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Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer elektrisch unterstützten Radnabenlenkung für dreirädrige Fahrzeugkonzepte. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf der Gestaltung und Elektrifizierung des Lenkstocks. Nach einem ausführlichen Vergleich von Konzepten zur Vorderradlenkung und der
Betrachtung einzelner EPS-Systeme samt ihrer Baugruppen, erfolgt die
Entwicklung der Lenkung auf Grundlage einer selbst erstellten Anforderungsliste. Hierzu wird zunächst mittels Variantenbewertung eine Vorzugsvariante festgelegt. Anschließend erfolgt die konstruktive Umsetzung im Rahmen bestimmter Randbedingungen. Neben der Lebensdauerberechnung der Lager werden wesentliche Bestandteile des Systems mit Hilfe der FEM ausgelegt und optimiert. Im Sinne des predictive maintenance wird abschließend eine Methode zur Messung
des Lenkspiels vorgestellt.
Diese Arbeit entstand in der Abteilung der Applikation für aufgeladene Reihen Sechszylinder Ottomotoren der BMW AG in München. Genaugenommen, innerhalb der Klopfapplikation. Durch die Verbrennung im Zylinder und verschiedenster Randbedingungen kann es zu irregulären Verbrennungsphänomenen kommen. Eines dieser Verbrennungsphänomene ist die Vorentflammung. Dieses Verbrennungsphänomen tritt unabhängig vom Zündfunken auf und entzündet das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder vor dem eigentlichen Zündzeitpunkt. Dadurch entstehen hohe Druckspitzen im Zylinder, die Schäden an der Peripherie, wie zum Beispiel dem Kolben verursachen können. Das Verhindern dieser Verbrennungsphänomene ist Aufgabe der Abteilung Brennverfahren. Vorentflammungen können nicht endgültig vermieden werden, sodass deren Erkennung und Reaktionen auf diese außerordentlich wichtig sind. Die Erkennung muss genau genug arbeiten, damit alle Vorentflammungen erkannt werden. Die Sensibilität der Applikation darf aber nicht zu hoch sein, damit keine Erkennung von Vorentflammungen auftritt, wo es keine gab. Bei zu vielen Fehlerkennungen wird das Motordrehmoment zu früh reduziert. Somit beschäftigt sich diese Arbeit mit der Erkennung und mit der Reaktion von Vorentflammungen, mit dem Ziel Folgereaktion und Schäden am Motor zu vermeiden. Die Anfangsaufgabe war zu verstehen, was Vorentflammungen sind, wie sie entstehen und wie darauf reagiert werden sollte. Um die Kennfelder der Erkennung und die der Reaktion mit optimalen Parametern zu versehen, wurden verschiedene Versuche am stationären Motorenprüfstand gefahren. Dabei wurden Messungen in der Indizierung und in der Applikationssoftware gemacht, sodass diese nachträglich ausgewertet werden konnten. Aufgrund dieser Messungen sind Änderungen in den Daten der Kennfelder, Kennlinien und der Schalter der Vorentflammungserkennung und Reaktion entstanden. Diese Daten wurden mit weiteren Versuchen auf ihre Validität geprüft. Die Zeit für die Bearbeitung dieses Themas war zu kurz, um die Daten aller Kennfeldpunkte, durch eine ausreichende Anzahl an Versuchen, zu überprüfen. Eine weitere Aufgabe war die Aufbereitung und die Inbetriebnahme einer neuen Funktion am Prüfstand. Diese Funktion, die Glühzündungserkennung, basierend ausschließlich auf der Laufunruhe, muss in der Zukunft noch am Fahrzeug getestet werden. Die Zielsetzung der Arbeit wurde erreicht. Die Bedatung der DME im Bereich der Klopferkennung wurde am Prüfstand für richtig erachtet und muss nun noch bei Erprobungsfahrten getestet und gegebenenfalls noch geändert werden.
In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein Prototyp eines vierrädrigen Lastenfahrrads konstruiert. Dabei soll die Lenkung als Knicklenkung ausgeführt werden, um eine maximale Manövrierfähigkeit zu erreichen.
Dazu erfolgt zunächst eine Patentrecherche zu Lastenfahrradkonzepten und deren Komponenten, damit das entwickelte Produkt nicht durch fremde Patentansprüche angegriffen werden kann. Dem schließt sich eine Ermittlung der gesetzlichen Grundlagen zu vierrädrigen Lastenfahrrädern an. Aufgrund der Vielzahl an Möglichkeiten einer Bewegungsübertragung zwischen Lenker und Knickgelenk erfolgt ein Variantenvergleich mit der Auswahl einer Vorzugsvariante. Ebenso werden unterschiedliche Antriebssysteme miteinander verglichen, um so eine optimale Ausführung auswählen zu können. Als nächstes erfolgt eine grundlegende Bewertung der Fahrdynamik in Hinblick auf den Geradeauslauf, dem Bremsverhalten und der Kippsicherheit. Dieser Bewertung schließt sich der Aufbau der Konstruktion an, beginnend mit der Festlegung wichtiger Kinematikpunkte des Lastenfahrrads. Nach einer überschlägigen Dimensionierung entsteht im Anschluss die Detailkonstruktion der einzelnen Bauteile des Lastenfahrrads. Als letztes erfolgte eine Berechnung der Bauteilfestigkeit und anhand dieser eine Anpassung der Konstruktion.
Die optimale Verwendung zur Verfügung stehender Ressourcen stellt einen wesentlichen Anreiz technischer Entwicklungen dar. Aufgrund dessen soll ein Konzept eines mechanischen Rekuperationssystems für Zweiräder entworfen werden, womit kinetische Energie beim Bremsen so umgewandelt werden kann, dass sie bei späteren Anfahr- oder Beschleunigungsvorgängen nutzbar ist.
Dazu erfolgt zuerst eine Eingrenzung der Zielgruppe bzw. des Einsatzbereichs. Der aktuelle Stand der Technik wird für die erforderlichen Baugruppen und den Bauraum aufgeführt und mündet in der Erstellung eines technischen Lastenhefts bzw. Anforderungsdokuments. Darauf aufbauend werden Überlegungen zur konzeptionellen Umsetzung erörtert und die verschiedenen Varianten hinsichtlich Bewertung von Leistung, Adaptierbarkeit, Sicherheit, Herstellbarkeit und Kosten evaluiert. Nach der Auswahl einer Vorzugsvariante wird diese daraufhin tiefer detailliert. Abschließend folgen erste Entwurfsrechnungen, um die Dimensionen des Systems abschätzen zu können, und ein Ausblick auf die notwendigen Schritte für den weiteren Fortschritt der Entwicklung.
Lima, die Hauptstadt Perus, ist in den letzten Jahren bevölkerungsmäßig stark gewachsen. Dieses kontinuierliche und rasche Wachstum war die Ursache für eine ungeordnete infrastrukturelle Platzierung von Gebäuden und Straßen zusammen mit dem schlechten Management der zuständigen Behörden. Im Laufe der Jahre wurde versucht, die Situation ohne großen Erfolg zu verbessern, was manchmal in vielen Bereichen zum Zusammenbruch des Verkehrs führte, sowohl für den Personenverkehr als auch für den Individualverkehr. Es wurde festgestellt, dass sich die Stadt an die neue Welt anpassen musste, um eine echte Veränderung zu bemerken. So diese Diplomarbeit widmet zum Ansatz der Implementierung neuer Verkehrssysteme wie eine Stadtbahn, die Strom zur Verringerung der Umweltverschmutzung verwendet, der Einführung eines Bussystems mit Gelenkbussen und höher ersonenkapazität und des Neu- und Ausbaus von Straßen mit mehr Fahrzeugkapazität, die die Stadt schneller verbinden.
In dieser Diplomarbeit kommt letztendlich auch ein Beispiel bei Bedarf- und Vorplanung und Untersuchung einer Erweiterungsstraße zum Einsatz, die es ermöglicht, das Zentrum von Lima mit den Süden des Landes schneller und effektiver zu verbinden. Ziel hierbei ist es, die Neubaumaßnahme anhand eines realen Projektes zu veranschaulichen und darzustellen.
Es gibt immer mehr Bestrebungen den Radverkehr stärker zu fördern. Gerade Ausbaumaßnahmen bestehender Strecken bieten sich an, um über eine Erweiterung des Radwegnetzes in der Region nachzudenken. Die vorliegende Arbeit „Untersuchungen zum grundhaften Ausbau der S161 zwischen Heeselicht und Dittersbach“ beschäftigt sich mit dem Ausbau einer alten Bestandsstraße und betrachtet dabei die Möglichkeiten zur Realisierung eines Radweges im Zuge des Ausbaus. Dabei werden verschiedene Varianten der Straßentrassierung und Radwegführung diskutiert.
In der vorliegenden Arbeit wird das Potential zur Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors in Personenkraftwagen durch Energieeintrag in den Schmierölkreislauf quantifiziert. Dazu wurde eingangs das Potentialfeld beschrieben, ölkreislaufrelevante Kriterien unter Berücksichtigung der geänderten Anforderungen durch Hybridisierung des Antriebsstranges ermittelt und im Rahmen einer Nutzwertanalyse bewertet. Durch anschließende Darstellung der Beziehungen zwischen den Kriterien war es möglich, erste Maßnahmen zur Effizienzsteigerung abzuleiten. Die Berechnung erfolgte durch die energetische Betrachtung des Verbrennungsmotors auf Grundlage von Messwerten eines
WLTC-Prüfstandlaufes im MS-Excel. Die durch den Energieeintrag erreichte Einsparung wurde anschließend als CO2 Äquivalent dargestellt. Abschließend sind Konzepte der technischen Umsetzung erläutert, die Bewertung der Umsetzbarkeit untersucht und eine Vorzugsvariante ausgewählt worden.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer pneumatisch betriebenen Einrichtung zur Schwingungsdämpferprüfung, die z.B. in der praktischen Ausbildung von Studenten genutzt werden kann. Dazu wird ein Prüfstand geplant, konstruiert und gefertigt, mit dem Schwingungsdämpfer unterschiedlicher Größen getestet werden können. Für den pneumatischen Antrieb werden die im Fahrwerklabor vorhanden Komponenten genutzt. Es ist vorgesehen, in ersten Versuchen die Funktionstüchtigkeit der Prüfeinrichtung nachzuweisen. Nach Recherchen zu den in der Praxis üblichen Prüfverfahren für Schwingungsdämpfer im ausgebauten Zustand und den Möglichkeiten der Messdatenerfassung sowie dem Vergleich zweier Varianten ist die Entscheidung für ein transportables Prüfgestell aus Aluminiumprofilen getroffen worden. Der Prüfstand ist aufgebaut und mit allen notwendigen Komponenten zur pneumatischen Steuerung und der erforderlichen Messtechnik ausgestattet. Eine Nachrüstung zur Höhenverstellung ist vorgesehen, um Dämpfer verschiedener Längen testen zu können. Entsprechende Planungen dafür liegen vor. Erste Versuche sind durchgeführt worden. Die Messdatenerfassung erfolgte mit der teilweise im Labor vorhandenen Technik bzw. Software.
Ein stetiger Trend zur Emissionsfreiheit fördert die Entwicklung alternativer Antriebskonzepte. Neben batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen bietet die Brennstoffzellentechnologie für den Antrieb von Fahrzeugen signifikante Vorteile. Optimierungsmöglichkeiten finden sich insbesondere im Luftzufuhrsystem, speziell im Radialverdichter. In der vorliegenden Arbeit ist daher mithilfe von numerischer Strömungssimulation die Volute von Radialverdichtern analysiert und optimiert worden. Zunächst erfolgt die Untersuchung der Auswirkungen von Rauigkeiten auf eine Volute. Es zeigt sich, dass die Effizienz durch Erhöhung der Rauigkeit reduziert wird und sich ebenfalls der Auslegungspunkt mit steigender Rauigkeitswerte verschiebt. Zur Durchführung von Parameterstudien wurden Varianten mittels eines bereitgestellten Vorauslegungstools erstellt. Im Wesentlichen ist hierbei die Auswirkung der Zungenform und Zungenlage betrachtet worden. Es zeigt sich, dass der Verschnitt zwischen der Stelle mit den kleinsten Querschnitten und dem Auslassdiffusor im Vergleich die beste Effizienz bietet. Durch die Verschiebung der Zunge in Richtung des Auslasses ist eine Minimierung der Verluste erreicht worden.
Entwicklung einer Verstelleinrichtung zur Justierung von Servozylindern im drucklosen Zustand
(2020)
Der Inhalt dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung einer Verstelleinrichtung zur Justierung von Hydraulikzylindern im drucklosen Zustand. Mit ihrer Hilfe soll das Einrichten der Prüfvorrichtungen für die Mitarbeiter erleichtert werden. Die benötigte Justiervorrichtung muss universell für die häufigsten Aufbauvarianten in der Einzelkomponentenprüfung verwendbar sein. Sie wird für den mobilen Einsatz an den verschiedenen Prüfvorrichtungen entwickelt. Aus diesem Grund ist ein leichter und kompakter Aufbau gefordert. Außerdem sollte die Handhabung so einfach wie möglich gestaltet werden.
Im ersten Teil der Arbeit werden die Randbedingungen für die geplante Vorrichtung ermittelt. Dabei wird besonders auf die Platzverhältnisse an den unterschiedlichen Aufbauvarianten der Prüfvorrichtungen eingegangen. Weiterhin wird die benötigte Kraft zur Justierung der Kolbenstange mithilfe einer speziellen Vorrichtung ermittelt.
Im zweiten Teil werden verschiedene Konzepte für eine Justiervorrichtung erarbeitet und eine Vorzugsvariante festgelegt. Anschließend wird die Detaillierung der Konstruktion vorgenommen.
Zum Schluss wird an den einzelnen Komponenten eine Spannungs- und Verformungsanalyse mit Hilfe von CATIA V5 durchgeführt.
Das LS-Dyna Materialmodell MAT_248_PHS_BMW wurde entwickelt, um die Eigenschaften von Stahl während des Presshärtens möglichst präzise simulativ abzubilden. Gleichzeitig werden die mechanischen Eigenschaften des umgeformten, gehärteten Bauteils prognostiziert. Durch Umwandlung der Eisengitterstruktur in Abhängigkeit von Legierung, Temperatur, Kühlrate und Umformgrad ist die Simulation dieses Prozesses auf eine sehr präzise Definition aller Randbedingungen angewiesen. Die metallphysikalischen Vorgänge im Stahl können durch Gleichungen mit Evolutionsparametern mathematisch beschrieben werden. Für jeden neuen Stahl, sind diese Parameter zu ermitteln. Diese Arbeit widmet sich der Entwicklung eines Simulationsmodells zur Vorauslegung des Presshärteprozesses eines Bauteils aus 34MnB5 und der Analyse bzw. Prognose von dessen Fließeigenschaften. Im Vordergrund steht die Entwicklung der Presshärtesimulation und die Ermittlung aller dazu benötigten Daten. Einen wesentlichen Schwerpunkt stellt dabei die Parameteridentifikation der Evolutionsparameter von 34MnB5 und die Festlegung der zur Simulation benötigten Randbedingungen dar. Auf Basis der Erkenntnisse dieser Arbeit wird abschließend die Presshärtesimulation einer Prüfgeometrie durchgeführt.
Die baurechtlichen Anforderungen an Parkbauten sind in den Garagenverordnungen der jeweiligen Bundesländer geregelt. Diese haben ihren Ursprung in der Mustergaragenverordnung aus dem Jahr 1974 und geben lediglich die Voraussetzungen für die Erteilung einer Baugenehmigung vor. Eine Nutzbarkeit der geplanten Tiefgaragenstellplatzanlage wird durch das alleinige Einhalten der Verordnung nicht gewährleitstet. Die Empfehlungen für Anlagen des ruhenden Verkehrs der FGSV geben Hinweise wie die Funktion einer solchen Anlage gewährleistet wird. Das darin zugrunde gelegte Bemessungsfahrzeug entstammt einer Studie aus dem Jahr 2000. Ein Verfahren zur Bewertung zur Beurteilung der Nutzbarkeit von Tiefgaragen-Entwürfen existiert nicht.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Identifikation von aerodynamischen Strömungstopologien der Rad-Radhaus-Strömung des generischen Prinzipkörpers DrivAer. Die numerischen Untersuchungen am Fahrzeughalbmodell des DrivAer-Körpers werden für eine hinreichend exakte Simulation der Strömungstopologien mit Bodensimulation und Durchströmung des generischen Modells durchgeführt. So wird neben der Umströmung auch die radseitig aus einem generischen Motorraum austretende Kühlluftströmung und die Wechselwirkung mit der bewegten Fahrbahn simuliert. Dabei wird die Felgenrotation mittels rotierenden Bezugssystems (MRF) und der Kühlerwiderstand in Form eines aufgeprägten Druckgradienten (poröses Medium) modelliert.
An vereinfachten numerischen Modelluntersuchungen werden zunächst Erkenntnisse über das physikalische Verhalten und dem Umgang mit rotierenden Bezugssystemen, sowie porösen Medien gesammelt und für die anschließenden Simulationen am DrivAer-Körper genutzt. Die sowohl stationären als auch instationären Strömungssimulationen am DrivAer-Körper beschränken sich vorrangig auf die Identifikation der entstehenden Wirbelstrukturen und Wirbelsysteme der Vorderachse.
Dazu werden die mit STARCCM+ ermittelten CFD-Simulationsergebnisse mit fundierten Forschungserkenntnissen aus Experiment und Simulation validiert.
Abschließend werden in einer Simulationskritik die numerische Modellbildung und die Simulationsannahmen hinsichtlich ihres Wertebereichs validiert und Verbesserungsmöglichkeiten für zukünftige Arbeiten herausgearbeitet.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung von Motor- und Komponenten-Schutzstrategien in Pkw mit otto- und dieselmotorischen Brennverfahren, hinsichtlich des Einflusses auf das Emissionsverhalten im Fahrbetrieb. Dazu werden zunächst die Gesetzeslage bzw. die Prüfverfahren analysiert, mit welchen ein Fahrzeug-Hersteller das Emissionsverhalten und die Konformität mit den in der EU geltenden Schadstoffgrenzwerten nachweisen muss. Im späteren Verlauf der Arbeit wird eine Prüfmethodik konzipiert, mit welcher die Untersuchung von Schutzstrategien möglich ist. Diese Prüfmethodik basiert auf den gesetzlichen Prüfverfahren auf dem Abgasprüfstand und auf der Straße mit mobiler Messtechnik, modifiziert jedoch bestimme Parameter, um bei der gesetzlichen Prüfung nicht auftretende Betriebssituationen zu simulieren.
Mit Hilfe der entwickelten Prüfmethodik, werden anschließend drei Fahrzeuge vermessen. Auf Basis der vorangestellten Darstellung der Entstehung von Schadstoffen aus dem Verbrennungsmotor, sowie der Methoden zur Reduzierung von Schadstoffen, wird das Emissionsverhalten der Fahrzeuge während der durchgeführten Messungen analysiert und bewertet. Dabei zeigt sich, dass ein Einfluss von Motor- und Komponenten-Schutzstrategien während der Messungen sichtbar ist, das zeitliche und qualitative Ausmaß jedoch plausibel ist und nicht zwingend zu einer Überschreitung des Schadstoff-Grenzwerts über die gesamte Messung führt.