Herleitung von Applikationsrichtlinien für SCR-Systeme an Pkw-Dieselmotoren. - V, 99 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
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.
Analysen zu Sensor-/Aktorkonzepten an der Mensch-Maschine-Schnittstelle "Lenkrad". - 110 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle "Lenkrad", bei der die Kommunikation zwischen Fahrer und Fahrzeug zunehmend in den Mittelpunkt rückt. Die Arbeit befasst sich mit den derzeitigen Tendenzen zum computergestützten Kraftfahrzeug und den damit steigenden Ansprüchen an die Bedienung solcher Systeme. Im Focus steht dabei das Lenkrad, mit seinen Vorzügen als komfortables Bedienelement fungieren zu können und dabei noch die Fahrsicherheit zu wahren. Neben einer umfangreichen Recherche zu aktuellen Konzepten rund um das Lenkrad, werden auch neue Konzepte vorgestellt, mit dem Ziel, diese für die später Formulierung von eigenen Schutzrechten nutzen zu können. Die betrachteten Konzepte oder Verfahren werden dahingehend eingehend auf ihre sensorischen und aktorischen Eigenschaften untersucht und mögliche konstruktive Lösungen zur Anwendung dieser Konzepte vorgestellt.
Entwicklung eines thermischen Mischreibmodells für Stirnradsätze von Fahrzeuggetrieben. - 102 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
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.
Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum solldatenbasierten Anfasen von Kegelrädern . - X, 97 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode zum automatischen Entgraten und Anfasen von Kegelrädern auf Basis von Solldaten vorgestellt. Solldaten enthalten die drei-dimensionale Beschreibung der Flankenoberfläche eines Zahnes in Form von Gitterpunkten, welche für alle vier Flanken, konkave und konvexe Flanke für Ritzel und Tellerrad, berechnet und in einer Datei abgespeichert werden. Für die Berechnung einer definierten Fase nach der beschriebenen Methode werden die Gitterpunkte an der entsprechenden Kante verwendet. Dies ist für alle 8 vorhanden Kanten (konkave und konvexe Flanke an Zehe und Ferse für Ritzel und Tellerrad) sowie den Zahnfuß, sofern dieser in den Solldaten auch mit erfasst ist, möglich. Da es sich bei dem Anfasen um ein kontinuierliches Verfahren handelt, das heisst Werkzeug und Werkstück sind entsprechend dem Verhältnis Schneiden- zu Zähnezahl zu synchronisieren, müssen für die korrekte Berechnung des Fasenwinkels, die Relativbewegungen berücksichtigt werden. Hierfür werden die Geschwindigkeitsvektoren für beide Teile berechnet und der Winkel entsprechend angepasst. Ein Software-Tool in der Programmiersprache C++ wurde als Berechnungsbasis entwickelt. Dieses berechnet die Position sowie die Schneidenorientierung des Fräsers für die einzelnen Punkte und dessen Pfad entlang des Zahnprofiles. Weiterhin umfasst das C++Tool nicht nur die Berechnung für die verschiedenen Einstellungen bezüglich der Fase selbst sondern berücksichtigt auch die bei The Gleason Works verfügbaren Fräsergeometrien. Die theoretischen Berechnungen wurden in einer speziell konstruierten Testumgebung mit sechs steuerbaren CNC Achsen überprüft. Hierbei wurden nicht nur die einzelnen Flanken variiert, sondern auch eine Einflussgrößenbetrachtung für ausgewählte Parameter durchgeführt und bewertet.
Untersuchungen zu smarten Fadenkonzepten im Bereich automobiler Anwendungen. - XV, 83 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
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.
CFD-Simulation der Strömung im Fahrzeugradhaus. - IX, 72 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Neue Gesetze und Normen in Bezug auf Grenzwerte für den Ausstoß von Partikeln am Kraftfahrzeug, verlangen innovative Entwicklungen, wie beispielsweise den Dieselpartikelfilter. Derartige Entwicklungstendenzen fordern "sauberere" Motoren wodurch der Anteil, der durch das Abgassystem ausgeschiedenen Russteilchen, stetig sinkt. In Folge dessen kommt es zu einer Verschiebung des Verhältnisses der anteiligen Emissionen von Partikeln am Kraftfahrzeug, wodurch der Ausstoß, der beim Bremsvorgang entstehenden Partikel, permanent an Bedeutung gewinnt. Ein weiterer Aspekt, ist die Verschmutzung der Felge durch Bremsstaub. Diesbezüglich sind grundlegende Kenntnisse über das Strömungsverhalten im Fahrzeugradhaus und speziell über das Flugverhalten der Bremspartikel, um die Radbremse innerhalb der Radfelge, notwendig. Hier kommt die computergestützte numerische Strömungssimulation zum Einsatz, welche Aufschlüsse über strömungstechnische Effekte und das Strömungsverhalten geben soll. Die Ergebnisse sind die Simulation der Partikelflugbahnen und die Entwicklung geeigneter Maßnahmen zur Beeinflussung des Flugverhaltens der Bremspartikel.
Betätigungssysteme für entkoppelte Bremssysteme. - VI, 76 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
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.
Diagnose von Gleitringdichtungen mittels Ultraschall. - X, 76 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
In der Gegenwart finden Gleitringdichtungen millionenfach in einer Vielzahl von industriellen und automobilen Applikationen ihre Anwendung. Im Zuge des Instandhaltungsmanagements dieser Maschinenelemente ist es daher aus Sicherheits- und Kostengründen von Nöten, eine praktikable und aussagekräftige Betriebszustandsüberwachung sicherzustellen. Ausgehend von diesen Ansprüchen ist die Zielsetzung dieser Arbeit, den aktuellen Stand der Technik zur technischen Diagnose von Gleitringdichtungen mittels Ultraschall aufzuzeigen und eine Potenzialabschätzung zu treffen. Als Grundlage dafür dient eine ausführliche Patent- und Literaturrecherche. Nach einer theoretischen Einführung in das Gebiet der Gleitringdichtungen werden, anhand von ausgewählten Patenten und Veröffentlichungen, entwickelte Verfahren und Trends dargelegt. Der Fokus liegt dabei auf der Beschreibung der Methoden und einer anschließenden Beurteilung ihrer Anwendbarkeit unter technischen, aber auch wirtschaftlichen Aspekten. Aufbauend auf den erworbenen Erkenntnissen wird ein Prüfaufbau mit einer GLRD realisiert. Mit dessen Hilfe soll das Potenzial der Ultraschallanalyse in einem praktischen Versuch gezeigt werden. Den Abschluss der Arbeit stellt die Auswertung und Beurteilung der dabei gewonnenen Messwerte dar.
Strömungsmessung der partikelbeladenen Strömungen im Fahrzeugradhaus. - IX, 58 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
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.
Untersuchungen zu den Anwendungsmöglichkeiten von Latentwärmespeichersystemen in automobilen Applikationen. - XI, 143 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Der bevorstehende technologische Wandel im Bereich der Fahrzeugantriebskonzepte bürgt einige wärmetechnische Problemstellungen. Das seit Jahrzenten bekannte Prinzip der latenten Wärmespeicherung besitzt ein Potenzial zur Schadstoffemissions- und Energieverbrauchsreduzierung. Inhalt der Arbeit ist eine Analyse zur Potenzialabschätzung moderner Latentwärmespeichertechnologien. Dabei untergliedert sich die Arbeit in vier große Teilgebiete. Diese Gebiete sind die Temperierung der Fahrzeugkabine, des Motors und des Abgaskatalysators sowie eine gesonderte Betrachtung für den Bereich der elektrisch betriebenen Fahrzeuge, mit der Untergliederung in serielle Hybride und reine Elektrofahrzeuge. Für die Elektrotraktion soll geklärt werden, inwieweit leistungsumsetzende Fahrzeugkomponenten als Wärmequelle geeignet sind und ob sie Aufgaben wie bspw. die Innenraum- oder Batterietemperierung, übernehmen können. Zur Klärung des aktuellen Standes der Technik und zur Formulierung von Trends ist eine ausgedehnte Patentrecherche an jedes Teilgebiet angegliedert. Ausgangspunkt für die Beschaffung der Stoffdaten von kommerziellen Phasenwechselmaterialien (PCM) ist eine Recherche in der einschlägigen Literatur. Abschließend findet eine Bewertung und Formulierung des Potenzials mit dem Ziel statt, aufbauende Arbeiten abzuleiten.