Optimierung eines kombinierten Scher- und Kompressibilitätsprüfstands. - X, 72 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
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.
Untersuchung der mechanischen Beanspruchung von Hochtemperatursensoren für die innermotorische Abgastemperaturmessung. - XIV, 68 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die Verschärfung von Abgasgrenzwerten sowie die Effizienzverbesserung von Verbrennungsmotoren resultiert häufig in der Zunahme der Abgastemperaturen. Zur Erfassung dieser Temperaturen mit dem Ziel, Aussagen über Motorfunktion und bauteilkritische Temperaturzustände zu treffen, werden u.a. hochdynamische Hochtemperatur-Mantelthermoelemente eingesetzt. Im Rahmen der Arbeit wurde ein neuartiges Prüfstandskonzept erarbeitet und umgesetzt, welches variable mechanische Belastungen auf ein Mantelthermoelement ermöglicht, während die Prüfung unter Einsatzort-Temperaturen, d.h. Abgastemperaturen bis zu 1000˚C, durchgeführt werden kann. Zahlreiche, an diesem Prüfstand durchgeführte Messungen unter hohen Belastungsgraden resultierten in verschiedenen Ausfallerscheinungen der Prüflinge, die anschließend detailliert untersucht und ausgewertet wurden.
Entwicklung eines gekoppelten CFD-FEM-Simulationsmodells zur Untersuchung der thermischen und mechanischen Belastungen von Hochtemperatursensoren im Abgasstrang. - X, 86 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
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.
Untersuchung des Potentials von Reifenverschleißmessungen am Kraftfahrzeug. - IX, 62 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Mit dem Beginn der individuellen Mobilität, eingeleitet durch das Zeitalter des Automobils, begann der lange Weg bis zum Kraftfahrzeug von heute. Immer schneller, kompakter, umweltfreundlicher und sicherer müssen die Fahrzeuge von morgen werden. Seit jeher ist ein entscheidender Aspekt der Automobilindustrie die Erhöhung der Sicherheit. Diese Sicherheit zu gewährleisten, wird aufgrund zahlreicher miteinander vernetzter Sensoren und Systeme immer schwieriger und zugleich wichtiger. Trotz der großen Vielfalt an überwachten fahrzeugspezifischen Kenngrößen wie beispielsweise Drehzahlen, Momenten, Temperaturen und Drücken, existieren noch immer Grauzonen. Eine dieser Grauzonen betrifft die Verschleißgraderkennung des Reifen. Bis heute ist keine dynamische Erkennung dieser Größe möglich. Da der Verschleiß ein wichtiger Faktor zur Bestimmung des Reibwertes ist und dieser wiederum für die Bewertung des Fahrzustandes eine relevante Größe darstellt, gilt es ein Verfahren zu finden, mit dem der Verschleißgrad dynamisch abgefragt werden kann. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach verschiedenen Verfahren zu dieser Problematik. Aufbauend darauf werden erste Untersuchungen zu gewählten Verfahren durchgeführt. Zum Abschluss dieser Arbeit erfolgt eine Potentialabschätzung der betrachteten Verfahren.
Weiterführende strömungstechnische Untersuchungen verschiedener Partikelfilterstrukturen. - X, 103 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
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.
Untersuchung geeigneter Drucksensoren zur Entwicklung eines dynamischen Reifendruckregelungssystems. - X, 74 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Bei Kraftfahrzeugen spielt der korrekte Reifendruck für das Komfort-, Umwelt- und Sicherheitsverhalten eine entscheidende Rolle. Ihn zu überwachen und dynamisch auf die jeweilige Fahrsituation anpassen zu können ist ein angestrebtes Ziel der aktuellen Automobilentwicklung, weshalb eine neuartige hochdynamische Reifendruckregelanlage entwickelt wird. Für diese Reifendruckregelanlage werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit passende Drucksensoren recherchiert und in einem Prüfaufbau untersucht, sodass Konstruktionsvorschriften für den Einbau in einem Autoreifen abgeleitet werden können. Ausgehend von der Untersuchung aktueller Reifendruckkontrollsysteme werden dabei die Grundlagen der Reifendruckmesstechnik aufgearbeitet und zur Erstellung einer Anforderungsliste herangezogen. Nach der anschließenden Auswahl eines geeigneten Sensors und Erprobung auf einem Prüfstand erfolgt die Auswertung und Interpretation der Messergebnisse. Der Fokus liegt dabei auf der Beurteilung der Einsatzfähigkeit des Sensors unter extremen Bedingungen wie hohe Drehzahlen und Beschleunigungen. Abschließend werden die Konstruktionsvorschriften erstellt und ein Ausblick auf weitere Schritte dieser Thematik gegeben.
Entwicklung eines Simulationsmodells zur Untersuchung des Potenzials von dynamischen Reifendruckregelungssystemen. - XI, 95 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
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.
Analyse der Fluid-Struktur-Interaktion an einem Krümmer-Katalysator-System. - XVII, 70 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die mit moderner Mobilität einhergehende Verschärfung von Abgasgesetzen zur Reduzierung des Schadstoffausstoßes stellt die Entwicklung von Verbrennungsmotoren vor neue Herausforderungen. Neben innermotorischen Maßnahmen zur Steigerung des Wirkungsgrades ist die Abgasnachbehandlung ein wesentlicher Faktor zur Senkung von Emissionen. Speziell bei Dieselmotoren bildete sich im Verlauf der vergangenen Jahrzehnte der Trend der Aufladung und gleichzeitigen Minimierung des Hubraumes heraus. Als Folge des Wärmeentzuges durch den Lader ergeben sich verringerte Temperaturen im Abgasstrang, welche in verzögertem Anspringen sowie niedrigeren Konvertierungsraten des dahinter befindlichen Oxidationskatalysators resultieren. Um die Einhaltung zukünftiger Abgasstandards zu gewährleisten, existiert ein neuer Ansatz zur Anordnung des Katalysators vor Turbolader. Bei diesem Konzept werden die Abgase aus dem Krümmer direkt in den Kat geleitet, wodurch niedrige Temperaturen vermeidbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird dieses Vorhaben durch eine Fluid-Struktur-Interaktion beschrieben. Dazu wird eine Geometrie mit komplexer innerer Kanalstruktur erstellt, anhand der neben einer Strömungssimulation auch eine thermische Analyse sowie eine Strukturanalyse durchgeführt werden. Als Ergebnis der ersten Machbarkeitsuntersuchungen zur Abbildung des Oxidationskatalysators vor Turbolader konnten Aussagen zum Verformungs- und Spannungsverhalten unter Einfluss des Abgasstromes festgehalten werden.
Korrelation zwischen Felgenverschmutzungs- und Vektorfeldmessung. - XI, 79 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
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.
Detaillierte Analyse der Restbremsmomente von Radbremsen. - XXIII, 105 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Es werden Einflüsse auf das Restbremsmoment einer Scheibenbremse untersucht. Nach einer Recherche über bekannte Einflüsse auf das Restbremsmoment werden Messdaten einer vorangegangenen Messung zur DTV-Generierung hinsichtlich erkennbarer Auswirkungen auf das Restbremsmoment untersucht. Es wird das Lüftspiel für verschiedene Zustände ermittelt und mit dem Restbremsmoment verglichen. Mit Hilfe mehrere Lüftspiel-Werte werden Kippwinkel der Bremsbeläge ermittelt und deren Einfluss auf das Restbremsmoment erforscht. Weiterhin wird ein Weg aufgezeigt, das Lüftvolumen zu berechnen. Das Restbremsmoment wird auf seine Abhängigkeit vom Lüftvolumen untersucht. Abschließend wird der Einfluss der Kippwinkel anhand von zwei praktischen Versuchen überprüft.