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Mit dem Thermischen Smart Grid ist es möglich, die Energieabgabe an die Umwelt zu minimieren, indem die überschüssige Wärme- und Kälteenergie durch eine energetische Umverteilung zwischen den Netzteilnehmern zu den Verbrauchern mit Wärme- oder Kältebedarf transportiert wird. Dazu wurde die intelligente Netzknotenstation entwickelt, welche die Netzteilnehmer über ein Rohrleitungssystem hydraulisch miteinander verbindet. Die Netzknotenstationen bilden im Thermischen Smart Grid die zentralen hydraulischen Verteileinheiten und sind für den gerichteten Medienfluss verantwortlich. Der allgemeine Aufbau/Anschluss der Netzknotenstation und die mono- sowie bidirektionale Durchströmung der B-Knoten wurde zunächst unabhängig von einer realen Anwendung beschrieben. Anschließend ist die Umsetzung und die hydraulische Einbindung der Netzknotenstation in das Heiz-/ Kühlsystem im Ubineum erfolgt. Mit dem im Ubineum verfügbaren Quellen/Senken sind verschiedene Anschlussvarianten konstruiert und bewertet worden. Für die Umsetzung im Ubineum wurde eine Anschlussvariante ausgewählt.
Für die energetische Umverteilung im Thermischen Smart Grid ist die Steuerung sowie Verteilung der Wärme- und Kälteströme mit Matlab simuliert worden. Es ist der Aufbau der neuen Netzkonfiguration erfolgt und die Durchführung der Prozesssimulation sowie die Ansteuerung der Feldgeräte ist implementiert worden. Anschließend wurde die Funktionstauglichkeit der Simulation und das korrekte Ansteuern der Feldgeräte in einem Funktionstest durch das Einspielen eines Testauftrags überprüft. Die Funktionsüberprüfung verlief von dem Starten der Simulation über die Abarbeitung der beiden Testprozesse (Auftragsbeginn, Auftragsbeendigung) bis zum korrekten Ansteuern der Feldgeräte erfolgreich und fehlerlos.
Um den Energieaustausch im Thermischen Smart Grid zu optimieren, sind Strategien zur Steuerung/Verteilung der Energieströme entwickelt worden. Die Optimierung erfolgte zunächst durch die Betrachtung und Bewertung einzelner Bewertungsvariablen, was aber zu keiner wirtschaftlich, ökologisch und energetisch optimalen sowie effizienten Auswahl des Angebotsknotens und Abarbeitung der Bedarfsanforderung führte. Es ist demzufolge eine Optimierung durch die Bewertung mehrerer Bewertungsvariablen nach definierten Kriterien beschrieben worden.
Für das Konzept zur Energiekostenabrechnung beim Austausch von Energiepaketen ist zunächst das Erfassen der ausgetauschten Energiepakete durch Wärme-/Kältemengenzähler beschrieben worden. Anschließend wurde zur Energiekostenberechnung ein Konzept für ein Abrechnungsmodell entwickelt, das nach einem dynamischen Preiskonzept arbeitet.
Bewertung einer Auswahl von Heizkörpern bei der Nutzung als Raumkühlgerät, Vergleich der Abkühl- und Durchströmungsverhalten der Heizkörper anhand Strömungssimulation, Erarbeiten einer Aufgabenstellung für notwendige Änderungen am Heizkörperanschluss, Darstellung eines Nutzungskonzeptes und Beschreibung der Wärmeströme mittels Jahressimulation in einem mehrgeschossigen Wohngebäude Konzeption für die Umrüstung eines Heizungsstranges in einem mehrgeschossigen Wohngebäude, Kostenschätzung und Berechnung der wirtschaftlichen Leistungs- und Arbeitspreise für Wärme- und Kältelieferungen mit den Nutzungsansätzen der Simulation
The increasing impact of Internal combustion engines on the environment have led to some stringent rules over the automotive industry, which have forced them to have a deeper investigation into the components of the engine.Friction, oil consumption and blow-by are the major concern of the automotive industry and all of this happens at the Piston-ring pack assembly. So, through this work using 3D CFD software Star CCM+, the better understanding of the fluid mechanics in the Piston-ring pack is addressed, which could be helpful for the broad range of R&D and can also provide base for the further CFD research. A two-dimensional geometric section of the Piston-ring pack has been selected of the Gasoline engine having the operating condition of full load. The 2D Piston-ring pack has been modelled with the transient condition of Pressure and Temperature over the cycle. Dynamic mesh has been created for the kinematics and dynamics of the Piston and rings. Gas flow and oil flow in the Piston-ring pack was analysed with the dependent parameters like absolute pressure for 3 cycles, which was also compared with available MBS (Multi-body Simulation) results, Mass flow rate. Based on that, the flow pattern of the gas and oil was captured with different transport mechanism i.e. reverse flow, inertia force, squeezing, pumping. Hydrodynamic friction power loss was also studied between ring-liner gap due to shear stress in lubricating oil and the results was compared with MBS results. The resultant axial and radial force acting on the rings was also calculated and compared for all the 3 cycles. This work is the comprehensive investigation of the Piston-ring pack (2D-model) for all the important mechanism could take place in the Piston-ring pack. It constitutes a major step in understanding oil and gas dynamics in the Piston-ring pack.
In der vorliegenden Arbeit wird die Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Arbeitsprozessen in verschiedenen industriellen Arbeitsbereichen mithilfe von Wearables untersucht. Analog dazu werden Rückschlüsse auf die Gebrauchstauglichkeit von Wearables im industriellen Einsatz geschlossen und ggf. potenzielle Anwendungsmöglichkeiten identifiziert. Umgesetzt wird dies durch den Einsatz von unterschiedlichen Wearables in verschiedenen industriellen Arbeitsbereichen. Dabei gilt es, die Unterstützungsmöglichkeiten durch Wearables sowie mögliche Probleme bei deren Einsatz in der Industrie zu untersuchen, um daraus gegebenenfalls Rückschlüsse auf die Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Arbeitsprozessen ziehen zu können. Darüber hinaus können gleichzeitig Erkenntnisse hinsichtlich der Akzeptanz von Nutzern gegenüber Wearables im beruflichen Umfeld gewonnen werden.
Die Masterarbeit befasst sich mit der Erstellung mathematischer Regressionsmodelle. Diese dienen der Bewertung des Zustandes von Motoröl in verschiedenen BMW Motoren. Dafür sind zunächst die grundlegenden Eigenschaften von Motoröl aufgezeigt. Dazu gehört das Analysieren wesentlicher Verschleißindikatoren von Motoröl. Für die Erstellung mathematischer Modellgleichungen liegen etwa 1000 Ölproben aus unterschiedlichen Fahrzeugen vor. Die Ölproben stammen von BMW Niederlassungen diverser Länder, darunter Deutschland, China und die USA. Neben dem Zustand der Ölproben, ist die Betriebscharakteristik der zugehörigen Fahrzeuge bekannt. Diese dienen der Berechnung wesentlicher Verschleißgrößen von Motoröl. Die vorliegendenden Daten sind sortiert und von Messfehlern bereinigt. Über verschiedene Bewertungskriterien wird bestimmt, wie gut die Modellgleichungen den Ölzustand prognostizieren können. Mit wachsender Ölprobenzahl werden die mathematischen Modelle automatisiert, über ein Matlab Programm, berechnet. Das Matlab Programm konnte anschließend in eine BMW interne Datenbank eingebunden werden. Dies bietet die Möglichkeit den Ölzustand beliebiger Fahrzeuge, auf Basis der Betriebscharakteristik, zu beschreiben. Abschließend kann anhand des Bestimmtheitsmaßes sowie dem Standardfehler bestimmt werden, mit welcher Genauigkeit das Modell Prognosewerte berechnet.
In der Arbeit wurden Sensitivitätsanalysen in Abhängigkeit der Auslegung ausgewählter Fahrzeuge, sowie der lastabhängigen und der lastunabhängigen Getriebeverluste durchgeführt. Es wurden konventionelle und elektrifizierte Antriebe (PHEV, BEV) betrachtet, wobei das Hauptaugenmerk auf der Elektrifizierung lag. Außerdem wurden die Ursachen der analysierten Verbrauchssensitivitäten erläutert. Weiterhin war ein Zusammenhang der rein konventionell angetriebenen und der rein elektrisch angetriebenen Fahrzeuge mit einen hybridisch angetriebenen Fahrzeug zu analysieren. Zur frühzeitigen Einschätzungen dieser Sensitivitäten wurden Abschätzkarten für die jeweiligen Antriebe erstellt.
Entwicklung und Untersuchung eines alternativen Gemischbildungssystems für Verbrennungsmotoren
(2018)
Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung und Untersuchung von alternativen Gemischaufbereitungssystemen. Es wurden dafür verschiedene Systeme theoretisch näher betrachtet und relevante Informationen extrahiert. Basierend auf diesen wurden im Anschluss verschiedene Systeme entwickelt, konstruiert, gebaut und letztendlich mit geeigneter Messtechnik getestet und untersucht. Die ermittelten Ergebnisse wurden zuletzt ausgewertet, verglichen und beurteilt. Die so gewonnen Erkenntnisse wurden in einem Fazit und einem Ausblick zusammengefasst.
Mit dieser Masterarbeit wurden, im Rahmen eines Projektes der Abteilung Triebsatzverkabelung seitens der Volkswagen AG, genaue Untersuchungen zur Freigabe von Bauteilen analysiert, welche zur Materialgruppe des Hitzeschutzes gehören. Primäres Ziel war es dabei, zukünftige Entwicklungsaufwände zu reduzieren und gleichzeitig die Mehrlieferantenstrategie zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund wurde geprüft, in wie weit zur Verfügung stehende Informationen gebündelt werden können und welche Maßnahmen notwendig sind, um die Entwicklungs- und Freigabeprozesse in kürzerer Zeit darstellen zu können. In diesem Zuge entstand eine ausführliche Übersicht von Bauteilen, Lieferanten, einsetzbaren Hitzeschutzmaterialien und den zugehörigen Materialeigenschaften. Gleichzeitig wurde dokumentiert, welche mitgeltenden Unterlagen dieser Materialgruppe vereinheitlicht werden können und es wurde ausgearbeitet, wie einheitliche Materialdatenblätter und technische Zeichnungen aussehen müssen, wenn die Interessen aller beteiligten Fachbereiche berücksichtigt werden. Im Verlauf der Untersuchung stellte sich heraus, dass zum Beschleunigen des Freigabeprozesses und zur Unterstützung der Vergleichbarkeit von Hitzeschutzprodukten unterschiedlicher Lieferanten zusätzliche Materialprüfungen notwendig sind. Zu diesem Zweck wurde, im Zuge der Masterarbeit, ein neuer Prüfstand für Hitzeschutzmaterialien entwickelt. Das Ergebnis dieser Arbeit umfasst einen neuen Freigabeprozess, welcher, basierend auf den Ergebnissen der neuen Materialprüfung, zukünftige Entwicklungstätigkeiten im Bereich Hitzeschutz beschleunigt und mit einer Verbesserung der Vergleichbarkeit die Mehrlieferantenstrategie unterstützt.
Der Automobilbau ist stark von den hohen Qualitätsanforderungen des Kunden geprägt. Die MA Automotive GmbH, als Lieferant im Bereich des Karosseriebaus, fertigt Press- und Zusammenbauteile, die das optische Erscheinungsbild des Fahrzeuges für den ersten Eindruck des Kunden prägen. Um dem vom Fahrzeughersteller geforderten Qualitätsanspruch zu genügen, erfolgen geometrische Messungen der hergestellten Bauteile. Für die Durchführung zukünftiger Projekte wie die des Mercedes Sprinter, Lamborghini Urus und des elektronischen SUV von Mercedes, müssen die vorhandenen messtechnischen Kapazitäten genügen, um in den vorgegebenen Fertigungstoleranzen die Serienproduktion zu realisieren. Die vorliegende Arbeit untersucht dabei die vorhandenen Kapazitäten im Messraum hinsichtlich des Personals sowie der vorhandenen Koordinatenmessgeräte. Dabei soll untersucht werden, ob die anstehenden Projekte messtechnisch bedient werden können. Das Resultat der Kapazitätsanalyse zeigt den notwendigen Handlungsbedarf zur Erweiterung der vorhandenen Messkapazität. Es wird mit Hilfe einer Nutzwertanalyse ein geeignetes Koordinatenmessgerät ausgesucht, sodass die Fertigung auf dem gleichbleibend hohen Niveau weiter gesteuert werden kann. Der Vergleich wird zwischen den Messgeräten der Hersteller Carl Zeiss Optotechnik GmbH, mit der COMET Automated Anlage und dem Hersteller GOM, mit dem ATOS III Triple Scan vorgenommen. Eine angeschlossene Sensitivitätsanalyse prüft das Ergebnis auf dessen Belastbarkeit, um eine Handlungsempfehlung für die MA Automotive GmbH auszusprechen.
Für eine systematische Arbeitsschutzorganisation ist ein nachhaltiger Aufbau eines Arbeitsschutzmanagementsystems sinnvoll. Durch die Analyse der Arbeitsschutzor-ganisation werden Mängel in den verschiedenen Geschäftsprozessen aufgedeckt. Zur Verbesserung werden Maßnahmen in der Ablauforganisation entwickelt, neue Prozesse erstellt und bestehende optimiert. Mit der Erstellung eines Arbeitsschutz-managementhandbuchs werden die Abläufe dokumentiert und für alle Beschäftigten verständlich aufbereitet. Die Funktionsfähigkeit der Arbeitsschutzorganisation wird durch einen Vergleich der Zuständigkeiten, der Zielstruktur und den entwickelten Maßnahmen hin überprüft. Für die Definition des Sollzustandes wird die im Entwurf vorliegende ISO/DIS 45001:2016 genutzt.
Aufgrund der steigenden Anforderungen hinsichtlich der CO2-Emission bietet es sich an, zwei Maßnahmen zur Senkung der CO2-Emission zu kombinieren. Zum einen der Hybridantrieb, zum anderen der Erdgasantrieb. Die vorliegende Masterarbeit gibt eine Übersicht über elektrische Antriebe und den Erdgasantrieb im Kraftfahrzeug. Weiterhin erfolgt die Erstellung einer Anforderungsliste für ein Elektro-Hybrid-Fahrzeug mit Erdgas-Aggregat. Auf Grundlage des VW Golf werden drei Konzepte vorgelegt: Ein Elektrofahrzeug mit Range Extender, ein paralleler Hybrid und ein kombinierter Hybrid. Für jedes Konzept erfolgt die Auswahl und Dimensionierung der ausschlaggebenden Komponenten des Antriebs und der Energiespeicher. Zudem beinhaltet die Arbeit für jedes Konzept die Erstellung eines Packageplans, um die Unterbringung aller Komponenten des Antriebs ohne Einschränkung des Nutzens sicherzustellen. In einer darauffolgenden Nutzwertanalyse wird ersichtlich, dass der parallele Hybrid, vor allem aufgrund der Nähe zur Serie, das favorisierte Konzept darstellt. Die Arbeit zeigt, dass prinzipiell die Möglichkeit besteht mit vergleichsweise geringem Entwicklungsaufwand ein Elektro-Hybrid-Fahrzeug mit Erdgas-Aggregat aufzubauen, welches durch eine äußerst geringe CO2-Emission besticht. Es bleibt zu untersuchen, ob ein solches Fahrzeug aufgrund des hohen Aufwands des Antriebs marktfähig ist.
Die numerische Strömungsberechnung bietet die Möglichkeit, Verhalten der Strömungen zu untersuchen und dadurch die geometriechen Details des Einlasskanals schneller zu optimieren. Die zunehmende Leistung von Rechnern erlaubt es nun, die Strömungsberechnung anhand der Large Eddy Simulaion (LES) zu durchführen. Mit der LES können die Motorinnenströmungen während der Ansaugsphase qualitativ und quantitativ im Vergleich zum Experiment gut wiedergegeben werden.