekanntlich eine hohe Dämpfung. Dies ist bei der Messanordnung d.h. der Wahl der Messpunkte bzw. bei der Anbringung der Sensoren zu berücksichtigen. Erste Messungen und Korrelationsversuche geben Aufschluss über die Größenordnung des Einflusses auf das Messsignal. Auch wird untersucht, ob eine Luftschallmessung im Ultraschallbereich in der Einsatzumgebung zielführend bzw. möglich ist. Eine Änderung der Spannkräfte der Führungsschiene am Komponentenprüfstand wird verwendet, um die Schallpegeln im Bereich des Ultraschalls mit der Reibleistung in Verbindung zu bringen. So ist es gelungen den Nachweis zu erbringen, dass signifikante Pegel im Bereich des Ultraschalls vorhanden sind. Diese scheinen ausreichend, um Reibleistung zu quantifizieren. Die Zusammenhänge müssen jedoch noch weiter untersucht und u.a. die entsprechenden mathematischen Verfahren zur Signalanalyse entwickelt werden. Die gefundenen Zusammenhänge der emittierten Schallleistung im hörbaren und Ultraschallbereich, kann nach den vorliegenden Erkenntnissen zukünftig zur Systemanalyse oder Diagnose z.B. in der Fertigung oder Motorenwerkstatt Verwendung finden. Auch werden die Übertragungseigenschaften der Bauteile bei hochfrequenten Anregungspegeln untersucht, da dies für die Bewertung der möglichen Diagnoseverfahren notwendig scheint. Untersuchungen zum modalen Verhalten der Kette und der Kettenführung, sowie die Kenntnis der Kopplungspfade in den Motorblock lassen eine Vorhersage des akustischen Verhaltens bereits in der frühen Prototypenphase eines Motors zu. Die durchgeführten Untersuchungen an Ketten und Führungen aus Feldrückläufern ergeben Erkenntnisse, die Rückschlüsse auf das akustische Verhalten von Ketten und Führungsbauteilen auch bei hohen Motorlebensdauern erlauben. Es wird aufgezeigt, dass der an vielen Dieselmotoren und fast allen Ottomotoren verbaute Klopfsensor grundsätzlich in der Lage scheint, Schallpegel die durch den Kettentrieb eingeleitet werden zu detektieren. Dies könnte bei entsprechender Signalverarbeitung und ggfs. Mustererkennung auch zu onboard Diagnosezwecken Verwendung finden.

In der vorliegenden Arbeit wird eine Systematik entwickelt, welche den Einfluss verschiedener Parameter auf das Ergebnis numerischer Wärmeübertragungssimulationen darstellt und vergleicht. Dies erfolgt am Beispiel der Aufheizphase eines Hochtemperaturthermoelements in einem Heißgasprüfstand. Dabei werden Randbedingungen zu Grunde gelegt, welche in einem aufgeladenen Otto-Motor zwischen Zylinderauslass und Turbolader auftreten können. Zur Berechnung wird das CFD-Programm ANSYS CFX genutzt. Ausgehend von einer definierten Standard-Simulation wird der Einfluss der Modellierung von temperaturabhängigen Materialdaten, von Wandrauigkeiten, von Wandwärmeverlusten am Prüfstand und von der Berücksichtigung der Wärmestrahlung auf die Sprungantwort des Sensors untersucht. Die durchgeführten Simulationen werden mit Messergebnissen des realen Prüfstands validiert. Dabei zeigt sich, dass eine temperaturabhängige Hinterlegung der Materialdaten unnötig ist. Ebenso zeigt die Modellierung der Wandrauigkeit bei den üblicherweise auftretenden Rauheiten praktisch keinen Einfluss auf die Sprungantwort des Sensors. Die Annahme eines adiabaten Prüfstandsmodells, also die Vernachlässigung aller Wandwärmeverluste, ist selbst bei schlechter realer Wärmedämmung des Prüfstandes zulässig. Dagegen ist die Modellierung der Wärmestrahlung aufgrund der hohen auftretenden Differenztemperaturen unumgänglich, wobei durch die geringe optische Dicke des Prüfstandsgases dessen Absorptionseigenschaften vernachlässigt werden können. Ebenso ist eine spektrale Untersuchung unnötig. Die durchgeführten Simulationen sind auf möglichst geringen Rechenzeit- und Speicherbedarf optimiert.

Die Steigerung der Effizienz von Verbrennungsmotoren führte in den letzten Jahren vermehrt zum Einsatz von Abgasturboladern. Diese Entwicklung steuerte zwangsläufig zu einer Steigerung der Abgastemperaturen bei, welche bis zur Grenze der Materialfähigkeiten ausgereizt wurde. Mit der Hilfe von Thermoelementen wird sowohl eine Messung als auch eine Regelung der Abgastemperatur möglich. Im Rahmen dieser Arbeit stand die Konzeptionierung einer Hochtemperaturmessstrecke bis ca. 800&ring;C Betriebstemperatur für neuartige Thermoelemente, welche sowohl die Funktion eines Temperaturfühlers als auch die gleichzeitige Anwendbarkeit als Dichtung vereint, im Fokus. Zu diesem Zweck wurde die Konstruktion, unter den Aspekten der Materialauswahl und Beschaffung, als auch einer möglichst ökonomischen Fertigung und späteren einfachen Bedienbarkeit, durchgeführt. Zur Unterstützung der Konstruktion eines Messmoduls zur Dynamikbestimmung von Thermoelementen wurde eine Strömungssimulation durchgeführt, welche die Art der Vermischung zwischen einer konstant heißen und einer sporadisch kalten Gasströmung simulierte.

Beim Bremsvorgang von Fahrzeugen kommt es aufgrund der Reibpaarung zwischen Belag und Scheibe zu einer Emission von Feinstaubpartikeln. Diese Partikel verteilen sich in der Umgebungsluft und stehen wegen der negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt in der Kritik. Ziel der vorliegenden Arbeit sind Messungen von Bremsstaubemissionen im realen Fahrbetrieb, sogenannte Onboardmessungen. In den hierfür notwendigen Voruntersuchungen werden erste wichtige Einflussfaktoren auf den Emissionsprozess erläutert. Auf Basis der hierbei gewonnenen Erkenntnisse erfolgt danach die Ausrüstung eines Fahrzeugs mit geeigneter Messtechnik. In der Auswertung der anschließenden Fahrversuche wird auf weitere Parameter eingegangen, die im realen Fahrbetrieb Einfluss auf die Bremsstaubemission nehmen. Zuletzt wird noch eine mögliche Messprozedur für Onboardmessungen vorgeschlagen sowie eine Bewertung der Einflussparameter vorgenommen.

Nach aktuellem Stand der Technik werden in der Entwicklung von Pkw-Radbremsen Methoden der Modalanalyse zur Bewertung des Schwingungs- und Geräuschverhaltens eingesetzt. Für neuartige Methoden der detaillierten Systembewertung bedarf es einer zusätzlichen Anregung der Radbremse. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Konzepten zur Schwingungsanregung von Bremssystemen. Dazu werden zunächst bestehende Systeme vorgestellt. Unter der Anwendung verschiedener Methoden der Produktentwicklung werden eigene Konzeptvorschläge erarbeitet und daraus Vorzugsvarianten bestimmt. Im Anschluss an die konstruktive Umsetzung werden diese im Einsatz an einem vereinfachten Versuchsaufbau und am Schwungmasssenprüfstand miteinander verglichen und bewertet.

Die vorliegende Bachelor-Arbeit befasst sich mit der Konzeptuntersuchung eines Reihenvierzylinder-Ottomotors, welcher als Längseinbau in ein Mittelklassefahrzeug eines deutschen Premiumautoherstellers verbaut werden soll. Der zu verwendende Motor wurde ursprünglich als Quereinbau für frontgetriebene Fahrzeuge der Kompaktklasse entwickelt. Die gegebenen Rahmenbedingungen für die Untersuchung wären zum einen das bestehende Reihenvierzylinder-Aggregat, ein manuelles Sechsgangschaltgetriebe, welches im Zielfahrzeug eine definierte Position besitzt und das Mittelklassefahrzeug, in welches der Ottomotor als Längseinbau integriert werden soll. Ziel der Arbeit ist es dabei einen maximalen Gleichteilumfang zum Quereinbau zu haben, um so aufgrund der erhöhten Stückzahlen eine Kostenersparnis zu erhalten. Wegen der geänderten Lage des Motors im Längseinbau ergeben sich nun verschiedene Änderungsumfänge, welche alle aufgezeigt, aber nur teilweise für ein Konzept hinreichend genau konstruiert werden sollen. Beim konstruktiven Ändern der Teilsysteme des Motors wird stets darauf geachtet Kollisionen zu vermeiden und die Bauraumrandbedingungen einzuhalten. Die in der Arbeit konstruktiv betrachteten Teilsysteme des Motors sind das Kurbelgehäuse, das Zwischengehäuse, die Ölwanne, bestehend aus einem Zwischenteil und einem Deckel, die Motorträger, das Ladeluftsystem, in welches ein motorseitiger Wasser-Ladeluftkühler integriert werden soll, der Riementrieb und die motornahe Abgasnachbehandlung. Die konzeptmäßig dargestellten Motorträger werden nach Abschluss der Konzeptarbeiten detailliert ausgestaltet und berechnet. Nicht betrachtet werden der Öl- und Wasserkreislauf, die Motorentlüftung, das Kraftstoffsystem und die Motorelektrik.

Eine erhöhte Abgastemperatur führt dazu, dass das Motormanagement mit Temperatursensoren im Abgasstrang diese Temperatur herunterregeln muss, um Bauteile wie zum Beispiel den Turbolader zu schützen. Dazu wird im Rahmen dieser Arbeit ein Thermoelement, welches zugleich ein Temperatursensor und Dichtung sein soll, mittels einer gekoppelten CFD-Strukturanalyse untersucht. Das Thermoelement liegt in vier verschiedenen Formen vor, welche miteinander verglichen werden. Dabei steht die Temperatur im Fokus der Simulationen, um die Funktion des Temperatursensors zu beurteilen. Diese Temperatur wird in der Strukturanalyse ermittelt, welche mit den Ergebnissen der CFD-Simulation gespeist wird. Außerdem wird auch die durch die Strömung verursachte Kraft auf die Messnase in die Strukturanalyse importiert. Die Verformung der Thermoelemente, besonders des Unterscheidungsmerkmals der Messnase, wird ebenso betrachtet. Anschließend werden die Messnasenformen ausgehend von den ausgewerteten Simulationen verglichen und bewertet.

In der Arbeit wird das Downsizing des Verbrennungsmotors in einem hybriden kommunalen Serienfahrzeug behandelt. Der erste Teil der Arbeit beinhaltet die technische Betrachtung der konventionellen Geräteträger. Weiterhin wird eine technische Analyse des seriellen Hybridfahrzeuges unter technischen, funktionellen und bauräumlichen Gesichtspunkten durchgeführt. Anschließend folgt eine Analyse des Leistungsbedarfes konventioneller Kommunalfahrzeuge auf Basis theoretischer und realer Daten. Die benötigte Leistung des Hybridfahrzeuges wird mithilfe dieser Daten bestimmt und die leistungsbezogene Dimensionierung des Verbrennungsmotors vorgenommen. Darüber hinaus wird ein geeigneter Verbrennungsmotor für den Range Extender im hybriden Triebstrang ausgewählt. Den Abschluss bildet die Konstruktion und Implementierung des ausgewählten Motors im Fahrzeug.

Seit fast zwei Jahrzehnten steht der Begriff des aktiven Corner-Moduls (CM) für ein neuartiges Antriebs- und Fahrwerkskonzept für Elektrofahrzeuge. In der Zwischenzeit wurden verschiedene CMs entwickelt, die vielversprechende Auslegungs- und Konfigurationskonzepte aufweisen. Dennoch werden derartige Systeme bisher in keinem Elektrofahrzeug serienmäßig eingesetzt. Zuletzt haben verschiedene Institutionen und Unternehmen ihre Forschungsaktivitäten wieder verstärkt auf CMs ausgerichtet. Am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau ist in diesem Zusammenhang die Projektgruppe Corner entstanden, die sich thematisch an das Arbeitspaket C2 der Forschergruppe PORT des Thüringer Innovationszentrums Mobilität (ThIMO) angliedert. Diese Projektgruppe beschäftigt sich mit der Systemkonfiguration von CMs und insbesondere der Entwicklung eines angepassten Reibbremskonzepts. Die Auslegung der Radaufhängung (RA) stellt ebenfalls einen Teil der Systemkonfiguration dar und soll im Rahmen der vorliegenden Arbeit behandelt werden. Basierend auf einem Benchmarking bestehender Konzepte und einer Systemanalyse des CM soll dessen globales Potential abgeschätzt werden. Da bisher keine allgemeine Definition für ein CM besteht, wird außerdem ein Definitionsansatz vorgestellt. Den Hauptteil der Arbeit bildet die Erarbeitung einer Auslegungsmethodik für Radaufhängungskinematiken von CMs. Ausgehend von einem bauraumbezogenen Ansatz soll die RA unter Einbezug aller Subsysteme des CM entwickelt werden. Die Einbindung in ein übergeordnetes Tool zur Ermittlung der Subsystemkonfiguration ist dabei ebenfalls vorgesehen. Anhand eines Fallbeispiels wird die Vorgehensweise zur Entwicklung der Radaufhängungskinematik vorgestellt und die RA bis zum Grad eines ersten virtuellen Prototyps detailliert. Abschließend wird eine Bewertung der entwickelten Auslegungsmethodik vorgenommen.

Ein kommunaler Geräteträger ist bisher mit einem hydraulischen System ausgestattet, welches die zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Arbeitsgeräte mit Energie versorgt. Messungen haben nun gezeigt, dass die Verluste, die dieses System generiert, nicht nur auf Grund von Fehlbedienung entstehen, sondern allgemein der mangelnden Effizienz geschuldet sind. Daraus resultiert, dass eine Umrüstung der Arbeitsgeräte basierend auf elektrischen Antrieben das größte Einsparungspotential bieten kann. Im Folgenden werden für einen Flachsilostreuer Konzepte erstellt, die die Entwicklung vollelektrischer Geräte vorantreiben sollen. Anschließend werden aus Katalogen von diversen Herstellern für die einzelnen Elemente Komponenten ausgewählt, die die Anforderungen so weit wie möglich erfüllen. Eine Tauglichkeit dieser Komponenten wird dann auch für andere Geräte geprüft. Daraus entsteht ein modularer Baukasten für verschiedene Anforderungen. Darauf aufbauend werden weitere Optimierungsansätze erläutert.

Der Einsatz von computerunterstützten Entwicklungsmethoden und Optimierungsverfahren im Produktentstehungsprozess ist mittlerweile unerlässlich, um die hohen Anforderungen an ein Bauteil zu erfüllen, die Entwicklungszeit zu minimieren und im Wettbewerb bestehen zu können. Bereits in der frühen Konzeptphase kann so ein großer Lösungsraum zur Suche nach optimalen Bauteilen betrachtet werden. Insbesondere für die Optimierung von Gussbauteilen stehen ausgereifte Methoden zur Verfügung. Mit dem zunehmenden Einsatz von Stahlblechkonstruktionen um Gewicht und Kosten einzusparen, wächst jedoch der Bedarf nach neuen Entwicklungswerkzeugen. Um die Entwicklung von Blechbauteilen in der frühen Konzeptphase zu erleichtern, wird in dieser Arbeit eine Methode für die Formoptimierung mithilfe von Morphing entwickelt. Anhand der Konzeptionierung eines Vorderachs-Hilfsrahmens werden die Möglichkeiten und Grenzen dieses Verfahrens untersucht. Es wird in der Lage sein, durch die Parametrisierung eines Startmodells vielseitige und komplexe Formvariationen zu generieren. Durch die Einbindung des Modells in einen Optimierungsprozess und die Ansteuerung der Parameter mit einem evolutionären Algorithmus werden die technischen Eigenschaften und das Gewicht des Hilfsrahmens verbessert. Aus den analysierten Ergebnissen werden wichtige Informationen zur optimalen Gestalt abgeleitet, die als Grundlage für eine Detailkonstruktion dienen können.

Bei der Auslegung von Fahrzeugbremsanlagen wird zunehmend auf Ergebnisse von virtuellen Berechnungsmodellen zurückgegriffen, um die Kosten sowie den Zeitaufwand, verursacht durch Fahr- und Prüfstandsversuche, zu verringern. Vor allem im Bereich Thermomechanik ist es von großer Bedeutung, verlässliche Aussagen aus den Simulationsergebnissen ziehen zu können. Da es sich bei der Simulation um eine Abbildung der Realität handelt, müssen die Annahmen und Randbedingungen die das Gesamtsystem beeinflussen, genau untersucht, ausgewählt und parametrisiert bereit gestellt werden. Um das thermische Verhalten von Bremssystemen abbilden zu können, ist die Beschreibung der Energiezufuhr, verursacht durch die Reibung zwischen Bremsbelag und -scheibe nötig. Mit Hilfe dieser Arbeit soll das bestehende Berechnungsmodell hinsichtlich der Energieeintragsverteilung über der Bremsscheibe verbessert werden. Da der Reibwert zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe entscheidend für die Wärmezufuhr ist, gilt es diesen möglichst genau nachzubilden. In der Realität schwankt der Reibwert innerhalb der Belagaufstandfläche auf Grund lokaler Temperatur-, Gleitgeschwindigkeits- und Flächenpressungsunterschiede, Dieser wird in aktuellen Berechnungsmodellen aber stark vereinfacht angenommen. Das Ziel der Arbeit ist es, ein Reibwertkennfeld aufzunehmen, welches verschiedene Kombinationen von Betriebszuständen beinhaltet um die Energieeintragsverteilung besser darzustellen. Beginnend mit Prüfstandsversuchen an einem eigens hierfür entwickelten Versuchsaufbau, wird zunächst ein solches Kennfeld aufgenommen. Im Anschluss daran werden die gewonnen Informationen in die Simulationsumgebung implementiert. Angewandt auf bestehende Berechnungsmodelle ergeben sich nun neue Temperaturverteilungen in der Bremsscheibe, welche mit den Ergebnissen bestehender Modelle verglichen werden. Zusätzlich werden Prüfstandsversuche am Gesamtsystem vorgenommen. Damit lassen sich die neuen Berechnungsergebnisse bezüglich der Temperaturverteilung validieren. Mit dieser Arbeit wird somit ein bestehendes Berechnungsmodell zur thermischen Auslegung von Bremsanlagen um einen lokalen Reibwert erweitert, um die Prognosegüte in der virtuellen Entwicklungsumgebung zu steigern.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Instrumentierung der Versuchsträger zur experimentellen Analyse von Arbeitsgeräten eines kommunalen Geräteträgers. Einleitend werden in einem theoretischen Teil die Grundlagen der Mobilhydraulik sowie der in der Hydraulik üblichen Messtechniken dargestellt. Hierbei wird besonderes auf die mobile Nutzung der Messtechnik geachtet. Auf Grundlage der vorgestellten Messmethoden werden die jeweils geeigneten Messmethoden zur Durchflussmessung, Druckmessung und Temperaturmessung sowie deren Auswertetechnik ausgewählt. Die Auswahl der Durchflussmessgeräte wird zudem durch eine Bewertungstabelle samt Wertempfindungstabelle, gestützt. Ergebnis dieses Auswahlprozesses sind drei Zahnrad-Durchflussmesser, sechs Dünnschicht-Drucksensoren, zwei Thermoelemente und die Erweiterung der NI Auswertetechnik um ein CAN-Bus-Modul. Diese Messtechnik wird in ein Messsystem implementiert, mit der graphischen Programmiersprache NI LabVIEW wird ein Messprogramm für dieses Messsystem erstellt. Durch erste Versuche am Geräteträger werden Kennfelder erstellt um erste Erkenntnisse zu erhalten. Im Weitern wird das Messsystem beispielhaft an einem Messaufbau eines Anbaugerätes beschrieben. Die Messtechnik wird dabei durch Versuche überprüft. Anhand dieses Messaufbaus wird beispielhaft der Messfehler ermittelt. Abschließend wird die Auswahl der Messtechnik bewertet.

Vor dem Hintergrund möglichst energieeffizienter Fahrzeuge, zunehmender Elektromobilität und neuartiger Hybridkonzepte steigen auch die Anforderungen an die Eingriffs- und Regelmöglichkeiten des Fahrzeugführers. Die Möglichkeit, verstärkt Energierückgewinnung zu betreiben, fordert die Regelbarkeit des Motorschleppmoments und damit der Rekuperationsstärke durch den Fahrer. Eine immer fortschreitende Entkopplung ehemals direkter, mechanisch verbundener Systeme bietet innovative Möglichkeiten der Systemauslegung wie kombinierte Fahr- und Bremspedale, weglose Pedale oder neue Pedalpositionen. Die Untersuchung und Optimierung dieser alternativen Pedalbedienkonzepte an einem Versuchsfahrzeug ist Kern dieser Arbeit. Es wurden Messungen zur Fußträgheit vorgenommen und intensive Untersuchungen an einem weglosen Bremspedal mit einer Probandenstudie durchgeführt, deren Ergebnis eine subjektiv als optimal empfundene, weglose Pedalkennlinie ist. Des Weiteren wurde ein System entwickelt, welches das Fahrpedal vom Motorsteuergerät entkoppelt und eine Verbindung von Fahrpedal und Bremspedal zur Steuerung der Fahrzeuglängsbeschleunigung ermöglicht. Hierzu wurde die Mechanik, Elektrik und Software untersucht, teilweise geändert und anschließend die Funktionalität getestet. Abschließend fanden Untersuchungen zum Umsetzverhalten in Notbremssituationen und an einem kombinierten Fahr- und Bremspedal statt. Ergebnis dieser Untersuchungen ist eine Aussage über die Abhängigkeit der Umsetzzeit von der Pedalposition sowie eine Aussage über die Reduktion von Pedalwechseln bei Nutzung eines kombinierten Pedals.

Im Zuge einer ganzheitlichen Betrachtung der anthropogenen Partikelemissionen aus Industrie und Verkehr ist eine genaue Untersuchung der Bremsanlage als Partikelquelle mit zunehmender Bedeutung bei Kraftfahrzeugen erforderlich geworden. Eine weiter steigende Relevanz ist durch umfassende Maßnahmen bei Abgasnachbehandlung und Elektrifizierung absehbar. Der durch das Funktionsprinzip konventioneller Fahrzeugbremsen anfallende Bremsstaub enthält Partikel, welche der Kategorie Feinstaub zuzuordnen sind. Aufgrund ihrer Größe und chemischen Zusammensetzung haben diese nachgewiesenermaßen umwelt- und gesundheitsgefährdende Konsequenzen. Die emittierte Partikelmasse, Partikelanzahl und ihre Größenverteilung variiert dabei je nach Lastkollektiv, Umgebung und Bauart beziehungsweise konstruktiven Randbedingungen. Zudem gestaltet sich die messtechnische Erfassung hinsichtlich Größenspektrum und Emissionscharakteristik als schwierig. Hierfür liegt ein Augenmerk auch auf der zeitlichen und räumlichen Auflösung der Messungen. Um weitgehend reproduzierbare, aussagekräftige Messergebnisse am Prüfstand zu erhalten, sind sinnvolle Vorgaben zu Prüfbedingungen sowie zum Prüfzyklus zu treffen. So sind Parameter wie Umgebungsbedingungen, Schwungmasse, Probenahmeposition und Fahrprofil genau zu beleuchten, festzulegen und zu tolerieren. Ziel ist eine objektive Bewertung und Vergleichbarkeit von Bremspartikelemissionen. Zu diesem Zweck werden zunächst die Einflussgrößen erörtert und die für Prüfstandsmessungen maßgebenden Faktoren identifiziert, insbesondere die den Messaufbau und die Messkonstellation betreffenden. Anschließend kann mit den Mitteln der statistischen Versuchsplanung eine Versuchsmatrix abgeleitet werden. Die Einflüsse der einzelnen Parameter auf das Emissionsverhalten werden am Bremsenprüfstand mit Hilfe einer speziellen Einhausung sowie verschiedenen bestehenden Prüfzyklen untersucht. Für eine bessere Vergleichbarkeit und Einordnung der Ergebnisse kommen bei den Messungen zwei unterschiedlich dimensionierte Bremsanlagen zum Einsatz. Im Rahmen der Untersuchung werden zusätzlich Einzelmessungen durchgeführt, in denen weitere Fahrzyklen betrachtet werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen folgen Rückschlüsse über Zusammenhänge und Wechselwirkungen der Einflussgrößen untereinander und die Formulierung von Vorgaben für die einzelnen Randbedingungen. Zuletzt ergeben sich Anregungen und Konsequenzen für einen möglichen neuen Prüfzyklus zur Bremspartikelmessung.

Großtraktoren wie der CLAAS Xerion können aus wirtschaftlichen und gewichtstechnischen Gründen nicht dauerfest dimensioniert werden. Um die Gefahr einer verkürzten Lebensdauer durch Getriebeschädigungen aus Überlastsituationen zu verringern, wird ein Berechnungs- und Auswertungsprogramm für das Getriebeausgangsdrehmoment beschrieben. Diese elektronische Überlastsicherung bewertet und analysiert permanent den Fahrzustand der Maschine. Die Analyse wird mit einer akkumulierten, bezogenen Momentanwertzählung durchgeführt und die daraus resultierenden Klassierergebnisse mit zwei Auswertungsmethoden untersucht. Sowohl der Berechnungsablauf als auch die beiden Auswertungsmethoden werden in Funktionserprobungen validiert und die Ergebnisse ausführlich dargestellt. Abschließend wird eine Auswertungsmethode als Vorzugslösung empfohlen und die erforderlichen Schritte für eine erfolgreiche Serieneinführung des Programms erläutert.

Im Zeitalter von Elektro- und Hybridfahrzeugen ist das Pedal- und Bremsgefühl entkoppelter Bremssysteme von großer Bedeutung. Der Anspruch in der Bremsenentwicklung liegt darin, dass dem Mensch als Fahrzeugführer ein authentisches Gefühl beim Bremsvorgang gegeben werden soll, um Sicherheit, Komfort, aber auch Wiedererkennungswert zu gewährleisten. In dieser Arbeit steht zum Einen die Erfassung und modellhafte Beschreibung der typischen Bremscharakteristik einer Fahrzeugklasse im Mittelpunkt und zum Anderen die Analyse vorhandener Konzepte eines Pedalgefühlsimulators, die simulativ geprüft und optimiert werden. Die Grundidee ist dabei, bestimmte Bremscharakteristika später in einer entkoppelten Bremsanlage realisieren zu können.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Gewichtsreduzierung im Automobilbau. Am Beispiel einer schaltbaren Wasserpumpe sollen nach einer umfassenden Recherche zum Stand der Technik mögliche Einsparpotenzial aufgezeigt und abgeschätzt werden. Teile mit hohem Einsparpotenzial werden hinsichtlich ihrer Belastungen und den daraus resultierenden Beanspruchungen untersucht. Die essentiellen Zusammenhänge werden analytisch dargelegt. Dabei wird auf die kritischen Stellen im Bauteil hingewiesen, um so eine Grundlage für zukünftige Konstruktionen zu schaffen. Zur Visualisierung und Unterstützung der theoretischen Grundlagen werden computerunterstützte Methoden verwendet. Ein großer Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei auf Untersuchungen mithilfe der numerischen Methode FEM. Die Optimierung der Bauteilgeometrie erfolgt auf Grundlage der Spannungsverteilung, infolge sich überlagernden Belastungen. Die Materialauswahl für das Bauteil mit dem größten Einsparpotenzial erfolgt auf Grundlage von leichtbauspezifischen Kenngrößen, mit dessen Werkstoffeigenschaften sich nachgehend befasst wird. Daraufhin wird die Geometrie des Bauteils, durch einen iterativen Abgleich zwischen vorhandenen Spannungen, Geometrie und Masse des Bauteils, optimiert.

Der Reibprozess zwischen Bremsbelägen und rotierenden Graugussscheiben basiert auf Gesetzmäßigkeiten der trockenen Reibung. Die Kenntnis über Struktur und chemische Zusammensetzung der sich bildenden Reibschicht zwischen den Reibpartnern ist von Bedeutung, da durch sie die Reibkraftübertragung determiniert wird. Diese Thesis zeigt die Möglichkeiten auf, mit welchen die Reibfläche von Bremsbelägen während einzelner Schlepp- und Stoppbremsungen mit einem Hochgeschwindigkeitsmikroskop auf unterschiedlichen Zeitskalen analysiert werden kann. Als Bremsscheiben dienen eine Borosilicatglasscheibe und eine segmentierte Graugussscheibe, in Verbindung mit konventionellen Bremsbelägen eines Kraftfahrzeuges. Ein REM/EDX-System findet für die chemische Charakterisierung der sich bildenden Reibschicht auf NAO- und ECE-Belägen Verwendung. Die Dynamik lokaler bremslastragender Plateaus wird nach einer Einlaufprozedur an drei Reibbelägen untersucht und im Kontext zu tribologischen Parametern diskutiert. Die Erkenntnisse geben Aufschluss über die belagspezifischen Entstehungs- und Zerstörungsmechanismen der Reibschicht.

Im Zuge der gesetzlich festgelegten Minderung der CO2-Emission wächst der Bedarf an Technologien, die eine Senkung der Flottenverbräuche ermöglichen. Großes Optimierungspotential ergibt sich hierbei durch die Verringerung des Rollwiderstandes der Kraftfahrzeugreifen, der einen erheblichen Anteil an den Fahrwiderständen haben und maßgeblich durch den Fülldruck beeinflusst wird. Eine neuartige dynamische Reifendruckregelanlage ist ein möglicher Ansatz zur Nutzung dieses Potentials. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Regelalgorithmus zur Reifendruckanpassung zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen. Ausgehend von einer Analyse des Fülldruckeinflusses auf die Reifeneigenschaften und einer energetischen Betrachtung der Regelanlage unter Verwendung verschiedener Druckluftquellen werden Tendenzen und Richtwerte für den Regler abgeleitet. Um diese theoretischen Untersuchungen durch Simulationen zu stützen, wird ein druckabhängiges transientes Reifenmodel erstellt. Dieses wird in der Matlab/Simulink-Umgebung des Fahrdynamik-Simulationsprogramms IPG CarMaker umgesetzt. Die Ergebnisse der Vorsimulationen werden für die Entwicklung des Regelalgorithmus herangezogen. Ergänzt wird der Algorithmus durch das Modell eines Kompressors im Fahrzeug zur Bereitstellung der benötigten Druckluft. Das Potential der Regelanlage für Kraftstoffeinsparungen wird anschließend in simulierten Fahrzyklen untersucht und durch nötige Optimierungsschritte und eine Übersicht über mögliche Einsatzgebiete ergänzt.

Der Reifen stellt bei einem Kraftfahrzeug die einzige Verbindung zwischen dem Fahrbahnbelag und dem Fahrzeug her. Daraus ergibt sich, dass die Reifeneigenschaften einen großen Einfluss auf die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs haben. Es ist von Vorteil für Simulationen, Messserien und die Entwicklung von Fahrzeugen, insbesondere von den Fahrwerkskomponenten im Voraus von diesen Kenntnis zu haben. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Thematik, wie Reifenkennlinien mit Hilfe von Reifenprüfständen aufgenommen werden können. Durch eine Analyse schon bestehender mobiler Reifenprüfvorrichtungen wird anschließend ein Konzept für einen Reifenmessanhänger entwickelt.

Für die Serienproduktion eines neuentwickelten, elektromechanischen Bremskraftverstärkers ist die trockene Funktionsprüfung geplant. Zusätzlich dazu wird in den Prüfständen eine Einstellung der charakteristischen Kennlinie vorgenommen. Daher ist es erforderlich den Hauptbremszylinder und die Bremsanlage im Prüfstand genau zu simulieren. Darunter fällt das Federpaket zur Nachbildung der hydraulischen Elastizität, aber auch die Umrechnung der gemessenen Federkraft in den resultierenden Druck. Der berechnete Druck wird als Regelgröße an das Steuergerät des Bremskraftverstärkers ausgegeben. In dieser Arbeit wird zur Inbetriebnahme des beschriebenen Verfahrens zuerst eine Analyse zwischen der bereits funktionsfähigen, hydraulischen und der trockenen Prüfung durchgeführt. Es wird eine genaue Vorgehensweise zur Zusammenstellung des Federpaketes und der Druckberechnung anhand hydraulischer Messungen des Hauptbremszylinders erarbeitet und in Form von Auswertungsskripten umgesetzt. Die ermittelten Erkenntnisse werden für den ersten in Serie produzierten Typ umgesetzt und am Prüfstand in Betrieb genommen. Die darauf folgenden, umfangreichen Messungen und Analysen zeigen die sehr genaue Übereinstimmung der trockenen Prüfung mit der hydraulischen Prüfung. Zur Beurteilung von Einflussgrößen werden außerdem verschiedene Parameter der Prüfung untersucht. Als Ergebnis dieser Arbeit kann die Prüfvorschrift der hydraulischen Prüfung nahezu identisch auf die trockene Prüfung übertragen werden. Weiterhin kann eine exakte Einstellung der Kennlinie auch in der serienbegleitenden Trockenprüfung durchgeführt werden. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse, entwickelten Methoden und erstellten Skripte ist der Übertrag der trockenen Prüfung auf weitere Typen bzw. allgemein auf Bremskraftverstärker schnell und problemlos möglich.

In dieser Arbeit wird ein Auslegungsinstrument in Matlab erstellt, das der Bestimmung der Getriebeparamater leistungsverzweigter Hybridfahrzeuge dient. Dabei wird zunächst auf den Aufbau des Antriebsstrangs eingegangen und wie dieser im Simulationsmodell umgesetzt ist. Das Simulationsmodell wird dabei auf die Grundkonfiguration eines VW Jetta Hybrid aufgesetzt, um einen Kreuzvergleich zu einem Parallelhybrid durchzuführen. Des Weiteren erfolgt die Identifikation und Implementierung einer passenden Betriebsstrategie. Die Wahl des passenden Betriebsmodus erfolgt dabei anhand eines kombinierten Wirkungsgrades der Einzelkomponenten. Darüber hinaus wird ein Schwerpunkt auf die Plug-In-Fähigkeit gesetzt. Darin enthalten ist die Möglichkeit die HV-Batterie zu skalieren und unterschiedliche Verbrauchsbestimmungsmethoden zu wählen. Abschließend erfolgt einerseits eine Bewertung der Antriebsstrangauslegungen und derer Ursachen. Andererseits wird ein Vergleich der Betriebs- und der Systemkosten durchgeführt, um die Wahl der HV-Batterie bewerten zu können.

In der Arbeit wird sich mit der Untersuchung der klimatischen Einflüsse auf die Reibschicht/Reibfilm und der Visualisierung der selben beschäftigt. Für den Einfluss der klimatischen Bedingungen wird versucht einige frühere Untersuchungen zu diesem Thema, gemäß der üblichen Einteilung, einer der typischen Klassen von Belägen zuzuordnen. Diesen wurde jeweils typische Verhaltensweisen zugeordnet und versucht deren Zusammenhänge darzulegen. Für eine weitere Betrachtung in Bezug auf den Einfluss von Nässe auf das Reibverhalten wurden zunächst die theoretischen Grundlagen geschaffen. Eine praktische Umsetzung hierzu ist nicht erfolgt, es wurden aber Vorschläge für spätere praktische Untersuchungen gegeben. Hierfür wurde im einzelnen ein möglicher Prüfplan geschaffen und vorgeschlagen, wie die Umsetzung einer Benässungseinrichtung aussehen könnte. Im Zusammenhang mit der Visualisierung der Vorgänge in der Reibschicht wurde eine Bremsscheibe mit Sichtfenstern konzipiert. Mit dieser ist es erstmals möglich, den Reibprozess in-situ bei Benutzung einer GG-Scheibe beobachten zu können. Der Nachweis der Belastbarkeit einer derart gestalteten Scheibe wurde mittels Versuchen, in deren Zusammenhang es um die Feststellung der möglichen Grenzbelastungen ging, bestätigt. Die Möglichkeit der zur Zufriedenstellung gereichenden Visualisierung wurde mittels Videobeweis erbracht.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Porosität in Reibbelägen. Einleitend werden die Grundlagen der Porosität erklärt und ein Überblick über den aktuellen Stand der vorhandenen Messtechnik gegeben. In diesem theoretischen Teil werden die komplexen Zusammenhänge der Porosität mit anderen physikalischen Eigenschaften des Reibbelages und deren Auswirkungen auf das Reibverhalten heraus gearbeitet. Besonderes Augenmerk wird auf den speziellen Zusammenhang von Porosität und Kompressibilität gelegt. Auf Basis der vorgestellten Messverfahren wird eine geeignete Messmethode ausgewählt und im Detail beschrieben. Als zielführend stellt sich die Porositätsbestimmung mittels Computertomographie heraus. Da diese Methode im Bereich der Reibbeläge noch ungebräuchlich ist, werden hier neue Erkenntnisse erwartet. Die anschließende Bildauswertung erfolgt mit dem Programm NI Vision Builder. Da die Art der Bildauswertung großen Einfluss auf die Ergebnisse hat, muss sie genauer betrachtet und an die sich ändernden Anforderungen angepasst werden. Auf Grundlage der hier gewonnenen Erkenntnisse soll eine Teilautomatisierung erfolgen. Der empirische Teil dieser Arbeit soll die Erwartungen aus dem theoretischen Teil möglichst bestätigen oder neue Zusammenhänge aufzeigen. Dafür werden zum Großteil computertomographische Vermessungen durchgeführt. Für diese soll die Wiederholbarkeit und die Qualität der Ergebnisse geklärt werden. Dazu wird in ersten Messreihen die Porosität derselben Reibbeläge in verschiedenen Zuständen bestimmt. Dabei soll eine Aussage gemacht werden, ob die Computertomographie als zerstörungsfreie Methode verwertbare Ergebnisse liefert. Die getätigten Aussagen werden mit einer überschlägigen Fehlerbetrachtung abgerundet.

In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten für die Entwicklung einer Methodik untersucht, um das Fahrverhalten eines Fahrers anhand von Größen wie Geschwindigkeit oder Pedalbewegung eines Elektrofahrzeuges einzuschätzen. Dazu werden zunächst einige Grundlagen präsentiert, auf denen die darauf folgende Auswertung basiert. Der Hauptteil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung vorhandener Messdaten, in der geeignete Signalgrößen gesucht und anschließend statistisch bewertet werden. Entsprechend dem Ergebnis wird dann eine Methode entwickelt, um das Fahrverhalten eines Fahrers zu klassizieren. Abschließend wird die entwickelte Methode durch weitere Messfahrten getestet.

Von Elektromotoren angetriebene Kraftfahrzeuge stehen zur Zeit im Fokus von Politik und Gesellschaft. Die zum Schutz der Umwelt vorangetriebene Entwicklung birgt neben der Reduzierung von Emissionen auch neue Möglichkeiten in der Verteilung der Aggregate im Fahrzeug und setzt in der Folge andere Anforderung an die Regelsysteme im Fahrzeug. Das Ziel der vorliegenden Arbeit, ist die Entwicklung eines Algorithmus zur Antriebs-Schlupf-Regelung eines Elektrofahrzeugs mit Einzelradantrieb an beiden bzw. einer Achse. Hierzu werden zunächst einige Grundlagen des Systems erläutert und die Aufgaben einer Antriebs-Schlupf-Regelung definiert. Nach einer Recherche zum Thema in Literatur und angemeldeten Patenten wird der Algorithmus in einem stark vereinfachten Modell in Matlab/Simulink entwickelt. Anschließend wird er zum Vergleich und zur Validierung in ein bestehendes Fahrzeug-Modell in IPG CarMaker integriert und die Ergebnisse analysiert.

Im Zuge der Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren wächst mit den Emissionsrichtlinien und der Konkurrenz durch alternative Antriebe der Bedarf nach neuen Technologien für hocheffiziente Benzin- und Dieselmotoren. Insbesondere bei hubraumreduzierten Downsizing-Motoren kommt dabei dem Entwicklungsfeld der Aufladung eine große Bedeutung zu. Die Schwächen der Abgasturboaufladung, wie sie beim modernen Dieselmotor Stand der Technik ist, liegen auch mit variabler Turbinengeometrie im Ansprechverhalten bei niedrigen Motordrehzahlen. Konzepte wie ein elektrisch angetriebener Zusatzverdichter sollen zukünftig besseres Ansprechverhalten und höheres Low-End-Torque gewährleisten. Zur Untersuchung des Potentials eines E-Boosters an einem abgasturboaufgeladenen Dieselmotor wird in dieser Arbeit eine Strategie zur Ansteuerung des E-Boosters entwickelt und in einem Funktionsrahmen realisiert. Das Ansteuerkonzept basiert auf der Boostanforderung gemäß der Ladedruckregeldifferenz bei einer Lastanforderung. Die Solldrehzahl des Boosters wird kontinuierlich anhand des notwendigen Zusatzdruckverhältnisses über das Verdichterkennfeld des E-Boosters ermittelt. In Verbindung mit einer darauf angepassten Ladedruckregelung könnte so das optimale Zusammenspiel von E-Booster und Turbolader mit minimalem Energiebedarf ermöglicht werden. Das Potential des Boosters bezüglich Drehmoment- und Ladedruckaufbau kann anhand einer eindrucksvollen Verbesserung des Ansprechverhaltens und Fahrgefühls nachgewiesen werden. Zudem werden mit einer umfangreichen Energiemanagementfunktion die Integration in das Fahrzeugbordnetz untersucht und verschiedene Strategien des Energiemanagements betrachtet. Dabei wird ein Hochleistungskondensator (Ultracap) als zusätzlicher Energiespeicher sowie ein Halbleiterschalter genutzt, um das Bordnetz entkoppeln zu können.

Der fortschreitende Ausbau regenerativer Energien verursacht zunehmend Energieschwankungen im Stromnetz. Blockheizkraftwerke können dezentral, elektrische als auch thermische Energie bereitstellen und diese Schwankungen kompensieren. Für eine möglichst effiziente Kraftstoffumsetzung ist eine Optimierung der Kolbenmuldengeometrie nötig. Wird diese Optimierung ausschließlich anhand von Prüfstandsversuchen durchgeführt, fallen erhebliche Entwicklungskosten an. Dem kann eine Verbrennungssimulation über eine Vorauslegung entgegenwirken. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Zündstrahlmotor modelliert, welcher eine Rapsöl-Piloteinspritzung zur Zündung des angesaugten Biogas-Luft Gemisches verwendet. Das Modell wird mit dem 3D-CFD Paket AVL FIRE erstellt. Um die Simulationsdauer zu reduzieren, wird nur ein Teilsegment berechnet, die Ergebnisse rotiert und somit der gesamte Brennraum dargestellt. Da der Sprayaufbruch des Zündstrahls maßgeblich den Verbrennungsablauf beeinflusst, muss dieser möglichst detailgetreu abgebildet werden. Dazu wird ein Spraymodell mit Messdaten und Spraybildern kalibriert. Um Numerische- und Vernetzungseinflüsse zu erfassen, erfolgen entsprechende Variationsrechnungen. Als Referenz werden Berechnungen mit dem ECFM Verbrennungsmodell durchgeführt. Im direkten Vergleich können die Unterschiede zum mehrkomponentenfähigen ECFM-3Z Verbrennungsmodell untersucht und dessen Anwendbarkeit hinsichtlich Zündstrahlverbrennung abgeschätzt werden. Über Messungen am Motoren- und Injektorprüfstand sowie Werten aus einem validierten 1D-CFD Modell werden alle Ergebnisse abgeglichen.

Ein zentraler Ansatz bei der Reduktion von Schadstoff- und C02-Emissionen liegt in der gezielten Gewichtsreduktion des Automobils. Von daher beschäftigt sich die vorliegende Masterarbeit mit der Abkehr vom großvolumigen Zentralantriebsaggregat hin zu kompakten integrierten Corner Modulen. Derartige aktive, funktionsintegrierte Fahrwerkssysteme bieten großes Potenzial hinsichtlich Leichtbau, Minimierung der Fahrwiderstande und Verbesserung der Fahrerassistenzfunktionen. Ziel dieser Masterarbeit ist deshalb das Schaffen eines Überblicks über den derzeitigen Stand der Entwicklung von Corner Modulen und ein Konzeptvergleich bestehender Module sowie die Erarbeitung einer Vorzugskonfiguration.

Immer schärfer werdende Emissionsgrenzwerte zwingen Automobilhersteller zu stetiger Weiterentwicklung bestehender Methoden und Techniken zur Senkung von Partikelemissionen am Fahrzeug. Die Partikel der Bremsanlage können bis heute nur unzureichend oder gar nicht reduziert werden. Aus diesem Grund lag der Fokus dieser Arbeit auf der Analyse und Bewertung von Fluid-Partikel-Interaktionen im Bereich des Fahrzeugradhauses. Dazu wurden sowohl numerische Berechnungen mit ANSYS Workbench als auch Fahrversuche durchgeführt. Zur Validierung der CFD-Ergebnisse wurden zusätzlich Ergebnisse von PIV-Untersuchungen hinzugezogen. Zielstellung war ein detaillierteres Verständnis zum Aufbau des Strömungsfeldes im Radhaus zu bekommen. Weiterhin wurden Ablagerungserscheinungen von Bremsstaubpartikeln im Felgenbett untersucht und bewertet. Aufbauend auf einem stationären Simulationsansatz wurden transiente Berechnungen durchgeführt. Neben dem Vergleich von stationärem und transientem Ansatz erfolgte eine Gegenüberstellung der numerischen und experimentellen Ergebnisse.

Turbolader als Zusatzaggregate zur Effizienzsteigerung in Fahrzeugen, sind wichtige Maschinen zur Leistungsoptimierung. Diese Arbeit befasst sich mit dem Heißgasbereich eines Turboladers. Ziel ist es, eine saubere, strukturierte Vernetzung der vorliegenden Geometrien zu erreichen und ein lauffähiges Modell zur Strömungssimulation zu generieren. Dafür ist es ebenso notwendig einen tieferen Einblick in das Vernetzungsprogramm ICEM zu gewähren und zu beschreiben, wie verschiedene Netzstrukturen erzeugt und verwendet werden. Das erzeugte CFD Modell wurde anschließend mit Prüfstandsdaten abgeglichen um seinen Realitätsbezug zu evaluieren.

Alle Fahrzeuge, die heute unterwegs sind, nutzen mechanische Reibbremsen, um ihre Geschwindigkeit zu verringern. Über Verschleißmechanismen der Reibpaarung entsteht dabei Bremsstaub, der durch die offene Bauweise der Teilbelagscheibenbremse leicht in die Umwelt gelangt. Die entstehenden Aerosole fallen wegen ihrer geringen Teilchengröße in gesetzlich regulierte Feinstaubklassen. Negative Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit sind eine Folge der Exposition. Um mögliche Effekte beurteilen zu können, ist es wichtig über Zahl und Größenverteilung der Bremsstaubpartikel Bescheid zu wissen. Hierzu werden Online-Messungen am Bremsenprüfstand durchgeführt. Der Einfluss von bauartbedingten Unterschieden der Bremsanlage, Reibbelagart, Fahrzeugtyp und Historie der Bremse auf den generierten Bremsstaub wird in diesem Zusammenhang erläutert. Ebenso zeigen Messreihen mit einer Veränderung der Betriebsparameter deren Wirkung auf die charakteristische Partikelemission der Bremse. Die stationär gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend mit den Messwerten aus den In-Situ-Testfahrten im Ilmenau-Zyklus verglichen. Zuletzt erfolgt eine Abschätzung der Reproduzierbarkeit und der möglichen Fehlereinflüsse.

Das Verhalten von Abriebpartikeln während einer Bremsung gewinnt in der Fahrzeugtechnik immer mehr an Bedeutung. Ziel dieser Arbeit ist die statistische Erfassung und Klassifizierung von Partikeln während eines Bremsvorganges bezüglich ihres Bewegungsverlaufes sowie ihrer Geschwindigkeit. Es wird das Verhalten der Partikel auf Grund der topografischen Umgebung der Beläge, zum Beispiel Patches, untersucht. Die statistische Erfassung erfolgt hier mit Hilfe verschiedener Faktoren, welche in abgewandelter Form aus der Schwingungs- und Elektroanalyse kommen. Diese Faktoren sollen das Hauptwerkzeug in dieser Arbeit werden und zu einem großen Teil zur Erfassung der Partikel beitragen. Des Weiteren werden auch bereits bekannte statistische Mittel genutzt, wie zum Beispiel das arithmetische Mittel. Am Ende dieser Arbeit ist eine Aussage über Geschwindigkeitsverlauf und Bewegungsverlauf und auch dem unterschiedlichen Partikelverhalten der beiden Beläge, mit denen hier die Versuche gemacht wurden, zu finden.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Regelalgorithmus, der in Abhängigkeit des Fahrzustands den Fülldruck der Reifen verändert. Die Motivation dieser Fülldruckanpassung liegt hierbei darin, die Reifeneigenschaften, die stark durch den Reifenfülldruck bestimmt sind, zugunsten der aktuellen Fahrsituation zu verändern. Somit wird erreicht, dass das sonst vorhandene Spannungsfeld zwischen verschiedenen, zum Teil sich gegenüberstehenden Anforderungen, bei der Wahl des Reifendrucks nicht mehr besteht. Nach einer Analyse der bestehenden Systeme werden die Einüsse des Reifenfülldrucks auf verschiedene Reifenkennwerte dargestellt. Aus diesen Erkenntnissen werden anschließend verschiedene Regelstrategien zur Anpassung des Fülldrucks abgeleitet. Hierbei spielen besonders die Verbesserung des Fahrverhaltens sowie die Optimierung des Kraftstoffverbrauchs eine Rolle. Nach der Entwicklung des Algorithmus ndet die Implementierung im Programm Matlab/Simulink statt. Wichtiger Bestandteil des Algorithmus ist hierbei die Umsetzung einer vorausschauenden Fülldruckanpassung, die durch eine Einbindung der Streckeninformationen in den Regelalgorithmus erreicht wird. Abschließend wird die Simulation der Reifenfülldruckregelung auf einem Hardware-in-the-Loop-Prüfstand, anhand von verschiedenen Fahrmanövern, durchgeführt. Die Fahrdynamiksimulation ndet hierbei im Programm IPG CarMaker statt.

Die Anforderungen an Radbremsanlagen moderner Kraftahrzeuge gehen heutzutage weit über den Bereich der Sicherheit und Leistungsfähigkeit hinaus. Der aktuelle Entwicklungs- und Forschungsaufwand trägt vor allem dem gestiegenen Komfortanspruch Rechnung und befasst sich vorrangig mit der Untersuchung der reibinduzierten Bremsgeräusche. Im Zuge dessen sind auch die Schallemissionen im Ultraschallbereich in den Fokus der Betrachtung geraten. Ziel dieser Bestrebungen ist es, das vorherrschende Reibverhalten durch eine Schallemissionsanalyse zu charakterisieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Bewertung einer für die Schallemissionsanalyse an trockenlaufenden Reibpaarungen eingesetzten Messkette. Dazu werden ausgewählte Kalibriervorschriften für Ultraschallsensoren vorgestellt und bewertet. Auf dieser Basis wird ein vereinfachtes Charakterisierungsverfahren entwickelt und am Beispiel prototypischer Sensoren umgesetzt. Des Weiteren ist das eingesetzte Datenerfassungssystem zu bewerten. Hierfür sind Prüfstandsversuche durchzuführen und die dabei ermittelten Schallemissionsspektren hinsichtlich ihrer Reproduzierbarkeit zu untersuchen. Durch den Vergleich mit anderen Datenerfassungssystemen ist die Validität der erfassten Messergebnisse zu überprüfen.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Betrachtung des Partikelverhaltens in der Reibzone trockenlaufender Radbremsen. Als Reibmaterial dienen ein LS- (ECE) und ein NAO-Reibbelag einer Kraftfahrzeugbremse. Dabei werden unter Einbindung spezieller optischer Sensorik die Partikel- und Patchaktivitäten in der Kontaktzone der Reibpaarung visuell dargestellt. Hierzu dient ein Hochgeschwindigkeitskamerasystem. Um die vorhandenen Partikelströme auszuwerten, wird ein automatisiertes Verfahren entwickelt. Neben dem Aufzeigen einiger Eigenschaften der Objekterkennung und Objektverfolgung der automatischen Videoanalyse, wird ein geeignetes computergestütztes Programm ausgewählt. Dabei werden mehrere Programme auf das vorhandene Filmmaterial abgestimmt und in verschiedenen Kategorien bewertet. Zudem werden die notwendigen Schritte des erarbeiteten Verfahrens aufgezeigt, um geeignete und stabile Objektverfolgungen zu erhalten. Ergänzend wird auf die vorherrschenden Probleme zwischen dem automatisierten Vorgehen und der visuellen Darstellung eingegangen. Letztendlich kann das automatische Verfahren validiert werden. Ferner wird die geschaffene Datenbasis einer Interpretation unterzogen. Dabei werden die Partikelströmungsgeschwindigkeiten und die Bewegungs- und Verweildauer der einzelnen Partikel betrachtet. Als letzter Teilbereich dieser Arbeit werden die gewonnen Daten der Partikelgeschwindigkeiten im Hinblick auf den globalen Reibwert- und das Temperaturverhalten unter Berücksichtigung des Videomaterials analysiert und versucht etwaige Korrelationen zwischen diesen Parametern zu finden.

Das Elektrofahrzeug kann bisher die hohen Erwartungen von Gesellschaft und Politik noch nicht erfüllen und sich auf einem breiten Markt durchsetzen. Der Grund dafür ist überwiegend der Energiespeicher, der bei angemessener Reichweite schwer und kostenintensiv wird. Doch nicht nur durch Optimierung dessen, sondern auch anderer Systeme im Fahrzeug, können Energieeffizienz und Attraktivität für den Verbraucher gesteigert werden. Aktive, funktionsintegrierte Fahrwerkssysteme bieten großes Potenzial hinsichtlich Leichtbau, Minimierung von Fahrwiderständen und Optimierung von Fahrerassistenzfunktionen. Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption eines elektromechanischen Lenk- und Sturzwinkelaktuators als Bestandteil eines aktiven Corner-Systems. Dazu werden eine umfassende Recherche zu vorhandenen Bauformen durchgeführt, Anforderungen an das System erarbeitet und technische Prinzipe erstellt. Aus einer vergleichenden Bewertung gehen Vorzugsvarianten hervor, die überschläglich ausgelegt und in typischen Einbausituationen dargestellt werden. Zum Abschluss werden grundsätzliche Simulationsmöglichkeiten in AMESim® und IPG CarMaker® vorgestellt.

Das in den letzten Jahren von Gesellschaft und Politik getriebene und wach-sende Umweltbewusstsein, sowie die zunehmende Ressourcenknappheit machen eine Neuorientierung des Automobilbaus unumgänglich. Das Verlangen nach energiesparenden und umweltfreundlichen Mobilitätskonzepten stellt besonders die Forschung und Entwicklung im Bereich intelligenter, funktionsintegrierter Leichtbaukonzepte in den Fokus. Hier bieten neben dem Chassis auch Betriebseinrichtungen wie Fahrwerk und Bremsanlage erhebliches Optimierungspotential. Bisher bewährte hydraulische Bremssysteme müssen nun an die veränderten Betriebsbedingungen und zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstranges angepasst werden. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die Konzeption eines mechatronischen Radbremsmoduls, welches insbesondere die Integration in ein kompaktes Corner-Modul und elektrische Rekuperation der Bremsleistung im Vordergrund stellt. Dafür wurde zuerst eine umfassende Recherche zu existierenden Ausführungsformen und Konzepten sowie Patenten mechatronischer Radbremskonzepte durchgeführt. Darauf aufbauend folgt die Erstellung und Bewertung technischer Prinzipe. Die daraus hervorgehenden Vorzugsvarianten wurden überschläglich ausgelegt und in typischen Einbausituationen dargestellt.

Wie die Recherche von aktuellen Berichten und eigene Untersuchungen zeigen, gibt es momentan viel Entwicklungsspielraum bei Bremssystemen aktueller Automobilprojekte. Allem voran wird bei zahlreichen auf dem Markt erschienenen Fahrzeugen eine Verzögerung im Bremsdruckaufbau nach Betätigung des Pedals bemerkt und bemängelt. Diese Verzugszeit wurde im Rahmen dieser Ausführung näher untersucht. Es galt einen Wert zu finden, ab dem die Fahrzeugführer eine Verzögerung der Fahrzeugreaktion auf den Bremswunsch bemerken. Um ein möglichst aussagekräftiges Ergebnis zu erzielen, testeten verschiedene Probanden im Forschungsfahrzeug "PEGASYS eP" der TU Ilmenau eine Vielzahl von Verzugszeiten in alltäglichen Fahrmanövern auf einem Testkurs und bewerteten diese. So wurde ein relativ genauer Wert, von 100 ms, als Wahrnehmungsschwelle von Normalfahrern identifiziert und anhand von Versuchsergebnissen begründet. Des Weiteren wurden Effekte aufgezeigt, die beim Fahren mit unterschiedlichen Latenzzeiten bei diversen Manövern auftreten können. So wurde das "Überbremsen" des Fahrzeugs mehrfach bildlich dargestellt und definiert. Das Ausarbeiten der erreichten Maximaldrücke aller Probanden während der einzelnen Manöver bestätigte das Bewertungsergebnis nochmals. In der zweiten Versuchsreihe dieser Ausführungen wurde sich auf das von mehreren Autoren beschriebene Verbesserungspotential von statischer und dynamischer Hysterese am Bremspedal konzentriert. Anhand von Voruntersuchungen wurden Einstellungen gefiltert, die im Laufe einer zweiten Probandenstudie abgeprüft wurden. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss von statischer und dynamischer Hysterese auf das Sicherheits- und Komfortempfinden, auf die Dosierbarkeit des Bremsdrucks in unterschiedlichen Manövern und das allgemeine Auffassen der Charakteristik eines solchen Settings. Die Ergebnisse bieten einen Rahmen für weitere Untersuchungen auf diesem Gebiet und erleichtern die zukünftige Entwicklung adaptiver und variabler Bremssysteme, die es dem Fahrer je nach Fahrsituation und Fahrwunsch möglich machen sollen, das Fahrzeug komfortabel und sicher führen zu können.

Die zunehmende Umweltverschmutzung, die globale Erwärmung und die Ressourcenverknappung stellen in der heutigen Welt ein wachsendes Problem dar. Insbesondere durch das begrenzte Vorkommen an fossilen Brennstoffen ergeben sich für die Automobilindustrie neue Herausforderungen. So sind neue Antriebskonzepte erforderlich, die nachhaltig sind und die Unabhängigkeit vom Erdöl steigern. Auf dem Weg zum Zero Emission Vehicle bilden die Hybridfahrzeuge einen ersten Entwicklungsschritt zur Optimierung der Energieeffizienz des Automobils. Sie besitzen zusätzlich zum Verbrennungsmotor einen in den Antriebsstrang integrierten Elektromotor. Dieser ermöglicht es den Hybridfahrzeugen, Bremsenergie, die bei konventionellen Fahrzeugen in Wärme umgewandelt wird und verloren geht, zurückzugewinnen. Die so gewonnene Energie kann zum Beispiel zum Vortrieb genutzt werden und dadurch helfen, Kraftstoff zu sparen. Um über die gesamte Lebensdauer des Automobils die Batterie optimal innerhalb der Leistungsgrenzen nutzen zu können, ist es erforderlich, zu jeder Zeit den aktuellen "Gesundheitszustand" (State of Health) der Batterie zu kennen. In diesem Zusammenhang wird intensiv an der Alterungsbestimmung des Akkumulators geforscht, um die Lebensdauer zu optimieren und bevorstehende Ausfälle frühzeitig erkennen zu können. Derzeit erfolgt die Alterungsbestimmung der Lithium-Ionen-Batterie in einem relativ zeitaufwändigen Verfahren. Um diesen Aufwand deutlich zu reduzieren und ein flexibleres Alterungsmodell zu erzeugen, werden in dieser Arbeit künstliche neuronale Netze (KNN) eingesetzt. Die dafür benötigten Messdaten stammen von einer Versuchsflotte Hybridfahrzeuge. Dabei wurde auf Messdaten aus synthetischen Fahrprofilen zurückgegriffen. Zur Bestimmung der optimalen Netzeingänge wird das Greedy-Wrapper-Verfahren verwendet. Die Genauigkeit des gefundenen Netzes reicht nicht aus, um diese in die Hybridfahrzeuge zu implementieren und im realen Fahrzeugeinsatz zur Alterungsbestimmung der Lithium-Ionen-Batterie zu nutzen.

Die Arbeit befasst sich mit der Ermittlung von Einflüssen auf den Energieverbrauch und die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Die Untersuchungen werden am Beispiel des Mitsubishi i-MiEV vorgenommen. Der Hauptbestandteil der Arbeit ist die Modellierung des Elektrofahrzeugs in IPG Car-Maker, dies beinhaltet die Implementierung eines elektrischen Antriebsstrangs mit Matlab/Simulink. Anhand verschiedener simulierter Fahrszenarien werden die Einflüsse auf den Energieverbrauch und die Reichweite des Testfahrzeugs aufgezeigt. Die aus der Simulation gewonnenen Ergebnisse werden mit den realen Daten validiert.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Reichweitenvorausschau bei Elektrofahrzeugen. Ziel ist die Erarbeitung und Umsetzung eines Konzeptes, dass die Restreichweite zuverlässiger als bisherige Systeme berechnet. Als ersten Schritt werden in dieser Arbeit Fahrversuche vorbereitet, bei denen die Verbrauchsdaten der einzelnen Komponenten ermittelt werden. Dafür wird das Versuchsfahrzeug mit Messtechnik ausgestattet und mögliche Fahrzyklen für die Fahrversuche werden in der Region Ilmenau erstellt. Weiterhin werden mögliche Ansätze der Reichweitenprädiktion betrachtet.

Die Arbeit widmet sich physikalischen und chemischen Analysen trockenlaufender Radbremsen für Kraftfahrzeuge. Zu diesem Zweck wurden zwei verschiedene Reibbelagtypen vor und nach einer Reibbelastung durch Kontakt mit einer Borosilicatglasscheibe charakterisiert. Eingesetzt wurde vorrangig das Mikroskopieverfahren nach Rasterelektronenprinzip, dessen Ergebnisse durch synchron ausgeführte Röntgenspektroskopie-Untersuchungen mittels EDX bereichert wurden. Daneben fanden vergleichende lichtmikroskopische Betrachtungen statt, zu deren Umfang auch computergestützte Topographiebestimmungen durch Generierung dreidimensionaler Oberflächenabbilder gehörten. Die Resultate der getätigten Studien ermöglichten Aussagen zur Rohstoffzusammensetzung der neuen Bremsbeläge, zum elementarchemischen Aufbau der sich bei Bremsungen ausbildenden Reibschicht und zu Verhältnissen auf Reibflächen, die zur Entfernung des third body mechanisch bearbeitet wurden. Darüber hinaus konnte anhand von Referenzmessungen eine Vertrauensbasis für die gesammelten Informationen geschaffen werden.

Im Rahmen eines kooperativen Industrieprojekts der Porsche AG und der GPM GmbH wurde ein neues Regelkonzept für Kühlmittelpumpen vorgestellt. Unterstützend zu der Entwicklung eines Prototyps, wurde in dieser Arbeit das Konzept aus strömungsmechanischer Sicht grundlegend untersucht. Basierend auf der Analyse des Konzepts wurden die, zur Beschreibung des Regelverhaltens notwendigen, Simulationen und praktischen Untersuchungen festgelegt und durchgeführt. Bestandteil war zudem die Definition strömungsmechanischer und konstruktiver Parameter zur Auslegung der Regeleinheit Drehschieber. Im Ergebnis konnte die stufenlose Regelbarkeit des Förderstroms sowie das Einsparpotential an Antriebsleistung dargestellt und beschrieben werden. Des Weiteren wurden mathematische Berechnungsgrundlagen zur Regelung des Förderstroms erarbeitet.

Neben dem Motor und den Reifen ist die Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs einer der größten Partikelemitter. Mit den Abgasnormen wird der Partikelausstoß des Motors so stark reguliert, dass die Bremse mehr Partikel emittiert als der Motor. Damit kommen die Bremse und ihre Partikel immer mehr in den Mittelpunkt von Untersuchungen. Dabei liegen optische und umwelttechnische Aspekte im Fokus. In der Arbeit werden die Einflüsse auf den Bremsstaub untersucht. Dabei wird auf verschiedene Einflussgrößen eingegangen und deren Wirkung untersucht. Zu den untersuchten Einflussfaktoren gehören UV-Licht, Feuchtigkeit, Salz und Quarzmehl. Bei den Langzeitversuchen sowie den Prüfstandsversuchen hat sich heraus gestellt, dass der Einfluss von Feuchtigkeit auf den Bremsstaub alle anderen deutlich überwiegt.

Ein zentraler Ansatz bei der Reduktion von CO2-Emissionen, liegt in der gezielten Gewichtsreduktion des Automobils. Von daher beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit dem Gewichtseinsparpotential einer Vorderachse. Diese gelenkte Achse wird in einem Technologieträgerfahrzeug zum Einsatz kommen. Im Rahmen der Konzeptentwicklung wird eine ausführliche Recherche zu bereits bestehenden Achstypen und Achskonzepten, sowie relevanten Patenten durchgeführt. Durch eine wissenschaftliche Bewertung der verschiedenen Achstypen mit zuvor abgeleiteten Kriterien und deren zugehörige Gewichtungsfaktoren, wird eine Vorzugslösung ermittelt. Der zweite Teil beinhaltet die konstruktive Umsetzung des zuvor ausgewählten Achskonzeptes. Hierfür müssen zuerst die konstruktiven Randbedingungen definiert und das Package analysiert werden. Alle Neuteile, die für die vollständige Funktionserfüllung der Achse notwendig sind, werden im Zuge dieser Arbeit konstruiert. Als Ergebnis geht eine Konzeptkonstruktion der Vorderachse als 3D-Modell hervor. Abschließend wird dieses neuartige Achskonzept auf seine charakteristischen Eigenschaften untersucht. Hierfür wird eine MKS-Simulation durchgeführt und die kinematischen und elastokinematischen Eigenschaften des Achskonzepts näher betrachtet, um letztlich Aussagen über Fahrdynamik treffen zu können.

Beim Betrieb von Fahrzeugen mit Reibbremssystemen entsteht Bremsstaub. Dieses Aerosol lagert sich auf der Felgenoberfläche ab und wird in die Umwelt emittiert. Die ausgestoßenen Partikel fallen in den Bereich der PM10 und PM2,5 Größenklasse. Somit ist ein Teil der Partikelemission der Bremse dem gesundheitsschädlichen Feinstaub zuzuordnen. Weder die genaue Größenverteilung noch die stoffliche Zusammensetzung des Bremsstaubes sind vollständig erforscht. Diesbezüglich sollen im Rahmen dieser Arbeit weitere Erkenntnisse gewonnen werden. Hierzu werden zum einen Online-Messungen mit dem Streulichtverfahren und der Differentiellen Mobilitätsanalyse (DMA) durchgeführt. Zum anderen werden, im Rahmen der Offline-Partikelanalyse, Erkenntnisse durch das Rasterelektronenmikroskop (REM) in Verbindung mit der Energiedispersiven-Röntgenspektroskopie (EDX) sowie über die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) generiert. Ferner erfolgt eine Gegenüberstellung, der in Echtzeit ermittelten Partikelgrößenverteilungen, mit den REM-Aufnahmen der aufgefangenen Staubproben. Ein Vergleich der Belagqualitäten von NAO und Low Steel-Belägen verdeutlicht den Einfluss der Belagzusammensetzung auf das Reib- und Emissionsverhalten. Über eine gezielte Variation von Bremsenbetriebsparametern, werden Einflussfaktoren auf Morphologie, stofflicher Zusammensetzung und Größenverteilung der emittierten Bremsaerosolpartikel identifiziert. Abschließend findet eine Abschätzung der Schädlichkeit des Bremsstaubes aus ökologischer und epidemiologischer Sicht statt.

Nach einer Partikelanzahlbegrenzung für Dieselmotoren nach EURO 5, wird mit Einführung der EURO 6 Abgasnorm erstmalig ein Partikelanzahlgrenzwert für Ottomotoren festgelegt. Dieser rückt die Partikelemissionen des Ottomotors in den Vordergrund und wirft die Frage nach einer effektiven Abgasnachbehandlung auf. In dieser Arbeit werden Partikelgrößenverteilungen des Ottomotors betrachtet und entsprechend der zukünftigen EURO 6 Norm bewertet. Daneben wird ein Überblick über Partikelminderungsmaßnahmen erstellt und die Abgasnachbehandlung mittels Partikelfilter als effektivste Maßnahme hervorgehoben. Mit einer CFD-Simulation wird daraufhin die Effektivität eines solchen Filters überprüft. Dazu werden Berechnungen zum Gegendruck und zur Abscheideeffektivität durchgeführt. Zusätzlich werden vorhandene Filterstrukturen weiterentwickelt, um eine möglichst hohe Abscheidung zur Einhaltung der zukünftigen Grenzwerte zu erreichen. Gleichzeitig gilt es den Strömungswiderstand so gering wie möglich zu halten, um den Kraftstoffverbrauch nicht zu erhöhen.

Nach dem Wegfall der sogenannten Reifenfabrikatsbindung für Personenkraftwagen (PKW) kann ein Verbraucher jeden Reifen auf seinem Fahrzeug fahren, wenn dieser in seiner Dimension, Tragfähigkeit und Geschwindigkeitszulassung den Kriterien des Fahrzeuges entspricht. Für Personenkraftwagen sind im freien Handel eine Vielzahl von Reifentypen von unterschiedlichsten Herstellern erhältlich. Viele dieser Produkte unterscheiden sich in charakteristischen Reifenparametern wie zum Beispiel die Materialzusammensetzung und die Profilgeometrie der Reifenlauffläche. Neben den Herstellungskosten unterscheiden sich diese Produkte in ihrer Leistungsfähigkeit, die Kräfte zwischen Reifen und Fahrbahn zu übertragen. Dieser Unterschied wurde in vorausgegangen Untersuchungen für den Nutzfahrzeugbereich bereits bestätigt. Hier zeigen sich die eklatanten Unterschiede in der Umfangs- und Seitenkraftübertragung vor allem auf nasser Fahrbahn. Um die erhaltenen Erkenntnisse aus dem Nutzfahrzeugbereich auch auf den PKW-Sektor auszuweiten, wird diese Arbeit angefertigt. Hierfür werden mit ausgewählten PKW-Reifen und einem Personenkraftwagen fahrdynamische Untersuchungen auf einem Testgelände durchgeführt. In Zusammenarbeit mit einem Reifenlabor werden die kennzeichnenden Reifencharakteristiken aufgenommen, um unter identischen Randparametern die Leistungsfähigkeiten der Reifen miteinander vergleichen zu können. Mit den generierten Kennlinien werden anschließend Simulationsrechnungen durchgeführt, um eine Aussage zu treffen, in wie weit sich Realität und Simulation ähneln. Aus den Erkenntnissen werden Empfehlungen für die Reifenauswahl und -kennzeichnung abgeleitet.

Die vorliegende Masterthesis beschäftigt sich im zentralen Punkt mit der Frage, ob sich ein Trajektorienkorridor als generische Schnittstelle zwischen Fahrassistenz und Bewegungsregelung für die automatische Park-Stop-Funktion zukünftig nutzen lässt. In der Untersuchung wurde ein geeigneter Trajektorienlängskorridor für die automatische Park-Stop-Funktion definiert. Über eine Bewegungsregelung mittels Model Predictive Control können Längstrajektorien innerhalb dieses Korridors nachgefahren werden. Über eine Adaption des Prädiktionshorizonts können die Korridorgrenzen und die Beschleunigungsgrenzen sowie die Stabilität des Regelkreises gewährleistet werden. Durch Simulationen konnte die Robustheit, Stabilität, Zielgenauigkeit und der Komfort der ermittelten Bewegungsregelung überprüft und nachgewiesen werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass sich der Trajektorienkorridor auf Grundlage der in dieser Arbeit erarbeiteten Ergebnisse als Schnittstelle zwischen Fahrerassistenz und Fahrzeugbewegungsregelung eignet und zukünftig für die automatische Park-Stop-Funktion Verwendung finden kann.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Umsetzung der Regelung eines Systems zur hochdynamischen Anpassung des Reifenfülldrucks. Dazu werden der passende Regler sowie die benötigten Regelstrategien zur Erstellung der Führungsgröße anhand vorgegebener Fahrzustandsparameter ermittelt. Die in LabVIEW umgesetzten Regelalgorithmen werden parallel zum Entwicklungsprozess in SiL-Modellen, die über Regelstrecken die reale Umgebung nachbilden, validiert. Weiterhin wird ein Simulationsmodell erstellt, das das Prüfstandsmodell auf vier Räder erweitert, um damit Regelstrategien zu nutzen, die eine selektive Reifenwahl bei der Regelung des Reifenfülldrucks beinhalten. Getestet wird die Regelung anhand eines Prüfstands, der die wichtigsten Komponenten zur Fülldruckbeeinflussung enthält. Zur Erfassung der dazu benötigten Zustandsgrößen des Prüfstands, wird die DAQ-Hardware, in Form von Druck- und Temperatursensoren, ermittelt und in das System eingebunden.

Inhalt der Arbeit ist die Optimierung eines bestehenden und betriebsbereiten Prüfstands zur Scher- und Kompressibilitätsprüfung von Scheibenbremsbelägen. Die Optimierung erfolgt auf Grundlage der Normen ISO 6310 und 6312 mit dem Ziel der möglichst genauen Einhaltung der dort vorgegebenen Parameter und Toleranzen, um aussagekräftige und vergleichbare Prüfergebnisse zu erreichen. Die Auswertung bisher durchgeführter Schertests offenbarte systematische Unregelmäßigkeiten im Prüfverlauf, so dass Forderungen aus der entsprechenden Norm nicht vollständig erfüllt werden können. Einleitend wird ein Überblick über den Bremsbelag, die Bedeutung der Scherfestigkeit und der Kompressibilität, die entsprechenden Prüfnormen sowie wesentliche themenverwandte Publikationen der Society of Automotive Engineering (SAE) gegeben. Anschließend folgt eine Analyse der Messwerte und der einzelnen Prüfstandskomponenten hinsichtlich Hydraulik, Software, Konstruktion und Ergonomie. Darauf aufbauend werden konkrete Optimierungsmöglichkeiten entwickelt, deren Umsetzung von regelmäßig durchgeführten Kontrollmessungen begleitet wird. Zunächst wurde der Schwerpunkt der Untersuchungen auf die hydraulische und die softwaretechnische Peripherie gelegt, sodass in Summe ein optimierter Prüfablauf und eine vereinfachte Versuchsdurchführung erreicht werden konnten.

Für den Schutz von Abgasturboladern vor kritischen Temperaturen wird eine Regelung der Abgastemperatur durch das Motormanagement vorgenommen. Die Messung der Abgastemperatur erfolgt mit Hilfe eines Thermoelementes im Krümmer des Motors. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Bedingungen, denen der Sensor im Abgasstrang ausgestzt ist, mit einer gekoppelten Fluid-Struktur-Analyse simuliert. Der Fokus liegt hierbei insbesondere auf der Untersuchung der Spannungen, die in den Thermodrähten des Sensors auftreten. Diese werden durch die Temperatur- und Druckbelastungen der Abgasströmung hervorgerufen. Auf Grund der Druckschwankungen, die die Strömung kennzeichnen, sind u.a. transiente Simulationen durchgeführt worden, die dies berücksichtigen. Zunächst wurde der Sensor vollständig im CAD modelliert. Anschließend wurden transiente und stationäre Strömungssimulationen durchgeführt, um die Temperaturverteilung und die Drucklast zu ermitteln. Mit diesen Zwischenergebnissen wurde das Thermoelement in der Strukturanalyse beaufschlagt. Diese lieferte wiederum die resultierenden Verformungen und Spannungen, sodass die Druck- und Temperatureinflüsse untersucht und Schlussfolgerungen über die bestehende Konstruktion getroffen werden konnten.

Durch die Verschärfung der Abgasgesetzgebungen, welche unter anderem in Zukunft die Anzahl der emitierten Partikel reglementieren, wachsen die Anforderungen an moderne Abgasnachbehandlungssysteme. Ein wichtiger Bestandteil dieser Systeme ist der Dieselpartikellter. Grundlage dieser Arbeit ist die Untersuchung von drei verschiedenen DPF-Varianten der Firma Emitec. Dabei wurde das strömungstechnische Verhalten mittels CFD-Simulationen innerhalb dieser Varianten untersucht und anhand dessen die Abscheideeektivität und der Gegendruck ermittelt. Durch die Auswertung dieser Parameter konnte am Ende eine Vorzugsvariante bestimmt werden. Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit war die Untersuchung der Regeneration des DPF hinsichtlich numerischer Beschreibung und Umsetzbarkeit.

Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen besteht ein sehr großes Spannungsfeld zwischen verschiedenen, zum Teil sich gegenüberstehenden Anforderungen. Dazu zählt auch die Wahl des richtigen Reifenfülldrucks. Dieser hat auf das Komfort-, Sicherheits-, Umwelt- und Verbrauchsverhalten gleichermaßen erheblichen Einfluss. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es, den Einfluss des Reifenfülldrucks auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs sowie den Kraftstoffverbrauch zu bewerten. Als Grundlage dafür dient eine Literaturrecherche zu verschiedenen Reifenmodellen in Abhängigkeit vom Reifenfülldruck. Mit Hilfe dieser theoretischen Grundlagen, soll eine Entscheidung getroffen werden, welches Reifenlängsmodell am besten für den Anwendungsfall der dynamischen Druckregelung geeignet ist. Des Weiteren liegt der Fokus bei dieser Arbeit auf der Durchführung und Auswertung von Simulationen anhand verschiedener Fahrzyklen. Es wird dabei sowohl die Reifenlängsdynamik als auch der Kraftstoffverbrauch betrachtet. Dies dient dazu, das Potential von Reifendruckregelsystemen in Personenkraftwagen abzuschätzen und zu beurteilen.

Eine in der Kraftfahrzeugtechnik immer aktuellere Problematik ist die Erarbeitung von Maßnahmen zur Minimierung von Bremsemissionen sowie der Felgenverschmutzung. Mit Methoden der Simulation und Vektorfeldmessung können Luftströmungen im und am Fahrzeugradhaus analysiert werden. Hiermit konnten aber bisher keine direkten Aussagen über das tatsächliche Ablagerungsverhalten von Bremspartikeln auf der Felge getroffen werden. Ziel der Arbeit war, einen Zusammenhang zwischen der ermittelten Bewegungsrichtung von Partikeln und der tatsächlichen Felgenverschmutzung herzustellen. Grundlage hierfür war eine Vielzahl von Maßnahmen, welche mit beiden Verfahren bewertet und anschließend gegenübergestellt wurden.

Das Thema der Zustandsüberwachung von Gleitringdichtungen und Wälzlagern ist für den heutigen Maschinenbetrieb von großer Bedeutung. Viele Maschinen arbeiten heute meistens im Dauereinsatz, daher würde ein Ausfall einen großen wirtschaftlichen Verlust bedeuten. Durch ein gut kalkuliertes Überwachungssystem, kann ein möglicher Ausfall frühzeitig erkannt werden und zu einem günstigen Zeitpunkt eine Wartung bzw. ein Austausch durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist eine Analyse der aktuellen Zustandsüberwachung von Maschinen durchgeführt worden, welche einen Aufschluss über den Gebrauch von Überwachungssystemen geben soll. Desweiteren wurde eine Patentrecherche zu den auf dem Markt vorhandenen Systemen durchgeführt und ausgewertet. Durch den Vergleich der Vor- und Nachteile hat sich ein Überwachungssystem von Gleitringdichtungen besonders bewährt, welches in ähnlicher Form konzipiert werden soll.

Die vorliegende Bachelor-Arbeit wurde im Rahmen der Umsetzung einer Brake-by-Wire-Bremsanlage erstellt. Das eigentliche Thema dieser Arbeit ist der Entwurf einer geeigneten Regelung, welche die Grundlage für den Betrieb eines solchen Systems darstellt. Ausgehend von einer Analyse der verwendeten Regelungstechnik bisher aufgebauter Forschungsfahrzeuge am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der Technischen Universität Ilmenau wurde mit der Erarbeitung möglicher Regelungskonzepte begonnen. Hierfür wurden Modelle der zu regelnden Teilsysteme Pedal- und Bremsaktuatorik erstellt, auf deren Grundlage der eigentliche Reglerentwurf durchgeführt wurde. Dabei wurden verschiedene Arten von in Fra-ge kommenden Reglern geprüft und die geeignetsten für die vorliegenden Systeme ausgewählt. Auch das Erstellen von Simulationsmodellen ist Bestandteil des Reglerentwurfs, mit welchen die Funktionsfähigkeit der entworfenen Regelungen theoretisch bestätigt werden konnte und darüber hinaus eine Optimierung der einzelnen Regler ermöglichte. Abschließend wurden diese zur Verwendung auf einem Echtzeitcomputer in der Programmiersprache LabVIEW umgesetzt.

Bei der Entwicklung von Nebenaggregaten eines Verbrennungsmotors rückt die Energieeffizienz aufgrund umweltpolitischer Debatten in Politik und Gesellschaft immer weiter in den Vordergrund. In der vorliegenden Arbeit wird in Zusammenarbeit mit der Fa. Geräte- und Pumpenbau Merbelsrod die Optimierung einer geregelten Flügelzellenpumpe für die Versorgung eines Pkw- Verbrennungsmotors mit Schmieröl untersucht. Dazu werden die Optimierungsansätze recherchiert und deren Potential analysiert. Im weiteren Verlauf werden die wichtigsten Ansätze detailliert untersucht. Das bedeutet unter anderem die 1D- Simulation von Kammerdruckverläufen, die Berechnung von Einsparpotentialen und die FEM- Analyse einzelner Bauteile. Mit den gewonnenen Erkenntnissen erfolgt die konstruktive Umsetzung eines Pumpenprototyps. Diese Versuchspumpe wird anschließend auf dem Ölpumpenprüfstand der Fa. GPM vermessen, um zu überprüfen ob die Ergebnisse aus Simulationen und Berechnungen realisiert werden können bzw. ob die Annahmen und Parameter für die Simulation und Berechnung sorgfältig gewählt wurden. Resultierend aus den Untersuchungen geht eine Ölpumpe mit einem um 18% höheren Wirkungsgrad gegenüber einer Vergleichspumpe hervor.

Es wird ein Serienfahrzeug mit konventioneller Betriebsbremsanlage auf einen Pkw-Versuchsträger mit entkoppeltem System umgerüstet, das unterschiedliche Bremspedalcharakteristiken simulieren läßt. Es sollen verschiedenste Architekturen realer Bremssysteme nachgebildet werden können, wobei der Fokus auf Bremssystemen moderner Hybrid- und Elektrofahrzeuge liegt, welche in der Lage sind, eine elektromechanische Generatorbremse im Zusammenspiel mit einem konventionellen System zu nutzen. Der Zusammenhang zwischen Pedalkraft, Pedalweg und Fahrzeugverzögerung soll in weiten Bereichen frei variiert werden können, was verschiedenste Untersuchungen hinsichtlich Bremspedalgefühl, Brake-Blending und Bremskraftverteilungsänderungen ermöglicht. Ein passendes hydraulisches System ist zu entwickeln mit anschließender Konzeption und Konstruktion diverser Komponenten wie Hydraulikblöcke und Aktuatoren.

Die Radaufhängung bildet einen wesentlichen Bestandteil eines Fahrwerks und stellt die unmittelbare Verbindung zwischen dem Rad und dem Fahrzeugaufbau her. Aufgrund der stetig wachsenden Fahrleistungen und der fortschreitenden Massenzunahme von Fahrzeugen können die Anforderungen hinsichtlich der Fahrdynamik, der Fahrsicherheit, sowie des Fahrkomforts meist nur noch mit Einzelradaufhängungen erzielt werden. Neben ausgereiften Varianten, wie der Federbeinradaufhängung oder dem Doppelquerlenker erscheinen vereinzelt Konzepte einer linearen Radaufhängung, die schon in den ersten Kraftfahrzeugen um 1900 Anwendung fand. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher die Potentiale eines Fahrwerkes, welches solch eine Radaufhängung nutzt, analysiert, sowie einem umfassenden Vergleich und einer Bewertung gegenüber anderen Achskonzepten unterzogen. Dazu erfolgt die Simulation des kinematischen Achsverhaltens, sowie des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges, welches eine lineare Radaufhängung an der Vorder- bzw. Hinterachse nutzt. Das Ergebnis bildet eine Konzeptkonstruktion an einem Beispielfahrzeug, welches die Vorteile von linearen Radaufhängungen verdeutlicht.

Die Arbeit ist Teil eines Projekts, das sich mit der Entwicklung eines wartungsfreien Partikelfilters für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen beschäftigt. Dafür werden Strömungsuntersuchungen am Simulationsmodell durchgeführt. Die daraus generierten Ergebnisse werden an einem vergrößerten realen Modell mittels Particle Image Velocimetry (PIV) auf ihre Richtigkeit überprüft. Das Simulationsmodell stellt einen Ausschnitt der Filtergeometrie dar, an dem das dreidimensionale Strömungsfeld für verschiedene Anströmungsgeschwindigkeiten mit Hilfe numerischer Strömungsmechanik berechnet wird. Für die Überprüfung der Richtigkeit der Simulationsergebnisse wird eine geeignete Methode zur Messdurchführung und anschließenden Auswertung erarbeitet. Eigenschaften des porösen Mediums, welches die Partikelfilterung realisiert, sollen im realen Modell den Originalwerten entsprechend angepasst werden.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss fertigungstechnisch begründeter Toleranzen auf die Funktion hydraulischer Druckregelventile der Kolben-Schieber-Bauart. Dazu werden die in hydraulisch geregelten PKW-Fahrwerken eingesetzten Ventile schwerpunktmäßig hinsichtlich auftretender Störkräfte untersucht. Ziel ist es, Toleranzgrößen zu identifizieren, die aufgrund geringerer, funktionaler Bedeutung künftig gröber toleriert werden können, um Aufwand und Kosten der Ventilherstellung zu reduzieren. Im Rahmen einer Literaturrecherche werden wichtige Funktionsanforderungen definiert und Ansätze zur Beschreibung im Ventil wirksamer Kraftanteile aufgezeigt. Eine Darstellung der Grundlagen der statistischen Versuchsplanung bildet die Basis späterer Experimente. Durch die Analyse der Fertigung dreier Ventile werden herstellungskritische Merkmale eingegrenzt. Auch von Seiten der Funktionsgrößen werden die Toleranzen mit vermeintlich hoher Bedeutung bestimmt. Eine daraus hervorgehende Auswahl geometrischer Toleranzgrößen wird in Form definiert variierender Versuchsventile angefertigt und gemäß der Methoden der Versuchs-planung experimentell untersucht. Dabei kommt eine, zuvor hinsichtlich Aufbau und Sensorik optimierte Versuchsvorrichtung zur Bestimmung der Ventilstörkraft zum Einsatz. Die Messergebnisse für Kraft und Leckage werden bzgl. der variierten Toleranzgrößen ausge-wertet und anhand dessen Möglichkeiten einer wirtschaftlicheren Tolerierung diskutiert.

Das Verhalten einer Scheibenbremse ist ein äußerst komplexes und vielschichtiges Themengebiet, in das aktuell ein großer Umfang an Forschungsarbeit gesteckt wird. Die vorliegende Arbeit enthält dabei Untersuchungen zum Modal- und Verschleißverhalten einer Faustsattel-Scheibenbremse. Für die modalen Analysen der Einzelteile und des Bauteilver-bundes wurden sowohl der Zustand frei-frei, als auch eine Variation verschiedener Randbedingungen und Lasten mithilfe der Finiten Elemente Methode simuliert. Die Validierung dieser Simulationen erfolgt auf der Basis experimenteller Messungen. Zusätzlich wird das modale Einflusspotenzial verschiedener geometrischer und materieller Veränderun-gen analysiert. Ein weiterer Punkt sind strukturelle Untersuchungen in Form von experimen-tellen Kontaktdruckaufnahmen und deren simulative Validierung durch eine realitätsnah abgebildete Belagoberfläche. Der Vergleich dieser Ergebnisse liefert Rückschlüsse auf die Bremsengüte und hilft die Vorgänge beim Bremsen besser zu verstehen. Änderungsmög-lichkeiten, wie die simulierte Druckverteilung der Beläge verbessert werden kann, werden gegeben und bewertet. Thermische Effekte an Scheibenbremsen sind in dieser Arbeit in Form einer Machbarkeitsstudie von strukturell-thermischen Kopplungen und deren Realisierung in der Ansys Workbench enthalten. Hier werden Wege verfolgt, um die Reibwärmeerzeugung in strukturellen Simulationen zu integrieren.

Die nachgewiesenen gesundheitlichen Folgen, der Feinstaubbelastung, für den menschlichen Körper, sowie die weltweit wachsende Anzahl von Kraftfahrzeugen, machen die Notwendigkeit der Feinstaubreduzierung deutlich. Im Hinblick auf dieses Ziel, ist es notwendig neue Sensorprinzipen zur Erfassung von Mikropartikeln zu entwickeln. Entscheidend für diese neuen Systeme ist, dass sie die On-Board-Messung der Partikel während des Fahrbetriebes ermöglichen. - Diese Arbeit bietet einen Einstieg in die Problematik der Feinstaubbelastung und zeigt warum das Kraftfahrzeug in den Fokus der Bemühungen zur Emissionsreduzierung gerückt ist. Weiterhin wird ein Einblick in bereits handelsübliche, konventionelle Partikelmesssysteme gewährt und deren Tauglichkeit als On-Board-Sensor näher betrachtet. Anhand der erkennbaren Defizite werden neue Partikelsensorprinzipe vorgestellt, welche auf der Grundlage des Coulter countigns und weiteren elektrischen Messprinzipien basieren. Um die Realisierbarkeit der Systeme, als Onboad-Partikelsensor zu überprüfen, werden diverse Versuche mit typischen, am Kraftfahrzeug emittierten Mikropartikeln (z.B. Bremsstaub), durchgeführt und Anhand der Ergebnisse, die Tauglichkeit der einzelnen Systeme ermittelt.

Das Thema dieser Bachelorarbeit ist die Visualisierung und anschließende Charakterisierung einer sich ausbildenden Reibschicht während des Reibkontaktes von trocken-laufenden Radbremsen. Aufgrund der komplizierten Analyse der Reibschicht während eines Reibvorgangs wurde ein Prüfaufbau entwickelt, um die Entstehung und Entwicklung der Reibschicht zu verdeutlichen. Zum Einsatz kommen dafür eine handelsübliche Fräsmaschine in Verbindung mit Reibbelägen eines Mittelklasse-PKW und eine Glasscheibe zur Aufnahme mit einer Kamera. Unter verschiedenen Randbedingungen für die Temperatur, die Anpresskraft und das Reibmoment werden mehrere Glassorten in den Reibkontakt mit einem Reibbelag gebracht. Als Vergleichsmessung wird ein Ausschnitt einer Graugussbremsscheibe mit den gleichen Randbedingungen und dem gleichen Reibbelag im Reibkontakt untersucht. Mit Hilfe verschiedener Versuchslaufzeiten konnte die Ausbildung und Veränderung einer Reibschicht sichtbar gemacht werden. Mit Blick auf die verschiedenen Arten der eingesetzten Gläser wurden unterschiedliche Geschwindigkeiten in der Reibschichtausbildung beobachtet. Aufgrund der in der Praxis nicht vorhandenen Reibpaarung Glas-Reibbelag mussten die erhaltenen Ergebnisse mit denen der Reibpaarung Grauguss-Reibbelag verglichen werden. Dabei zeigte sich bei der Reibschichtentwicklung mit den Glasscheiben ein nahezu identisches Verhalten wie bei der Graugussscheibe. Dadurch ist es möglich, das Reibverhalten einer konventionellen PKW-Bremsanlage in verkleinertem Maßstab mit dem Einsatz von Glas zu visualisieren. Durch diese optische Analyse kann für neu entwickelte Bremssysteme und Reibmaterialien eine Optimierung des Reibverhaltens und damit die Verbesserung der Bremswirkung erzielt werden.

Zukünftige Abgasgesetzgebungen fordern immer anspruchsvollere Abgasnachbehandlungsmaßnahmen. Ein vielversprechendes Verfahren um die im Fokus der Entwickler stehenden Stickoxide effektiv zu reduzieren, ist die Selektive Katalytische Reduktion. Die Integration in die Abgasanlage bzw. den Antriebstrang erfordert deren umfassende Anpassung. In der vorliegenden Arbeit wird vorgestellt, wie ein SCR-System an einem Pkw-Dieselmotor sinnvoll betrieben wird. - Es werden verschiedene DeNOx-Methoden vorgestellt und verglichen sowie dargestellt, für welche Fahrzeugkonzepte die SCR-Technik das größte Potential bietet. Eine von der IAV GmbH durchgeführte Konzeptentwicklung der Abgasnachbehandlung für einen SUV dient als Grundlage für die Untersuchungen. In einer Systemanalyse und mittels Simulation werden die Einflussfaktoren auf die NOx-Reduktion erarbeitet. Daraus werden Zielgrößen und Maßnahmen für den Betrieb eines SCR-Systems abgeleitet und in dem vorgestellten Applikationsprozess umgesetzt. Die Analyse einer Basiskalibrierung zeigt die Schlüsselfaktoren für die notwendigen Applikationsschritte. Aus den Einstellmöglichkeiten des Gesamtsystems werden geeignete Stellschrauben der Motorkalibrierung ausgewählt und die sich ergebenden Konflikte dargestellt. Das erstellte Temperaturmanagement sowie die Verbrennungskalibrierung werden durch den Vergleich des Basis- und Endstandes erläutert.

Die Verbesserung des Wirkungsgrades von Fahrzeuggetrieben rückt, bestärkt auch durch zunehmende Klimaschutzbestrebungen, immer mehr in den Fokus aktueller Forschung. Mit einer Verbesserung des Wirkungsgrades von Stirnradsätzen ist eine deutliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie der damit verbundenen Emissionen möglich. Verbesserte, verlustärmere Fahrzeuggetriebe führen zudem zu einer geringeren Wärmeentwicklung innerhalb des Getriebes, und damit zu einer höheren Lebensdauer von Zahnrädern und Schmiermittel, was die Umweltverträglichkeit zusätzlich steigert. Der größte Teil der Getriebeverluste resultiert aus den Gleit-/Wälzkontakten an den Zahnflanken. Mit der hier vorliegenden Arbeit wird ein Beitrag zur Berechnung von Reibungskräften in Mischreibungskontakten zwischen Zahnflanken geliefert. Der Reibungswiderstand wird hierfür als Summe von Grenz- und Flüssigkeitsreibung berechnet. Aufbauend auf dem bisherigen Kenntnisstand der elastohydrodynamischen Schmierfilmtheorie wird ein Berechnungsmodell zur Reibungs- und Temperaturberechnung von rauen geschmierten Kontakten entwickelt und diskutiert. Auf Grundlage des EYRINGschen Fließmodells und unter Berücksichtigung der Temperatur- und Druckabhängigkeit der Viskosität sowie der Wärmeleitung in die an der Reibpaarung beteiligten Festkörper wird ein nicht-isothermes Mischreibmodell entwickelt. Unter Nutzung von MATLAB wird ein Berechnungsprogramm erstellt, welches aus Schmierstoff- und Stirnradparametern Reibkräfte im Mischreibkontakt ermittelt und damit die lastabhängigen Verzahnungsverluste berechnet. Die mit dem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten MATLAB-Programm ermittelten Berechnungsergebnisse werden mit Ergebnissen verschiedener Verlustmessungen überprüft. Mithilfe des entwickelten Reibmodells werden konstruktive Einflussgrößen von Stirnrädern und Schmierstoff auf den mechanischen Wirkungsgrad von Stirnradsätzen identifiziert und das Einsparpotenzial zur Senkung der Lastverluste von Verzahnungen quantifiziert.

Der Gegenstand der Arbeit sind sogenannte smarte Fadenkonzepte und deren Applikationsmöglichkeiten im Automobil. Smarte Fäden sind funktionalisierte textile Fäden, Garne, Filamente oder Fasern, wobei das Aufbringen der Funktionalität durch Strukturierung mittels Beschichtung, Abtragung bzw. Entschichtung oder Verarbeiten einzelner Fäden zu einem Flächengebilde erfolgt. Es soll ebenfalls gezeigt werden, welche Funktionsprinzipien schon bestehen oder noch denkbar sind und wie diese realisiert wurden oder werden sollen.

In Hybridfahrzeugen sind die Radbremsen überwiegend vom Bremspedal entkoppelt, um eine Bremsenergierückgewinnung durch einen Generator zu vereinfachen. Diese Entkopplung macht einen Haptiksimulator notwenig, der dem Fahrer ein reproduzierbares Bremsgefühl vermittelt, ungeachtet, ob generatorisch oder mit der Reibbremse verzögert wird. Diese Anforderung führt zu den Fragen der bestmöglichen Betätigungsart also auch der Betätigungscharakteristik, da die Bremskraft nicht zwangsläufig über den Fuß aufgebracht werden muss und der Haptiksimulator neue Betätigungscharakteristiken ermöglicht. - Ziel dieser Arbeit ist es, sowohl ausgewählte Betätigungsarten als auch verschiedene Mensch-Maschine-Schnittstelle-Charakteristiken für entkoppelte Bremssysteme zu untersuchen und zu bewerten. Dazu werden zunächst Bremspedalhaptiksimulatoren im Serieneinsatz mit Simulatoren ohne Serieneinsatz gegenübergestellt und beurteilt. Dabei wird besonders die Fähigkeit untersucht, in wie weit die Kennlinien konventioneller Bremssysteme durch einen Bremspedalsimulator nachgeahmt werden können und wie variabel dieser auf dynamische Anforderungen reagieren kann. Des Weiteren wird die konventionelle Betätigungsart mit andersartigen Betätigungsmöglichkeiten verglichen und bewertet, während besonders ergonomische Kriterien berücksichtigt werden, da die gewonnenen Erkenntnisse an einem Mensch-Maschine-Schnittstelle-Versuchsträger validiert werden sollen.

Diese wissenschaftliche Arbeit dient der Untersuchung partikelbeladener Strömungen in der Umgebung der Radbremse moderner PKW. Es wird ein Überblick des derzeitigen technischen Standes gegeben sowie Ergebnisse einer Patentrecherche aufgezeigt. Ferner folgt eine Charakterisierung des grundlegenden Strömungsverhaltens von Brems- und Seedingpartikeln für Messungen mit, als auch ohne Felge, während unterschiedlicher Belastungsszenarien. Dies diente zur Validierung parallel laufender CFD Simulationen der Radhausströmung sowie als Grundlage für die Entwicklung, Umsetzung und Bewertung von Maßnahmen. Abschließend folgt eine Einschätzung gewonnener Erkenntnisse sowie ein Ausblick für weiterführende Untersuchungen.

Zunächst erfolgt eine Betrachtung des brasilianischen Marktes für Personenkraftwagen. Dabei wird eingangs auf die historische Entwicklung, insbesondere hinsichtlich der verwendeten ethanolhaltigen Kraftstoffe eingegangen und die aktuelle Lage dargelegt. Im Folgenden Abschnitt wird eine Prognose erstellt, wie der Markt für Fahrzeuge, die mit diesen Kraftstoffen betrieben werden können in Zukunft fortschreiten wird. Dazu wird die Entwicklung des als primärer Determinante erachteten Ethanolpreises anhand eines Marktmodells analysiert und eine Abschätzung für den zukünftigen Verlauf abgeleitet. Der nächste Abschnitt befasst sich mit dem Kraftstoff Ethanol, seinen physikalisch-chemischen Eigenschaften und den Auswirkungen des Kraftstoffs auf den Verbrennungsprozess. Im anschließenden Abschnitt erfolgt eine Betrachtung der beiden Einspritzverfahren "Saugrohreinspritzung" und "Direkteinspritzung". Dabei wird eingangs thematisiert, inwiefern sich die Verwendung ethanolhaltiger Kraftstoffe auf Einspritzsysteme auswirkt und welche Anpassungen an den Systemen dadurch erforderlich werden. Im weiteren Verlauf werden Aufbau und Funktionsweise erläutert und beide Systeme einem Vergleich unterzogen, wobei sowohl die technischen Vor- und Nachteile als auch der Kostenaspekt Berücksichtigung finden. Abschließend werden die Ergebnisse der vorangegangenen Abschnitte zusammengefasst und einer kritischen Würdigung unterzogen.

Am Fachgebiet für Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau existiert ein Versuchsfahrzeug, welches im Rahmen mehrerer wissenschaftlicher Arbeiten entstanden ist und u.a. zur Untersuchung der Fahrdynamik dient. In diesem Zusammenhang wurde eine Stelleinrichtung an der Hinterachse adaptiert, die als Grundlage einer Allradlenkung dienen soll. Diese Arbeit behandelt die Auslegung der nötigen Mess- und Regeltechnik mit dem Ziel, eine aktive Beeinflussung des Fahrverhaltens durch eine Hinterradlenkung vorzunehmen. Dafür wurde das Fahrzeug mit Sensoren, einer Leistungselektronik und der benötigten Spannungsquelle ergänzt. Zudem wurde ein Regler für den Lenkaktuator dimensioniert. Die praktische Umsetzung der Messwerterfassung und Aktuatorregelung erfolgte mit Hilfe der Software LabVIEW. Nach einer theoretischen Betrachtung der fahrphysikalischen Zusammenhänge, konnten die daraus hervorgegangenen Lenkstrategien im Programm hinterlegt und anschließend im Fahrversuch erprobt werden.

Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Sensibilisierung des Kunden gegenüber der Schallabstrahlung von Haushaltsgeräten wird angestrebt, deren Geräuschverhalten zu optimieren. Da der Körperschall hierfür ursächlich ist, wird im Rahmen dieser Arbeit das Schwingungsverhalten eines Staubsaugermotors mittels Laser-Doppler-Vibrometerie analysiert und zusätzlich die Wirtschaftlichkeit einer solchen Untersuchung beurteilt werden. Die Analyse des Schwingungsverhaltens, die mittels eines 3D Scanning Vibrometer aufgenommen wurde, beinhaltet die Untersuchung von Frequenzspektren für verschiedene Lastfälle. Im weiteren Verlauf der Arbeit sollten zudem die Schwingungsmoden beurteilt werden. Weiterhin konnten mittels Wärmebildaufnahmen Einflüsse der Selbsterwärmung dargestellt und Korrelationen mit den Schwingungsformen ausgeschlossen werden. Diese Untersuchungen wurden zuerst für den Staubsauger, anschließend für den eigentlichen Motor durchgeführt und später verglichen, sodass der Motor als Quelle für die Schwingungen ausgemacht worden ist. Es wurde nachgewiesen, dass die Motordrehzahl die Ursache für die auftretenden Resonanzen ursächlich ist. Nach diversen Vergleichen wurde abschließend noch die Wirtschaftlichkeit untersucht. Hierfür sind die verursachten Kosten (wertmäßig), benötigte Zeit (wertmäßig) und der Nutzen (ideell) aufgelistet worden. Es konnten für die Kosten und Zeitanalysen vier Untersuchungsszenarien dargestellt werden

Der technische Fortschritt im Motorenbau, ausgehend vom Ende des 19. Jahrhunderts bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts, wird beschrieben. Beleuchtet werden die Entwicklung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und parallel dazu die Anwendungen im Motorsport. Zudem wird über verschiedene Entwicklungsstufen funktionstechnischer Bauteile innerhalb des Motors berichtet.

Der Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Modifizierung eines Spannkraftmesssystems für Scheibenbremsen, um als Endresultat ein voll funktionsfähiges System mit exakt bekannter Charakteristik zu erhalten. Dazu wird im Vorfeld das bestehende Messsystem, das im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelt wurde, bezüglich seiner Eigenschaften grundlegend untersucht. Dabei auftretende, für die Messung der physikalischen Größe Kraft unerwünschte Nebeneffekte, werden analysiert und es werden Möglichkeiten aufgezeigt, diese zu kompensieren. Parallel dazu wird eine Auswerteroutine entwickelt, um die Messsignale schnell und einfach auswerten zu können. Abschließend wird das Messsystem an einen Schwungmassenprüfstand eingesetzt, um die Spannkraftverteilung während eines Bremsvorgangs zu untersuchen.

Die Kenntnis des dynamischen Verhaltens von Maschinen, Aggregaten und Bauteilen sowie die daraus resultierenden Wechselwirkungen untereinander bzw. mit der Umwelt spielt bei der Entwicklung im Maschinen- und Fahrzeugbau eine entscheidende Rolle. - Die Arbeit verdeutlicht die mathematisch-physikalischen Zusammenhänge von schwingungsfähigen Systemen am Beispiel des linearen Einmassenschwingers und soll die Grundlagen der Signal- und Systemanalyse in Entwicklung und Erprobung von Bauteilen bzw. Baugruppen mit den dafür notwendigen Geräten vorstellen und erläutern. - Des Weiteren erfolgt der Aufbau eines Messgerätes zur Erfassung schwingungstechnischer Zustandsgrößen mit anschließender Transformation und Analyse der Signale im Frequenzbereich. Die Vermittlung der dafür notwendigen messtechnischen Grundlagen sowie die Vorstellung der verwendeten Hardware sind ebenfalls Bestandteil der Arbeit. - Zur schwingungstechnischen Untersuchung von ABS- / ESP-Aggregaten bei unterschiedlichen Umweltbedingungen erfolgt zunächst eine Validierung einer vorhandenen Peripherie für Vibrationsprüfungen mittels des aufgebauten Messsystems und anschließend die Messung und Analyse der Geräte bezüglich ihres dynamischen Verhaltens. - Weiterhin werden Dämpfungskennwerte, der für die Lagerung der Aggregate verwendeten Elastomerdämpfer mit Hilfe der Resonanzmethode bestimmt. Dazu wird ein Versuchsaufbau konstruiert, bei dem durch Variation der trägen Masse verschiedene Resonanzfrequenzen erzeugt werden können, an denen die Ermittlung der Kennwerte in Abhängigkeit der Frequenz erfolgt.

Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Entwicklung einer Prüfprozedur zur reproduzierbaren Bewertung von PKW-Radbremsen in Bezug auf das niederfrequente Schwingungsphänomen Bremsenkaltrubbeln. Dabei ist es das Ziel, die Bremse als ein Black-Box-System ohne die Rückwirkung äußerer Einflüsse auf ihr Anregungspotenzial von Bremsmomenten- und Bremsdruckschwankungen hin zu untersuchen. Dafür wird ein geeigneter Aufbau an einem Schwungmassenprüfstand abgeleitet und bezüglich seiner Potenziale und Grenzen grundlegend untersucht. Für die gezielte Anregung der Bremse werden dabei speziell bearbeitete Bremsscheiben verwendet, die eine eingeschliffene Dickenschwankung des Reibringes aufweisen. Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchungen am Prüfstand wurden Hinweise für die Durchführung von standardisierten Prüfzyklen formuliert.

Brake-by-wire Systeme stellen durch eine Vielzahl von Vorteilen eine Antwort auf die zukünftigen Anforderungen an das Bremssystem und das Gesamtfahrzeug dar. - Unter dem Aspekt weiterführender Elektrifizierung des Fahrzeuges gewinnen Brake-by-wire Systeme zusätzlich an Bedeutung. Besonders entscheidend für die Akzeptanz des Systems ist dabei das vom Fahrer erlebbare Pedalgefühl. Aufgrund der Entkopplung von Bremsbetätigung und Radbremse eröffnet die synthetische Darstellung der Pedalcharakteristik völlig neue Gestaltungsfreiheiten. Aufgabe dieser Arbeit ist es, diesbezügliche Schwachstellen aktueller Brake-by-wire-Systeme zu analysieren, Verbesserungspotential zu erörtern und ein Konzept für eine neuartige, optimierte Darstellung der Bremspedalcharakteristik zu entwickeln. - Zunächst wurden Betätigungscharakteristiken von aktuellen, entkoppelten Bremssystemen mit denen gekoppelter Systeme verglichen und analysiert. Über Probandenversuchsfahrten konnten Subjektivaussagen auf objektive Eigenschaften übertragen werden, wodurch Verbesserungshinweise für zukünftige Entwicklungen gegeben werden können. Auf der Suche nach einer neuartigen Betätigungsdarstellung konnte mit Hilfe von Versuchsfahrten ein Konzept für eine individualisierte Bremspedalbetätigung entwickelt und konstruktiv dargestellt werden. - Mit dem Ziel einer groß-industriellen Umsetzbarkeit galt hierbei der Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte großes Interesse.

Die Bremsflüssigkeit stellt ein sicherheitsrelevantes Konstruktionselement für Bremssysteme im Fahrzeugbau dar. Hierzu enthält die vorliegende Arbeit die erforderlichen Angaben bezüglich Erprobung und chemischen Aufbau, sowie der notwendigen Eigenschaften, die in nationalen und internationalen Normen bzw. Spezifikationen festgelegt worden sind. Desweiteren wurden Feldversuche durchgeführt, um die realen Siedetemperaturen und den Wassergehalt der aktuell verwendeten Bremsflüssigkeiten großer Automobilkonzerne zu ermitteln. Ziel war es, eine maximal zulässige Bremsflüssigkeitstemperatur bei Bergabfahrten zu definieren.

Die vorliegende Bachelorarbeit stellt eine Applikation einer elektronischen Motorsteuerung an einem konventionellen Motorrad-Vergasermotor vor. Als Motorsteuergerät wurde das Open-Source-Projekt Megasquirt verwendet. Dieses wurde an ein Motorrad mit einem 4-Zylinder-Reihen-Motor adaptiert. Ein wesentlicher Punkt der Arbeit ist es, anhand von Messwertaufzeichnungen die kontinuierliche Verbesserung eines Motorkennfelds zu dokumentieren.

Die Verbrauchsreduzierung ist aktuell eines der wichtigsten Themen mit denen sich die Fahrzeugtechnik auseinander setzt, wobei ein möglichst geringer Energieeinsatz das Ziel ist. Die Verluste am Antriebsstrang sind im Fokus der Forschung, vor allem die Verlustreduzierung ist ein Hauptthema, das immer öfter in der Diskussion steht. In dieser Arbeit werden die einzelnen Verluste des Triebstrangs mit Hilfe des Simulationsprogramms AMESim untersucht. Dabei ist auch die Abbildung verschiedener Fahrermodelle ein ebenso wichtiger Bestandteil der Analyse, wie eine Parameterstudie zu Einflussgrößen auf den Achsgetriebewirkungsgrad. Der Luftwiderstand, der Rollwiderstand, die Lagerverluste und auch Temperatureinflüsse, sowie all deren Einsparpotentiale werden aufgezeigt. Diese Bachelorarbeit nutzt dabei den Grundsatz der Worst - und Best - Case - Annahme um aufzuzeigen, welche Auswirkungen die genannten Einflussgrößen bei der maximalen Verringerung der Verluste bzw. den momentan schlechtesten Werten auf den Energieverbrauch haben.

Das Bestreben Wälzlager hinsichtlich ihres NVH-Verhaltens weiter zu optimieren veranlasst zur Entwicklung immer effektiverer Analysemethoden. Im Fokus dieser Arbeit steht die Analyse des Kugelbewegungsverhaltens unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera. Insbesondere soll das Bohrver- halten des Wälzkörpers untersucht werden. Zur Visualisierung der Bewegungen erhalten die Wälzkörper entsprechende Markierungen. Ausgehend von dieser Problematik sollen mit Hilfe der Bildverarbeitungssoftware Vision Pro 5.0 Methoden entwickelt werden, die es ermöglichen eine kinematische Analyse durchzuführen. Die Einarbeitung und die Erfassung der Leistungsgrenzen von Vision Pro 5.0 stehen zunächst im Vordergrund. Darin sind auch Untersuchungen zur Bestimmung der Genauigkeitsgrenzen enthalten. In Abhängigkeit von diesen Erkenntnissen können daraufhin konkrete Versuchsprogramme umgesetzt werden.

Herkömmliche in Kraftfahrzeugen eingesetzte Bremsanlagen basieren auf dem mechanischen Verschleiß zweier Reibpartner. Hierdurch entstehen Verschleißpartikel, welche allgemein als Bremsstaub bekannt sind. Besonders bei Scheibenbremsanlagen werden diese Partikel konstruktionsbedingt in die Umwelt emittiert. Durch diese Aussendung geschieht hauptsächlich eine Verschmutzung der Felge, aber auch andere Karosserieteile werden belastet. So führt eine verunreinigte Optik des PKW durch den Bremsstaub zu einer minderen Kundenzufriedenheit der Autobesitzer, wie in der J. D. Power Studie erstmals 2003 erwiesen wurde. Neben der Beeinflussung der Optik des Fahrzeuges, beeinträchtigen Bremsenverschleißpartikel die Gesundheit des Menschen. Diese Partikel werden aufgrund ihrer Größe zum Feinstaub gezählt. Um weitere Erkenntnisse zum Anhaftungsprozess des Bremsstaubes insbesondere an der Felge zu erhalten, beschäftigt sich die nachfolgende Arbeit mit diesem Thema. Es werden unterschiedliche Methoden zur Bestimmung dieser Anhaftkraft der Partikel an der Felge dargelegt. Die wirkenden Kräfte werden erläutert. Des Weiteren werden insbesondere die elektrostatischen Kräfte, ihre Entstehung und ihre Einflussparameter näher erläutert. Aufgrund ihrer Reichweite wird die elektrostatische Kraft als Haupteinflussparameter auf die Anziehung eines Partikels auf die Felge gesehen. Eine Betrachtung der gesundheitsschädigenden Wirkung der Inhaltsmaterialien von Reibbelägen geschieht ebenfalls.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Recherche in dem Bereich der kombiniert akustisch-visuell-haptischen Fahrerinformationssysteme durchgeführt. Hierzu wurden sowohl aktuell verbaute, als auch zukünftige Assistenzsysteme im Bezug auf ihrer Aufgabe, Funktion, Interaktion mit dem Fahrer sowie hinsichtlich deren Aktivierung untersucht. Des Weiteren wurde eine Recherche zur menschlichen Psychologie und Physiologie getätigt, auf deren Grundlage eine Bewertung der Fahrzeug-Fahrer-Interaktion bezüglich Wahrnehmbarkeit und der Möglichkeit zur richtigen Interpretation durchgeführt wurde. Darüber hinaus werden zwei Ansätze erläutert, die zu einer verbesserten Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug führen. Abschließend gibt die Arbeit einen Ausblick zu dem Thema "Autonomes Fahren".

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse der Schädigungsmechanismen bei Scheibenbremsen und deren unerwünschten Auswirkungen im Fahrbetrieb. Hierzu wurde in einem ersten Schritt eine Analyse verschiedener Messdaten vorgenommen. Dafür kam u.a. ein spezielles Bewegungsanalysetool zum Einsatz. Weiterhin wurden im Rahmen der Arbeit verschiedene, spezifische Messreihen an einen Bremsenprüfstand durchgeführt. Für die Aufnahme dieser Messdaten kam ein neuartiges piezoelektrisches Kraftmesssystem zur Anwendung. Dieses wurde im Vorfeld teilweise neu aufgebaut und appliziert. Neben dem Kraftmesssystem kam weitere Messtechnik, bspw. für die Erfassung des Bewegungsverhaltens der Bremsenkomponenten, zum Einsatz. Nach Abschluss der Arbeiten am Prüfstand wurden die ermittelten Daten zur Auswertung gebracht und entsprechende Ergebnisse formuliert.

Der Komfort eines Fahrzeugs gewinnt beim Kunden zunehmend an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund soll ein Ergonomieprüfstand entwickelt werden, der eine aussagefähigere und zuverlässigere Komfortbewertung ermöglicht. Zunächst wurde ein Entwurf für einen Grundaufbau erstellt. Zur funktionellen Abbildung des Fahrzeuginnenraums werden wesentliche Bedienelemente in den Prüfstand integriert. Modulspezifisch folgt eine Betrachtung hinsichtlich geometrischer Variabilität und Positionierbarkeit. Im Anschluss daran werden Konzepte zur Simulation ausgewählter Betätigungscharakteristiken erläutert. Abschließend werden Messkonzepte zur Erfassung ergonomisch relevanter Kontaktkräfte an Mensch-Maschine-Schnittstellen aufgezeigt.

Im Rahmen der Arbeit wurde ein Konzept für einen Versuchsträger entwickelt, der es ermöglicht, ein synthetisch generiertes Lenkgefühl am Lenkrad zu schaffen. Dies wurde umgesetzt, ohne dabei die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern zu lösen. Zudem ist es möglich, die Lenkübersetzung in einem gewissen Bereich zu variieren, um so unterschiedliche Lenkcharakteristiken zu realisieren. Weiterhin wurde auf Grundlage einer Literaturrecherche der Stand der Forschung zum Thema Lenkcharakteristik und Wahrnehmung von Informationen durch den Fahrer herausgearbeitet. Darüber hinaus wurden zwei Modellansätze aus der Literatur erläutert, die zur Abbildung eines Lenkgefühls dienen. Es wurden Anforderungen zur Realisierung des Versuchsträgers formuliert und mit einer Auswahl an geeigneter Sensorik und Aktuatorik ergänzt.

Nicht zuletzt aufgrund stark gestiegener Rohöl- und Kraftstoffpreise sowie dem allgemeinen Trend zur Energieeinsparung gewinnt der Einsatz geregelter Ölpumpen zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs immer mehr an Bedeutung. Eine Art der geregelten Ölpumpe ist die Pendelschieber-Ölpumpe, eine vor rund 10 Jahren entwickelten und patentierten Ölpumpe. Mit der Zielstellung einer kontinuierlichen Optimierung aller Prozesse zur Steigerung der Effizienz und Absicherung der Qualität bei der Herstellung dieser Ölpumpe rücken immer mehr auch die Mess- und Prüftechnologien in den Vordergrund. Die Entwicklung, Validierung und Einführung effektiver Prüfverfahren, wie beispielsweise eine automatische Funktionsprüfung der Komponenten innerhalb des Fertigungsprozesses, ist unverzichtbar zur Reduzierung von Fertigungskosten und Vermeidung von Fehlerfolgekosten. Dieses Potential zu bewerten und nutzbar zu machen war Gegenstand dieser Diplomarbeit. Im Speziellen beschäftigt sich die Arbeit mit der Einrichtung und Optimierung der pneumatischen Funktionsprüfung zur Absicherung der Qualität am Ende des Montageprozesses der Pendelschieber-Ölpumpen. Dabei lagen die Schwerpunkte unter anderem in der Sammlung und Auswertung der Messwerte des Hydraulikprüfstands und des pneumatischen Funktionstests, der Herleitung und Validierung einer Korrelation mit dem Ziel einer Definition von Eingriffsgrenzen bzw. Ausschusskriterien.

Die Motivation für die vorliegende Arbeit ist die Verbesserung der Abscheideeffektivität von Dieselpartikelfiltern durch Optimierung von Struktur und Filtermaterial. Es werden zweidimensionale PIV (Particle Image Velocimetry) Messungen an zwei verschiedenen, vergrößerten, vereinfachten Modellen einzelner Filterkanäle durchgeführt. Diese Modelle werden entsprechend fluiddynamischer Kennzahlen in die Messstrecke eines Windkanals eingebaut. - Das erste Modell besitzt durchgängig nicht poröse Wände. Es werden die Anströmgeschwindigkeit und geometrische Parameter der Messzellenstruktur variiert. Die Messergebnisse werden mit entsprechenden 2D CFD Simulationen (Computational Fluid Dynamics) verglichen. Die auftretenden Strömungsmuster von Simulation und Messungen sind vergleichbar. Die Simulationen basieren auf den realen physikalischen Vorgängen. Im zweiten Modell werden Wandteile durch poröse Wandelemente ersetzt. Diese bestehen aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlicher Permeabilität. Es wird die Wirkung der porösen Medien auf das Strömungsverhalten innerhalb der Messzelle untersucht. Der Einfluss der Grösse der Permeabilität auf das Durchflussverhalten des Fluid wird gezeigt. Es tritt zwischen einzelnen Messkanälen ein zusätzlicher Fördereffekt auf, welcher zur höheren Effektivität der Partikelabscheidung genutzt werden kann. Abschließend werden Möglichkeiten zur Optimierung des Messaufbaus genannt und weiterführende Vorschläge für PIV-Messungen mit porösen Materialien herausgearbeitet.

Gegenstand der hier vorgestellten Ar-beit ist die Entwicklung eines Spannkraftmesssystems für Scheibenbremsen. Dazu werden im Vorfeld neuartige, piezoelektrische Kompositsensoren, die im Rahmen eines Forschungsprojekts ent-wickelt wurden, bezüglich ihrer Eigenschaften grundlegend untersucht. Dabei auftretende, für die Messung der physikalischen Größe Kraft unerwünschte Nebeneffekte werden analysiert und es werden Möglichkeiten aufgezeigt, diese zu kompensieren. Im Anschluss werden ausgewählte Sensorelemente kalibriert und in einen Bremsbelag integriert. Parallel dazu wird eine geeignete Hard- und Software entwickelt, um die Messsignale erfassen zu können. Abschließend wird das Messsystem an einem Schwungmassenprüfstand eingesetzt, um die Spannkraftverteilung während eines Bremsvorgangs zu untersuchen.

Der Einsatz aktiver Assistenzsysteme im Bereich der Fahrwerkstechnik hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Einerseits dienen diese Systeme der Entlastung des Fahrzeugführers, andererseits aber vor allem der Verbesserung von Fahrsicherheit und Fahrdynamik. Allerdings ist bisher erst wenig über mögliche Fehlerquellen und Ausfallszenarien, insbesondere bei aktiven Lenksystemen, bekannt, was nicht zuletzt Bedeutung bei der periodisch-technischen Fahrzeugüberwachung haben kann. - Das Ziel dieser Arbeit war es, den Aufbau und die Funktionsweise neuer Fahrzeuglenksysteme vorzustellen und beispielhaft an einer Ausführungsform die Prüfbarkeit im Rahmen der Hauptuntersuchung nach §29 StVZO zu untersuchen. Eine Patent- und Literaturrecherche mit anschließender Bewertung der Ergebnisse führte zur Fokussierung auf die Dynamiklenkung der Audi AG als Vertreter der Lenkwinkelüberlagerungssysteme. - Weiterhin wurden die gesetzlichen Regelungen zur Durchführung der Hauptuntersuchung nach §29 StVZO und ihre Anpassungen an den technischen Fortschritt vorgestellt, bevor die Dynamiklenkung einer System- bzw. Interaktionsanalyse und anschließender Fehlersimulation unterzogen wurde. - Aus den Ergebnissen zum Verhalten des Systems im Fehlerfall wurden Konsequenzen für die Weiterentwicklung der Prüfvorgaben und mittel abgeleitet.

Thema der Arbeit sind Betrachtungen des Dichtmechanismus an Dichtungen von Hydraulikpumpen in Kraftfahrzeugen. Durch den Forschritt der Fahrzeugtechnik steigt die Betriebsdauer der Fahrzeughydraulik an. Bisher lag der Fokus auf der Betrachtung von Einflüssen auf das Dichtverhalten durch Verschleiß oder konstruktive Gestaltung des Dichtpaketes. Diese Arbeit betrachtet, ob ein Einfluss zwischen der Art der Motoransteuerung und der Wirkung des Dichtpakets in der Pumpe gegeben ist. Hierzu wird zunächst der derzeitige Stand der Technik erfasst. Es erfolgt sodann eine analytische Beschreibung des Dichtmechanismus und dessen Einflussgrößen mit schwerpunktmäßiger Betrachtung auf die durch die Motoransteuerung gegebenen Einflüsse. Mittels einer Modellrechnung werden Einflüsse dargestellt und die Haupteinflussgrößen ermittelt. In den durchgeführten Versuchen konnten Einflüsse nachgewiesen werden.

In der heutigen Automobilentwicklung kommt dem Akustikkomfort, den ein Fahrzeug bietet, eine besondere Bedeutung zu. Diesbezüglich werden in der vorliegenden Arbeit die akustischen Phänomene Auskuppel- und Lastwechselklackern, die vom Fahrer durch einen schlagartigen Lastwechsel eingeleitet werden können, am Beispiel eines Pkw mit Standardantrieb schwerpunktmäßig untersucht. Neben der Phänomenanalyse im Fahrversuch werden verschiedene Prüfstände in Hinblick auf ihre Eignung zur Untersuchung und objektiven Prüfung der betrachteten Lastwechselereignisse analysiert. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Detektion und Objektivierung der impulsartigen Störgeräusche im Luft- und Körperschall vorgestellt. - Auf Basis der Untersuchungsergebnisse werden anschließend mögliche Optimierungsansätze im Bereich des Antriebsstrangs aufgezeigt. Ferner wird auf ein Analyseverfahren zur Extraktion der Klack-Geräusche aus den maskierten Luftschallsignalen im Fahrzeuginnenraum eingegangen. Abschließend erfolgt die Darstellung der weiteren Verfahrensweise zur Phänomencharakterisierung anhand einer methodischen Analysestruktur.

Die Arbeit beschreibt die Vorgehensweise zur Ermittlung von physikalischen Parametern einer elektromechanischen Servolenkung. - Die Ergebnisse der Arbeit sollen für die Modellierung dieser Servolenkung Verwendung finden. - Dazu wurde ein elektromechanisches Servolenkgetriebe, welchem über die CAN-Schnittstelle eine Unterstützungskraft eingeprägt werden konnte, auf einem elektrohydraulischen Lenkungsprüfstand hinsichtlich des Wirkungsgrades untersucht. - Es wurde ein Prüfstand für den als Unterstützungseinheit dienenden bürstenlosen Gleichstrommotor konzipiert und aufgebaut. Auf diesem wurde dieser Motor hinsichtlich seines Wirkungsgrades und seiner elektromechanischen Parameter untersucht. - Des Weiteren wurde das Lenkgetriebe selbst mechanisch untersucht. Die wesentlichen Parameter waren hier Steifigkeit, Spiel, Reibung und die zwischengeschalteten Übersetzungen. Dazu wurde das Lenkgetriebe zunächst im Ganzen untersucht. Anschließend wurde es schrittweise in seine Baugruppen zerlegt, welche wiederum untersucht wurden. - Die Messergebnisse wurden durch Vergleich untereinander und teilweise durch Vergleich mit Herstellerangaben auf Plausibilität überprüft.

Die vorliegende Diplomarbeit vermittelt einen Überblick über die Entwicklung eines Turboladerprüfstands. Der Prüfstand ist in der Lage, sowohl Verdichter-, als auch Turbinenkennfelder zu bestimmen. Darüber hinaus werden Komponenten entwickelt, die die Flexibilität und den Einsatzbereich des Prüfstandes erweitern, um ihn so an die wachsenden Ansprüche an ein State-of-the-Art-Prüffeld anzupassen. In der ersten Phase der Arbeit wird dazu ein technisches Konzept erarbeitet und unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten bewertet. Als Ergebnisse werden ein Lastenheft, sowie ein Zeitplan, als auch eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung aufgestellt. In der zweiten Phase der Arbeit wird das Lastenheft in ein Pflichtenheft überführt. Das Prüfstandskonzept wird so ausdetailliert, dass der Prüfstand gefertigt werden kann. Dazu werden die zuzukaufenden Fertigteile definiert und die genaue technische Spezifikationen der firmenextern gefertigten Prüfstandskomponenten vorgenommen.

Die steigende Leistung heutiger Fahrzeuge in Verbindung mit großen Serviceintervallen stellt immer höhere Anforderungen an die Bremsbeläge. Die Arbeit untersucht verschiedene Möglichkeiten einer Lebensdauervorhersage anhand von Prüfstandsversuchen zu erhalten. Für eine exakte Nachstellung werden alle auftretenden Fahrwiderstände untersucht und berücksichtigt. Hierzu wurde ein Messeinsatz in Südspanien durchgeführt, bei dem alle nötigen Parameter aufgezeichnet wurden. Auch verschiedene Simulationsmethoden, wie Schwungmassensimulation und Änderung der Anfangsgeschwindigkeit, werden gegenübergestellt und miteinander verglichen. - Im Fahrzeug gibt es keine Trennung zwischen NVH-Untersuchungen und Verschleißmessung bei Dauerläufen. Bei den Prüfstandsuntersuchungen ist bis heute noch eine strikte Trennung vorhanden. Es wird eine Möglichkeit gezeigt, diese in einem Prüfprogramm zu kombinieren und einen äquivalenten Messablauf zum Fahrzeug herzustellen.

Heutzutage stellt das Auftreten von Bremsenschwingungen, welche sich in Vibrationen und Geräuschen des Bremssystems und angrenzender Bauteile äußern, eine schwere Komfortminderung dar. Aus diesem Grund ist die NVH - Forschung einer der Schwerpunkte bei der heutigen Bremsenentwicklung. - In der Arbeit wird das Auftreten eines niederfrequenten Quietschtons einer Schwimmsattelscheibenbremsanlage näher untersucht. Der Quietschton tritt dabei vorzugsweise bei Temperaturen im Minusgradbereich auf. Die Bremsanlage ist auf einem klimatisierbaren Prüfstand installiert, welcher es ermöglicht, die Bremsanlage und einzelne Bremsenbauteile während des Betriebes auf ihr Schwingverhalten hin zu untersuchen. Eine Aufgabe der Diplomarbeit ist, es die Betriebsparameter, wie Bremsdruck, Temperatur und Reibwert, bei denen das Quietschen auftritt, näher einzugrenzen. Weiterhin zeigt der gezielte Wechsel einiger Bremsenbauteile mit sich ändernden Bauteileigenschaften seinen Einfluss auf das Schwingverhalten. Neben diesen Aufgaben ist auch die Validierung von Abhilfemaßnahmen gegen die Entstehung von Bremsenschwingungen enthalten.

Aufbauend auf bereits durchgeführten Untersuchungen befasst sich die Arbeit mit der Erstellung eines automatisierten Prüfzyklus zur Untersuchung von Hochleistungsbremsscheiben. Die Einzelkomponenten des Prüfaufbaus werden analysiert und ihre Vernetzung beschrieben. Ebenfalls wird auf notwendige Änderungen an der Steuersoftware eingegangen. Erfahrungen aus den vorangegangen Untersuchungen werden genutzt, um Verbesserungen an der Messwerterfassung umzusetzen.

Im Rahmen von Bremskomfort-Optimierungen (NVH-Optimierungen) spielt die Generierung von Dickenschwankungen (=disc thickness variations, DTV) in Umfangsrichtung einer Bremsscheibe eine wichtige Rolle. Überprüfungen von Bremsscheiben auf ihre Anfälligkeit bzgl. DTV-Generierung werden dabei häufig auf Schwungmassenprüfständen durchgeführt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Prüfprozedur, die eine schnelle, realistische und gut reproduzierbare Generierung von DTV auf einem Schwungmassenprüfstand bewirkt. Dazu werden DTV-Generierungsmechanismen beschrieben, Empfehlungen zur Montage der Bremsscheibe an den Prüfstand gegeben und vorhandene Prüfprozeduren analysiert und klassifiziert. Daraus werden zwei neue Prüfprozeduren abgeleitet. Eine der Prozeduren wird getestet und die Ergebnisse bewertet. Außerdem wird der Versuch gemacht, eine bestehende Prüfprozedur durch eine automatische Mustererkennung in DTV-Kurven zu verkürzen.

Heutzutage stellt es kein Problem mehr dar, den Leistungsanforderungen an die PKW-Bremsanlage zu genügen. Aus diesem Grund treten bei der Entwicklung einer Bremse zunehmend Komfortaspekte wie Bremsschwingungen in den Vordergrund. Diese lassen sich in nieder- und hochfrequente Schwingungen unterteilen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden zahlreiche Maßnahmen zu deren Reduzierung recherchiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der Verringerung der hochfrequenten Schwingungen der Bremse, wie dem Bremsenquietschen. Die Maßnahmen wurden anschließend in geeigneter Weise in einem Katalog zusammengefasst. Zusätzlich wurden weitere Maßnahmen entwickelt. Anschließend ist eine Auswahl dieser sowohl auf einem geeignetem Bremsenprüfstand als auch im Fahrzeug validiert wurden

Hochfrequentes Bremsenquietschen tritt auch an modernen Fahrzeugen immer noch auf. Mit dem stetig steigenden Anspruch an moderne PKW ist dieses Problem nicht nur bei Fahrzeugen im hochpreisigen Segment inakzeptabel, sondern wird auch in unteren Fahrzeugklassen nicht mehr toleriert. An einem ausgewählten Fahrzeug konnte bei bestimmten Umgebungsbedingungen ein Quietschen an der Vorderachse reproduzierbar erzeugt werden. Die Analyse dieses Problems wirft zahlreiche Aufgabenstellungen auf. Die Diplomarbeit befasst sich mit den Teilaufgaben Schwingungsanalyse der Bremsanlage und Ermittlung der axialen Kompressibilität der Bremsbeläge dieses Fahrzeugmodells. Zur Schwingungsanalyse wurde die Vorderachse unter realen Einbauverhältnissen auf einen klimatisierten Prüfstand verbaut. Die Bremsanlage inklusive der Radaufhängung wurde einer vollständige Modalanalyse unterzogen, wobei verschiedene Umgebungsparameter variiert wurden. Weiterhin sind Vergleiche angestellt worden, die Unterschiede zwischen differierenden Bauständen aufzeigen sollen. Um gezielte Aussagen über Frequenzverschiebungen treffen zu können, wurden die Übertragungsfunktionen einzelner Vorderachsbauteile ausführlich unter dem Aspekt gemeinsamer Resonanzstellen untersucht. Der zweite Teil umfasst den Aufbau eines einfachen Prüfstandes, mit dem die Kompressibilität von Bremsbelägen im Mikrometerbereich messbar ist. Bei diesen Untersuchungen wurde das Verhalten unterschiedlicher Bremsbeläge bei verschiedenen Temperaturen analysiert. Beide Teilaufgaben wurden mit dem Ziel verfolgt, primär für das Bremsenquietschen verantwortliche Bauteile dieses Fahrzeugmodells zu identifizieren. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse werden ansatzweise Vorschläge zur Vermeidung des Quietschgeräusches an diesem speziellen PKW-Typ unterbreitet.

Bei der Entwicklung schwingungsfähiger Systeme werden vermehrt Mehrkörpersimulationsprogramme (MKS-Programme) eingesetzt, wie beispielsweise bei der Auslegung von Grundtriebwerken für Verbrennungsmotoren. Um dynamische und akustische Effekte realitätsnah beschreiben zu können, muss das Eigenschwingungsverhalten und die damit verbundenen elastischen Deformationen der einzelnen Baugruppen in den MKS-Modellen berücksichtigt werden. Die Modellierung des Eigenschwingungsverhaltens mit Hilfe der finiten Elemente Methode (FEM) nimmt somit einen hohen Stellenwert im Prozess der Dynamik- und Akustiksimulation ein. Trotz der weiten Verbreitung der FEM im Bereich der Strukturanalyse, treten in der Praxis teilweise noch beträchtliche Unterschiede zwischen numerischen Simulationen und experimentellen Testergebnissen auf. Um von hinreichend genauen Berechnungen mit MKS-Programmen ausgehen zu können, ist es daher essentiell notwendig, eine Validierung der integrierten FE-Modelle durch experimentelle Messungen durchzuführen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der strukturdynamischen Untersuchung einer einzelnen Grundtriebwerkskomponente eines Motors. Diese besteht aus einer Kurbelwelle, einer Riemenscheibe und einem Schwungrad. Im ersten Schritt wird das Eigenschwingungsverhalten der Einzelbauteile mit Hilfe der FE-Software MSC.Nastran modelliert. Anschließend wird zur Überprüfung der Abbildungsgenauigkeit der FE-Modelle eine experimentelle Modalanalyse (EMA) durchgeführt und mit den Ergebnissen einer finiten Elemente Analyse (FEA) verglichen. Die Abweichungen zwischen der EMA und der FEA erlauben eine Aussage über die Güte des verwendeten FE-Modells. Zur Minimierung der Abweichungen zwischen Messung und Rechnung wird die Methode der computerunterstützten Modellanpassung (Model-Updating) angewendet. Ausgewählte physikalische Parameter des FE-Modells werden dabei gleichzeitig so korrigiert, dass eine Anpassung der Berechnungs- an die Messergebnisse erfolgt. Weiterer Bestandteil dieser Arbeit ist die Untersuchung der verschiedenen Bauteilverbände, die sich aus der Kombination der erwähnten Einzelbauteile ergeben. Dafür werden verschiedene Modellierungsformen für die Verschraubungskopplungen unter Verwendung von Elementen, die in MSC.Nastran standardmäßig zur Verfügung stehen, entwickelt.

Gegenstand der Diplomarbeit ist es, ein neuartiges Bremssystem in verschiedene Rollstühle zu implementieren. Hierzu wurde ein Rollstuhl mit Messtechnik versehen. Mit dieser wurden diverse herkömmliche und neu konstruierte Systeme messtechnisch analysiert. Um das breite Spektrum der verschiedenen Handicaps abzudecken, wurden konstruktive Neuerungen so umgesetzt, dass der Rollstuhl personalisiert werden kann. Hauptgegenstand war dabei die technische Umsetzung des zu realisierenden Radwechselmechanismus. Es wurden verschiedene Prinzipien ausgearbeitet, bewertet, neue Baugruppen konstruiert und mittels FEM dimensioniert.

Im Rahmen eines Industrieprojektes wurde der Zinkdruckgussprozess als Teil der Herstellung von Bowdenzügen untersucht. Schwerpunkt der Untersuchungen waren Ursachen für fehlerhafte Bowdenzugenden, welche während des Zinkdruckgußprozesses auftreten. Einleitend werden dazu die technologischen Grundlagen zum Fertigungsverfahren Zinkdruckguss erläutert. In einem ersten Schritt wurden die aufgetretenen Fehlteile analysiert, sowie eine Mitarbeiterbefragung zu Problemen im Zinkdruckgussprozess durchgeführt. Im Anschluss daran wurde mittels eines statistischen Versuchsplans der Einfluss der relevanten Prozessparameter auf das Ausspritzergebnis untersucht. Die Ergebnisse wurden zusammen mit dem Industriepartner diskutiert und ausgewertet. Abschließend wurden Möglichkeiten zur Verbesserung der Prozesssicherheit des Zinkdruckgussprozesses untersucht.

Bei den immer kürzer werdenden Entwicklungsphasen im Automobilbau ist es notwendig, auf Simulationen zurückzugreifen. Speziell bei der Weiterentwicklung von bestehenden Systemen bietet sich eine solche Vorgehensweise an. Um diese auf eine fundierte Grundlage zu stellen, ist es unumgänglich, die Eigenschaften der einzelnen Komponenten zu kennen. Durch ihre Anpassung wird es möglich, die Funktionsweise des Systems markenspezifisch anzupassen. - Aus diesem Grund wurden im Rahmen der Diplomarbeit das Verhalten und die physikalischen Eigenschaften der Bremsanlagenkomponenten einer hydraulischen NKW-Bremsanlage untersucht. Angefangen bei einer Modellaufnahme der einzelnen Bestandteile bis hin zum Verhalten des Gesamtsystems, bilden die Ergebnisse die Grundlage für ein Simulationsmodell. Somit ist es zukünftig möglich, das Verhalten und die Auswirkungen der Bremskomponenten im Gesamten zu simulieren. - Speziell wurden neben der Modellaufnahme auch Untersuchungen bezüglich der Volumenaufnahme aller Bauteile, des Drosselverhaltens der einzelnen Ventile des ESP-Aggregats und des Gesamtsystemverhaltens durchgeführt.

Der zentrale Punkt der vorliegenden Arbeit bestand darin, mit ADAMS/ Car ein funktionsfähiges MKS-Modell eines Fahrzeuggespanns aufzubauen. Dies sollte an einem leichten Nutzfahrzeug vom Typ Multicar Fumo sowie zwei verschiedenen Anhängern umgesetzt werden. Das Zugfahrzeug (Multicar) stand bereits in einer für die Programmversion 2003 modellierten Variante zur Verfügung, so dass noch die Anhängermodelle erstellt wurden. Von den beiden Anhängern waren keine Konstruktionszeichnungen verfügbar. Aus diesem Grund wurden beide vermessen und Schwerpunktlage sowie Massenträgheiten berechnet. Diese Daten bildeten die Grundlage für die Modellerstellung. Im folgenden Abschnitt wurden die Fahrzeugzüge mit Messtechnik ausgerüstet. Die in der Literatur beschriebenen Fahrversuche (Lenkwinkelsprung, Kreisfahrt,...) wurden verändert, um eine Validierung gemäß der Aufgabenstellung zu erreichen. Da die Ergebnisse von Fahrversuch und Simulation gleiches Fahrverhalten dokumentieren, kann das ModelI als eine ausreichende Nachbildung der Realität betrachtet werden. Unter dem Aspekt verschiedenartiger Beladungszustände sollten die fahrdynamischen Grenzen im Simulationsmodell untersucht werden. Aus Sicherheitsgründen wurde während der Fahrversuche darauf verzichtet. Auf Basis dieser Ergebnisse sollte die fahrdynamisch günstigere Kombination ermittelt werden. Im Verlauf dieser abschießenden Untersuchungen stellte sich heraus, dass derart umfangreiche Modelle sehr sensibel auf Veränderungen der Startbedingungen reagieren. Dadurch konnten nicht alle Simulationsvorhaben umgesetzt werden.

Für die Forschung im Bereich der Bremsen- und Fahrwerkstechnik kommen Bremsenprüfstände in verschiedensten Ausführungen zum Einsatz, um Bremsen jeglicher Größe und Leistung zu untersuchen. So werden das isolierte Bremsenaggregat oder die Bremseinrichtung mit Radaufhängung, mit ganzer Fahrzeugachse oder mit komplettem Fahrzeug hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und NVH-Problemen untersucht. In dieser Arbeit wird eine von Grund auf neue Konzeption eines Bremsenprüfstandes für den Einsatz im Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik an der TU Ilmenau vorgestellt. Diese Konzeption zeichnet sich durch Vielseitigkeit, Modularität und Skalierbarkeit aus. Die Arbeit behandelt die Konzeption der Belastungseinrichtung, der Bremsaktuierung, des Prüfstandsantriebes, der Maschinengründung und der notwendigen Messtechnik. Es werden verschiedene technische Prinzipien und ein Vorzugskonzept für die Umsetzung in zwei Entwicklungsstufen vorgestellt.

Dieses Dokument befasst sich mit der Entwicklung einer Prüfeinrichtung für Linearaktuatoren. Zunächst wird auf die Bedeutung der Aktuatoren und anschließend auf verschiedene Prüfstandskonzepte eingegangen. Es erfolgt eine Bewertung der zur Auswahl gestellten Konzepte. Welches Konzept stellt die beste Lösung zur Erfüllung der geforderten Prüfumfänge dar? Fortführend wird ein Überblick über die prinzipielle Auslegung eines Prüfstandes mit Hydrauliksystem zur Erzeugung einer Gegenkraft, sowie der benötigten Software zur Regelung gegeben. Es erfolgt eine Beschreibung der in der Regelsoftware umgesetzten Funktionen. Im Anschluss werden die durchgeführten Messungen und deren ermittelte Ergebnisse in Form von Diagrammen und berechneten Werten dargestellt. Abschließend erfolgt eine Bewertung der ermittelten Leistungsdaten des geprüften Aktuators.

Im Rahmen eines Industrieprojektes werden sportliche Anfahrvorgänge untersucht. Dazu wird der Antriebsstrang eines Fahrzeugs für ein vorhandenes dreidimensionales MKS-Modell in seiner Struktur überarbeitet und erweitert. Das entstandene Gesamtmodell wird anhand von Messungen validiert.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden Regelalgorithmen für eine Brake-by-Wire-Bremsanlage entwickelt, in die Regelsoftware des Versuchsfahrzeugs implementiert und mit einem Nutzkraftwagen praktisch erprobt.

Im Rahmen eines Industrieprojektes wird der Einfluss verschiedener klimatischer Bedingungen wie Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur auf reale Fahrleistungen untersucht. Dazu wurde ein entsprechend genaues Messsystem konzipiert, aufgebaut und eingesetzt.

Die Arbeit beschreibt die Vorgehensweise bei der Modellbildung und Modellierung eines mechanischen Aktuators im Fahrwerkbereich als mechatronisches System.

Mit Hilfe der Time-Variant-Diskrete-Fourier-Transform (TVDFT) wird eine eigenständige Diagnosetoolbox entwickelt, mit deren Hilfe es möglich ist, die drehzahlabhängigen Anteile eines Signals zu bestimmen und darzustellen.

Zur Durchführung von Bremspedalgefühluntersuchungen wurde ein Versuchsfahrzeug mit einem Pedalhaptiksimulator ausgerüstet. Aufgrund der Anforderungen des industriellen Projektpartners war die Struktur einer aus anderen Projekten stammenden Software zur Handhabung des vollaktiven Brake-by-Wire-Systems ungeeignet. Aufgaben der Diplomarbeit waren somit die Evaluierung von Anforderungen, die Gestaltung der Struktur und die Reimplementierung der Software. Ausgangspunkt ist eine flexibel nutzbare Struktur der Pedalgefühlcharakteristik (PGC) zur Definition der Modellelemente der auf dem Echtzeit-Regelsystem hinterlegten mathematisch/physikalischen Ersatzmodelle. Diese ermöglicht, zusammen mit dem neu umgesetzten Bézieralgorithmus und einem Algorithmus zur adaptiven Verdichtung von Kontrollpolygon-Punkten, die Nutzung von PGC-Konfigurationsdateien und das Definieren mittels eines externen Steuersystems mittels des Fahrzeugbussystems CAN (Funktionsprototyp). Zur Erstellung der PGC-Definitionsdateien wurde das Programm "PEGAdef" zur Steuerung und Überwachung des Echtzeitsystems "PEGAcop" entwickelt. Die Neustrukturierung der Software auf dem Echtzeitsystem basiert auf dem Einsatz hoch spezialisierter Programme, die über definierte Schnittstellen kommunizieren. Für die Interprozess-Kommunikation wurden gewöhnliche Warteschlangen und Nachrichtenwarteschlangen zur Daten- und Befehlsübertragung genutzt. Weitere Technologien sind die Ereignissteuerung, die Nutzung von XML zur Strukturierung von Daten, die Messsystem-Programmierschnittstelle NI DAQmx sowie die universelle Auswertbarkeit von Status- und Fehlerinformationen. Darüber hinaus wurden Untersuchungen im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion zur Verbesserung der Bedienbarkeit der Programme durchgeführt. Es erfolgte eine Einschätzung der Datenübertragungsgeschwindigkeit TCP/IP basierender Netzwerkverbindungen im Entwicklungssystem NI LabVIEW, die zur Übertragung von Messdaten vom Echtzeitsystem zum überwachenden PC verwendet werden. Des weiteren wurden Richtlinien zur Handhabung, Dokumentation und Versionierung von Software am Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik entwickelt. Verbesserungen in Bezug auf Schnelligkeit, Sicherheit, Bedienbarkeit, Portierbarkeit, Applizierbarkeit und Erweiterbarkeit sind das Ergebnis der Diplomarbeit.

Im Rahmen eines Industrieprojektes wird der Entwurf, die Konstruktion sowie der Aufbau eines Ergonomieprüfstandes für ein Bedienelement als Teil der Mensch-Maschine-Schnittstelle beschrieben. Im Rahmen einer Kundenbefragung wird sowohl der Funktionsnachweis für den Prüfstand als auch für die angewendeten Auswerteverfahren erbracht.

Ausgehend von einer umfangreichen Literatur- und Patentrecherche wurden verschiedene Konzepte für Pedalgefühlsimulatoren erarbeitet und bewertet.

Die Arbeit untersucht Veränderungen der Verzahnungsgeometrie von bogenverzahnten Kegelrädern zur Verbesserung des Wirkungsgrades.

Die Arbeit beschreibt die Konzeption und Konstruktion eines multivalent verwendbaren Mehrachsen-Prüfstands für Wirkungsgrad- und Schwingungsuntersuchungen.