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Der Hauptvorteil des Common-Rail-Einspritzsystems liegt in der Möglichkeit, den Einspritzverlauf weitgehend freizügig zu gestalten und betriebspunktabhängig zu optimieren. Damit wird die gezielte Beeinflussung der Verbrennung und der Abgasemissionen ermöglicht. Weiterer wesentlicher Vorteil ist der modulare Aufbau des Systems, der eine Applikation an nahezu jedem Dieselmotor ohne tiefgreifende Änderungen der Motorkonstruktion darstellbar macht. In dieser Arbeit wird der aktuelle Stand der Erforschung von Gemischbildung und Verbrennung bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung zusammengefasst, die Common-Rail-Einspritzanlage zur Applikation an einem Dieselmotor Zetor 1404 definiert und deren Hauptkomponenten ausgelegt. Besondere Beachtung findet die Auslegung der Strahllagen der schräg eingebauten Einspritzdüse. Dafür wurde anhand der Phänomenologie der physikalischen Gemischbildung eine Modellvorstellung für die anzustrebende Strahlorientierung erarbeitet und angewandt.
Bewertung von Fahrdynamikregelsystemen anhand ausgewählter Fahrmanöver mit Hilfe eines Lenkroboters
(2006)
Das grundlegende Bedürfnis einer fortschrittlichen Gesellschaft nach Mobilität ist mit dem stetigen Wachstum des Personen- und Güterverkehrs verbunden und damit einhergehend mit einer Zu-nahme der Gefahr von Verkehrsunfällen. Fahrdynamikregelsyste-me vermeiden durch den aktiven Eingriff in die Dynamik der Fahr-zeuge die Anzahl der schweren Unfälle. Der Entwurf zur Bewer-tung von Fahrdynamikregelsystem ist Inhalt dieser Arbeit. Neben der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Testfahrten, die mit Hilfe eines Lenkroboters realisiert wurden, werden Ausfüh-rungen zur Beurteilung der Regelsysteme anhand charakteristi-schen Bewertungsgröße gemacht. Ausgangspunkt für die Entwick-lung eines Bewertungskonzepts bildet eine Literaturrecherche zu fahrdynamischen Untersuchungen mit einem Lenkroboter unter Beachtung der Auswertungsprinzipien.
Im Fokus dieser Arbeit stehen die Analyse des Lichtbogens und dessen Einfluss auf das Schmelzen, Ablösen und Beschleunigen des Beschichtungswerkstoffes beim Lichtbogen-Drahtspritzen. Der Aufbau eines geeigneten Messsystems und die Auswahl zielführender Messgrößen sollen einen grundlegenden Aufschluss über die Vorgänge am Lichtbogen geben und die Gründe der unterschiedlichen Verspritzbarkeit verschiedener Drahtformen klären. Darüber hinaus soll der Zusammenhang zwischen den Einstellparametern und den Partikeleigenschaften aufgestellt werden, um eine Prozessvorhersage treffen zu können. Die Betrachtung des sich einstellenden Lichtbogenstromes, bei der Verwendung unterschied-licher Spritzdrähte oder Prozessparameter, gibt einen Aufschluss über den Energieumsatz. Dieser ist bei der Diskussion der Ergebnisse zu berücksichtigen. Als letztes soll der Einfluss der Stromquelle, insbesondere die Betriebsart
Inhalt dieser Arbeit ist die Analyse und die Optimierung der Verbrennungsvorgänge in einem modernen Vierzylinder-Pkw-Dieselmotor mit HCCI-Brennverfahren. Unter Berücksichtigung der thermodynamischen und strömungsmechanischen Grundlagen und des aktuellen Standes der dieselmotorischen Verbrennung wird eine umfassende Untersuchung der Prozessabläufe für Luft, Kraftstoff und Ladungszusammensetzung sowie der Brennraumgestaltung durchgeführt. Besonderheit ist hierbei die vollständige Simulation mittels gekoppelter 1D- und 3D- Software. Die zum Einsatz kommenden Softwarepakete AMESim® und GT-Power® liefern alle notwendigen Eingabegrößen, die den Einspritzvorgang beschreiben bzw. die erforderlichen Start- und Randbedingungen für die anschließende 3D-Verbrennungssimulation mit dem CFD-Programm FIRE® bereitstellen. Aus den ersten Untersuchungen der Ladungswechsel- und Gemischbildungsvorgänge resultiert eine Vorzugsvariante mit strömungsoptimierten Einlasskanälen und einer angepassten Konfiguration der Einspritzdüse auf die Brennraummuldenform. Diese bildet das Fundament für eine umfassende Analyse mit der Korrelation des Parameters Kraftstoff. Die gezielte Variation des Einspritzdruckes und des Einspritzbeginns, die zeitliche Trennung und die Modulation der Kraftstoffmenge sowie ein neues Konzept der räumlichen Trennung von Mehrfacheinspritzungen zeigen dabei eine deutliche Verbesserung bei der Senkung abgasseitiger Schadstoffe angelehnt an entsprechend zukünftige europäische Emissionsvorschriften.
In dieser Arbeit wurden die grundlegenden Methoden der Ermittlung von Drehschwingungen an Kurbelwellen theoretisch und messtechnisch dargestellt. Dazu wurde an einem Motorenprüfstand ein Fünfzylinder-Dieselmotor mit Messtechnik zur Winkelgeschwindigkeits- und Zylinderdruckerfassung ausgerüstet. Die Amplituden der Drehschwingungen wurden mit Hilfe des PAK-Messsystems der Fa. Müller BBM aufgezeichnet und ausgewertet. Außerdem wurde an einem Vierzylinder-Dieselmotor das Messsystem
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.
Autorenreferat Aufgrund der Leistungssteigerung des Antriebsmotors soll das Verteilergetriebe eines Mähdreschers untersucht werden. Das Ziel der Arbeit besteht in der Überprüfung und Nachrechnung der zwei integrierten Lamellenkupplungen. Die Belastungen werden ermittelt und es wird eine Anforderungsliste erstellt. Die Masterarbeit nimmt Bezug auf die Definition und Ermittlung von wesentlichen Einflussgrößen nasslaufender Lamellen-kupplungen. Es werden die für eine Kupplungsauslegung erforderlichen Berechnungen zusammengetragen. Vertiefend wird dabei auf das Kupplungskennmoment und auf die Reibarbeit eingegangen. Die Berechnungen werden in allgemeiner Form erörtert und am konkreten Beispiel der nasslaufenden Hauptkupplung für das Dreschwerk angewendet. In direkter Verbindung dazu steht der Entwurf eines Rechenprogramms, welches Bestandteil der Arbeit ist. Das Getriebe wird hinsichtlich der Wertschöpfung analysiert, dabei wird speziell auf die Gestaltung der Nebenkupplung für das Korntankentleerungssystem eingegangen. Im Ergebnis wird die Nachrechnung mit früheren Messwerten verglichen und eine Empfehlung für die Verwendung der Kupplungen ausgesprochen. Die Kupplungen sind bezüglich der maximalen Drehmomente ausreichend dimensioniert. Die Schaltarbeit ist ein Kriterium, das maßgeblich von der Einschaltsteuerung der Kupplung abhängig ist.
Mit dem Hintergrund eine richtungsunabhängigen Laserstrahlbeschichtung zu ermöglichen, wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten FLEXILAS-Projektes, ein Strahlteilerbearbeitungskopf entwickelt. Dieser teilt den fokussierten Rohstrahl über ein Dachkantprisma in zwei Teilstrahlen auf. Dies ermöglicht eine koaxiale Zufuhr von drahtförmigen Zusatzwerkstoffen. In dieser Arbeit wurde dieser Strahlteilerbearbeitungskopf an die vorhandene Systemtechnik der Daimler AG adaptiert und erste Grundlagenuntersuchungen zur Richtungsunabhängigkeit durchgeführt. Die Versuche erfolgten auf ein Aluminiumsubstrat. Als Zusatzwerkstoff kam hierbei eine Kupferbasislegierung zum Einsatz. Die Versuche umfassten die Variation der wichtigsten Prozessparameter wie Laserleistung, Drahtförderrahte, Vorschub und Beschichtungsrichtung. Diese Arbeit zeigt dabei Einflussfaktoren und Optimierungsansätze der Anlagentechnik und des Strahlteilerbearbeitungskopfes bezüglich einer richtungsunabhänige Beschichtung mit Laserstrahlung.
Ziel der Arbeit war die Optimierung eines Direkteinspritzsystems mit Hochdruckmodulation eines kompakten Hochleistungs-Ottomotors und Erarbeitung einer geeigneten Gemischbildung für die Anwendung in einem seriellen Hybriden. Unter Nutzung bestehender Simulationsergebnisse wurden unterschiedliche Parameter des Einspritzsystems mit Untersuchungen an Funktionsprüfständen abgeglichen und verifiziert. Auf Basis dieser Daten wurde der Einspritzstrahl hinsichtlich der Geometrie im Brennraum weiter optimiert. Die so entwickelte Variante des Einspritzsystems wurde an einen 125ccm Verbrennungsmotor appliziert. Auf dem Motorprüfstand wurden Einflussfaktoren, wie Strahlgüte, Verdichtungsverhältnis des Versuchsmotors und Steuerparameter variiert und hinsichtlich Leistungsabgabe, Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen untersucht und optimiert. Mit den erstellten Kennfeldern mit unterschiedlichen Steuerstrategien wurde die Grundlage für tiefer gehende Untersuchungen an einem geeigneten Generator gelegt.
Rechnergestützte Festigkeitsanalysen mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) gehören neben der Computerunterstützten Konstruktion (CAD) zu den Standardwerkzeugen im virtuellen Produktentstehungsprozess. Historisch bedingt haben sich beide Zweige eigenständig, voneinander getrennt entwickelt. Um die Entwicklungskosten und Entstehungszeiten weiter zu senken, scheint es sinnvoll die Konstruktion und Berechnung auf einer gemeinsamen Ebene zu vereinen. Ziel dieser Arbeit ist es zu prüfen, inwieweit die Möglichkeit besteht, die Finite-Elemente-Methode als konstruktionsbegleitende Berechnung innerhalb des Interieur-Entwicklungsprozesses der Modellreihe Volkswagen Pick-Up einzusetzen.
Das hydrodynamisch geschmierte Radialgleitlager ist aufgrund seiner einfachen Bauweise und großen Zuverlässigkeit aus dem modernen Maschinenbau nicht mehr wegzudenken. Neben akustischen, finanziellen und leichtbautechnischen Vorzügen, ist ein weiterer entscheidender Vorteil gegenüber dem Wälzlager ein nahezu verschleißfreier Betrieb und die damit verbundene lange Lebensdauer. Nach wie vor treten jedoch Einzelfälle auf, bei denen es aufgrund des Zusammenspiels vieler Einflussfaktoren zu starkem Verschleiß und letztendlich zum Totalausfall des Lagers kommt. Eine mögliche Ausfallursache ist die Kavitation und der damit verbundene erosive Materialabtrag an der Welle bzw. Lagerschale. Um die Ursache von Kavitation zu erkunden, ist es notwendig, eine genaue Kenntnis über den Zustand der Strömung im Schmierspalt zu haben. In dieser Arbeit werden die Beschaffenheit beziehungsweise die Eigenschaften der Strömung im Nahfeld der Zulaufbohrung eines Gleitlagers analysiert. Auf Basis experimenteller sowie numerischer Untersuchungen werden Besonderheiten der Strömung im Schmierspalt hinsichtlich der Geschwindigkeits- und Druckverteilung aufgezeigt.
Ziel dieser Masterarbeit war es ein Konzept für ein Doppelkupplungsgetriebe mit mindestens neun Gängen zu erarbeiten und dieses Getriebekonzept konstruktiv umzusetzen. In der Konzeptphase wurde die Anzahl der Getriebeachsen sowie deren Anordnung im vorhandenen Fahrzeugbauraum betrachtet. Die Positionierung der Radebenen auf den Getriebewellen wurde ebenso untersucht, wie die Aufteilung der einzelnen Stirnradstufen in Festrad und Schaltrad zwischen den Wellen und zusammen mit den zur Verschaltung benötigten Synchronisierungen bewertet. Die sich ergebenden Vorzugsvarianten wurden hinsichtlich der realisierbaren Gangzahl und den Vorwahlmöglichkeiten geprüft. Das ausgearbeitete Getriebekonzept besitzt zehn Vorwärtsgänge, die sich durch Mehrfachnutzung einzelner Übersetzungsstufen, mit 14 Zahnrädern realisieren lassen. Dabei werden in jedem Gang nur zwei Zahneingriffe benötigt. Das Getriebe weist einen Berggang und zwei Overdrive-Fahrstufen auf. Die, inklusive RW-Gang, elf Fahrstufen können mit fünf Synchronisierungen geschaltet werden. Die Entwurfsberechnung beinhalten Auslegung der Übersetzungsreihe und die Achsabstände. Auf Basis eines Lastkollektivs wurde die Geometrie der Zahnräder auf Festigkeit untersucht. Ebenso wurden die Lager und die Getriebewellen berechnet.Aus dem Getriebeentwurf wurde ein 3D-Modell des Radsatzes erstellt. Außerdem wurde eine elektrohydraulische Schaltbetätigung der Gangsteller konstruktiv umgesetzt und in das Package des Radsatzes integriert. Zusätzlich wurde eine Möglichkeit herausgearbeitet um mittels einer Add-On-Lösung einen Allradantrieb zu realisieren.
Ziel dieser Arbeit ist das Aufzeigen einer Planungsvariante für einen Aluminium-Stahl- Hybridkarosseriebau im Kleinserien- bzw. Luxussegment und der Vergleich mit dem aktuellen Karosseriebau auf Basis einer Blechschalenbauweise aus Stahl. Beispielhaft soll dies für den Bereich der Unterbaufertigung des Bentley Continental GT erfolgen. Beginnend mit einer Vorstellung der zu beachtenden Aspekte hinsichtlich einer Mischbauweise mit Aluminium und Stahl und der entsprechenden Verbindungstechniken folgt anschließend eine Analyse der Ist-Situation. Im weiteren Verlauf wird die Planungsvariante für den Aluminium-Stahl-Hybridkarosseriebau erläutert und dem Ist-Stand gegenübergestellt, um die wesentlichen Unterschiede aufzuzeigen sowie anschließend die Vorzugsvariante auswählen zu können.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Berechnung des akustischen Fahrzeuginnenraums. Die Berechnung wird mit der theoretischen Grundlagen der numerischen Strömungssimulation und Akustik durchgefüht. Der Berechnungsprozess wurde mit software Virtual Lab Akustik erfolgt. Das verwendete Modell ist ein halber Innenraum eines Fahrzeuges (Fiat) in der Hochschule Zwickau. Einerseits erfahrt man etwas über die Schalldruckverteilung sowie Geschwindigkeit der Luft in Innenraum des Fahrzeugs durch die Finite Elemente Methode (FEM), andereseits wurde die Berechnung mit Boundary Element Methode (BEM) auf der Fläche im Innenraum durchgeführt. Anregungen, die für das Modell zur Berechnung genutzt wurde, sind Anregung des Motors und Zweiraden des Fahrzeugs. Mit unterschiedlichen Frequenzen entstehen verschieden Berechnungsergebnisse und geeignete Bildgenerierungen. Durch die Berechnung mit FEM und BEM kann man sichtbar Ergebnisse vergleichen oder bewerten