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Die im Typschadenversuch ermittelten Kraftmessdaten dienen der Dimensionierung der Stoßfängerstrukturen eines Fahrzeugs. Die DIplomarbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Optimierung des auf DMS basierenden Kraftmesssystems der AUDI AG. Statische und dynamische Untersuchungen ergaben, dass die Kraftmessung durch richtungsabhängiges Übersprechen der Kraftaufnehmer verfälscht wird und dynamische Trägheitskräfte sehr gering sind. Eine FE- Berchnung hat gezeigt, dass verformungsbedingte Querkräfte an den Kraftaufnehmern wirksam werden. Die Modalanalyse der Barrieren hat ergeben, dass das Eigenschwingverhalten maßgeblich durch Kraftaufnehmer beeinflußt wird. Als Optimierungsansatz wurde der Einsatz piezoelektrischer Kraftaufnehmer vorgeschlagen, die den Anforderungen der Kraftmessung im Typschadenversuch besser gerecht werden.
Der hohe Entwicklungsstand des Verbrennungsmotors erfordert den Einsatz der numerischen Simulation bereits in einer frühen Phase der Produktentwicklung. Mit dem Programm PIMO3D kann sowohl die Kolbensekundärbewegung als auch die Tribologie und die Dynamik des Kolben-Zylinder-Systems unter Berücksichtigung von Mischreibungszuständen und der Feinkontur von Kolben und Zylinder im Kalt- und Warmzustand simuliert werden. Ausgehend von der Theorie der Hydro- und Strukturdynamik, wird im Rahmen der Arbeit ein Berechnungsmodell zur Analyse der Kolben-Zylinder-Dynamik für den Motor M271E18 der DaimlerChrysler AG erstellt. Auf der Basis von Temperaturmessdaten werden die Temperaturverteilung und die thermisch bedingte Verformung des Kolbens betriebspunktabhängig mit Hilfe der FEM berechnet. Anhand einer Parameterstudie wird der Einfluss der Kolbenbolzendesachsierung und der Kurbelwellenschränkung sowie der ballig-ovalen Kolbenfeinkontur auf die Reibleistung in den geschmierten Kontakten zwischen Kolbenschaft und Zylinderwand bzw. Kolbenbolzen und Kolbennabe untersucht. Gleichermaßen wird die Schwingungsanregung der Zylinderlaufbuchse als Folge des Kolbenaufschlags auf die Zylinderwand analysiert und für ausgewählte Motorbetriebspunkte anhand von Beschleunigungsmessungen validiert. Durch eine spezielle Formgebung der Kolbenbolzenbohrung bzw. durch eine Verringerung der Kolbenschaftovalität in Verbindung mit einer modifizierten Schaftballigkeit lässt sich das System hinsichtlich einer Verminderung der mischreibungsbedingt großen Reibleistung und einer Reduzierung der Strukturschwingungen der Zylinderlaufbuchse optimieren.