Kraftfahrzeugtechnik
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Der Aufwand für die Entwicklung von Fahrzeugen wurde in den letzten Jahren stetig umfangreicher. Die Homologation als abschließender Teil der Entwicklungsphase ist für die Automobilhersteller von enormer Bedeutung und notwendig, um Fahrzeuge im jeweiligen Markt verkaufen zu dürfen. China hat sich in den vergangenen Jahren als wichtigster Absatzmarkt für die BMW Group etabliert. Die Anforderungen, die von den chinesischen Behörden an die Fahrzeuge gestellt werden, sind in den letzten Jahren signifikant gestiegen. Neben der Steigerung der Anzahl an benötigten Daten werden zudem immer mehr Fahrzeug- und Komponententests gefordert, um eine Typgenehmigung für die Fahrzeuge zu erhalten.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird geprüft, ob der NIR-Change Prozess als Teil des Homologationsprozesses durch bewährte Methoden analysiert und optimiert werden kann. Zudem ist zu prüfen, inwieweit die Qualität des Prozesses durch die Einführung von KPI gemessen werden kann. Auf Basis des erarbeiteten Maßnahmenplans sollen die Prozessoptimierungsvorschläge implementiert und damit der Prozess perspektivisch nachhaltig effizienter und effektiver gestaltet werden.
Im Rahmen des Förderprojektes Campus FreeCity soll ein skalierbares
Cornermodul für autonom fahrende Nutzfahrzeuge neu entwickelt werden. Die fahrdynamischen Untersuchungen finden in der Mehrkörpersimulation ADAMS Car statt. Parallel dazu wird in der CAD-Umgebung von Catia V5 ein Bauraummodell des Cornermoduls aufgebaut. Die Fahrzeugdaten wie Radstand, Spurweite und Achslasten werden für die erste Auslegung durch das Projekt vorgegeben und anschließen werden die Grenzen des Moduls bestimmt. Es zeigt sich, dass vor allem der geforderte Lenkwinkelbereich von +90° bis -45° und die Optimierung des Nickverhaltens eine Herausforderung darstellt. Aufgrund dessen, werden mehrere Konzepte für die Anbindung der Querlenker an den Radträger und den Radträger selbst erarbeitet. Hauptsächlich werden jedoch die wichtigsten kinematischen Eigenschaften der Achse wie zum Beispiel Rollzentrumshöhe, Rollsteifigkeit, Spursteifigkeit unter Querkraft sowie vertikaldynamische Eigenschaften untersucht. Die Auslegung beinhaltet dabei sämtliche Bauteile, die in dem Cornermodul verbaut werden. Um erste kinematische Eigenschaften zu ermitteln, werden kraft- und wegbasierte Simulationen durchgeführt, die unterschiedlichste Fahrzustände statisch darstellen können. Daraus werden beispielsweise Radstellungen wie Sturz und Spur über den Federweg, oder auch sämtliche Lagerkräfte und -verformungen ausgegeben. Um die Zielvorgaben dieser Eigenschaften zu erreichen, werden im ersten Schritt die Steifigkeiten der Elastomerlager so gesetzt, dass die Lagerverformungen so gering wie möglich sind, die Achse aber noch alle nötigen Radbewegungen durchführen kann, ohne zu versteifen. Danach können Einflussfaktoren durch Hardpointverschiebungen auf die kinematischen Eigenschaften ermittelt werden. Damit ist es möglich die Achse Schritt für Schritt gezielt auf die Vorgaben hin zu optimieren. Für eine genauere Ermittlung der fahrdynamischen Eigenschaften, werden nach den kraft- und wegbasierten Achssimulationen noch fahrdynamische Gesamtfahrzeugsimulationen durchgeführt. Im Zuge der Simulationen werden, neben der Hardpointauslegung, auch die notwendigen Lenkmomente für den Lenkaktuator festgelegt.
Mit den final gewählten Hardpoints steht ein Modell zur Verfügung, dass die geforderten Zielwerte weitestgehend erreicht. Damit kann im nächsten Schritt mit der finalen Vertikalabstimmung, für verschiedenen Beladungszustände, und der Konstruktion begonnen werden. Während der nachfolgenden Konstruktion müssen noch Festigkeitssimulationen der verschiedenen Bauteile durchgeführt werden.
Batteriegehäuse von Elektrofahrzeugen müssen zahlreiche funktionale, aber auch mechanische Anforderungen erfüllen. Nicht alle Crashszenarien werden in gesetzlichen Vorgaben berücksichtigt. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, einen Prüfstand zur Untersuchung der Crashsicherheit von Batteriegehäusen bei einem „Ground Impact“ zu entwickeln. Unter einem „Ground Impact“ werden Kräfte, die auf die untere Fahrzeugstruktur bzw. das Batteriegehäuse einwirken, verstanden. Die zerstörende Prüfung soll Auskunft über eine mögliche Schädigung der Batterie und das Energieabsorptionsvermögen von Batteriegehäusen geben. Zu Beginn wird auf die Grundlagen und den Stand der Technik von Antriebsbatterien und Batteriegehäusen eingegangen. Des Weiteren werden bestehende Prüfstände recherchiert und analysiert. Ausgehend von diesen Erkenntnissen wird der Prüfstand methodisch entwickelt und als CAD-Modell konstruiert. Abschließend wird eine Sicherheitsbetrachtung des Prüfstandes durchgeführt.
Um die hochgesteckten Umweltziele und die Reduktion von Luftschadstoffen speziell im Verkehrssektor zu erreichen, hat die Europäische Union die Clean-Vehicle Richtlinie zur Beschaffung sauberer und emissionsfreier Busse erlassen. Durch festgelegte Beschaffungsquoten sind die Verkehrsbetriebe dazu verpflichtet, sich mit den neuen und alternativen Antrieben auseinanderzusetzen und sie in die eigene Fahrzeugflotte zu integrieren. Trotz der derzeit bereits sehr umweltschonenden Gasbusflotte der Städtische Verkehrsbetriebe Zwickau GmbH ist eine Integration von komplett emissionsfreien Fahrzeugen unumgänglich. Diese Arbeit befasst sich daher zunächst mit dem Hintergrund der Richtlinie sowie der nationalen Umsetzung. Es werden die zur Erfüllung der Richtlinie vorhandenen Technologien aufgezeigt und näher beschrieben. Weiterhin wird der aktuelle Stand bei der SVZ beleuchtet und anschließend aufgezeigt, welche Möglichkeiten sich für den hiesigen Verkehrsbetrieb ergeben und welche Nebeneffekte damit einhergehen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der mechanischen Charakterisierung von thermoplastischen Polymeren als Matrixwerkstoff für Organobleche. Neben grundlegenden Betrachtungen zum chemischen Aufbau, Grundlagen zum mechanischen Verhalten von Thermoplasten und geeigneten Prüfverfahren zur Bestimmung des mechanischen Verhaltens werden sowohl Fertigungsverfahren für thermoplastische Halbzeuge vorgestellt als auch geeignete Fertigungsverfahren für die Herstellung von Organoblechen beschrieben. Ein weiterer Abschnitt in der Arbeit ist die mechanische Charakterisierung ausgewählter thermoplastischer Polymere. Die Charakterisierung erfolgte hierbei unter den Gesichtspunkten der statischen beziehungsweise quasistatischen Beanspruchungen. Neben einachsigen Zug,- und Druckversuchen wurden die Polymere auch unter mehrachsigen Torsionsbelastungen geprüft. Außerdem wurde bei den Polykondensaten der Einfluss der Probenkörperkonditionierung auf das mechanische Verhalten untersucht.
Ein Batteriemodul besteht aus mehreren Lithium-Ionen-Zellen, welche in einem verschalteten Zustand Spannungen im Hochvoltbereich erreichen. In den Zellen ist zudem eine große Energiemenge gespeichert, die bei einer Beschädigung oder einem unsachgemäßen Gebrauch in Form einer chemischen Kettenreaktion freigesetzt werden kann. Daher ist es besonders wichtig, für die Planung einer solchen Fertigungsanlage Sicherheitsmaßnahmen vorzunehmen.
Aus diesem Grund werden zunächst potenzielle Gefahren aufgezeigt, die von einem Batteriemodul ausgehen können. Außerdem wird das konkrete Produkt, welches gefertigt werden soll, näher vorgestellt. Mit Hilfe dieser Eingangsgrößen wird eine Gefahrenanalyse der Fertigungsbereiche durchgeführt. Aus den Ergebnissen werden Aufgabenpakete abgeleitet und im Anschluss genauer untersucht. Hierbei sind geltende Anforderungen aufzuzeigen, die Gefahren dementsprechend zu beurteilen und spezifische Maßnahmen zu definieren. Die Ergebnisse sollen direkt in den laufenden Planungsprozess für eine Moduleigenfertigung einfließen sowie als Grundlage für zukünftige Projekte dienen.
Fahrzeuge, bei denen die Antriebskraft nur auf die Vorder- oder Hinterräder übertragen wird, neigen häufiger dazu stecken zu bleiben, wenn die Witterungsbedingungen oder der Untergrund nicht optimal sind.
Aus dieser Notsituation heraus gilt es eine Lösung zu finden, mit der sich das Fahrzeug von selbst aus der misslichen Lage befreien kann. Ziel dieser Arbeit ist die Konstruktion eines nachrüstbaren, elektrischen Zusatzantriebes, der bei Bedarf die nicht angetriebene Achse antreibt. Aufbauend auf einer Situations- und Anforderungsanalyse werden mit Hilfe des Morphologischen Kastens vier verschiedene Lösungen erarbeitet und vorgestellt.
Neben der Konzeptfindung liegt der Fokus insbesondere auf der konstruktiven Auslegung der Vorzugsvariante. Diese umfasst dabei sowohl Berechnungen nach der klassischen Mechanik als auch eine detaillierte Modellierung und eine FE-Analyse des Antriebes in Catia V5. Die Konstruktion endet mit dem Bau des ersten Demonstrators.
Gegenstand dieser Arbeit war es ein Programm zu entwickeln, welches virtuelle Achssimulationen im MKS-Programm Adams automatisiert und anschließend anhand der Simulationsdaten extern achsspezifische Größen berechnet und darstellt.
Durch dieses Tool werden Entwicklungsprozesse vereinfacht und verbessert, indem ein einfacher Vergleich mehrerer Varianten ermöglicht und fehlerfrei visualisiert wird.
Anhand einer Doppelquerlenkerachse und einer Doppelquerlenkerachse mit aufge-lösten unteren Dreieckslenker sollte eine vollständige Achsanalyse gemäß Anforde-rungsliste durchgeführt werden. Diese beiden Vorderachsen sind gängige Achstypen und decken ein breites Spektrum an weiteren Varianten ab.
Mithilfe einer GUI werden alle benötigten Daten an das Programm übermittelt. Dabei besteht die Möglichkeit extern Daten aus einer Tabelle zu importieren. Das Pro-gramm erstellt anhand der Eingabe ein Befehlsskript, welches in Adams eingelesen und umgesetzt wird. Die erzeugten Daten der Simulation in Adams werden wiederum eingelesen und zur Berechnung verwendet. Abschließend werden die Ergebnisse graphisch und tabellarisch in einer PowerPoint-Präsentation ausgegeben.
Um die geforderten Größen gemäß Anforderungsliste korrekt zu berechnen, wurde zunächst eine Vorbetrachtung der theoretischen Berechnung durchgeführt. In dieser sind sowohl die Berechnungsmethoden als auch die Bedeutung der jeweiligen Größe mit allgemeinen Werten und Definition des Vorzeichens aufgelistet.
Anschließend wird beschrieben, wie das entwickelte Programm aufgebaut ist. Dabei wird das prinzipielle Vorgehen in Python und Adams erläutert und die Umsetzung in Python dokumentiert.
Das abschließende Fazit stellt die berechneten Ergebnisse aus dem Programm mit denen aus Adams für die jeweiligen Modelle gegenüber. Dabei wurde als Ver-gleichsmodell jeweils die Werte aus Adams in eine Exceltabelle eingetragen und an-schließend mit den extern berechneten Werten verglichen. Dieser Vergleich dient unter anderem zur Plausibilisierung der errechneten Werte.
Alle berechneten Ergebnisse wurden anhand der Adams-internen Auswertung über-prüft und validiert.
Bei dieser Überprüfung fielen zwei Punkte auf:
1. Aufgrund einer Adams-internen Routine wird der Marker am Wheelcenter wäh-rend der Simulation so gedreht, dass die Spur nicht mehr der ursprünglichen Rota-tion um die jeweilige Achse entspricht. Zum Zeitpunkt der Erstellung der Arbeit wird dieses Problem vom Adams-Support überprüft.
2. Bei der Berechnung der virtuellen Lenkachse am Bespiel vom Modell 2 mit aufge-löstem Dreieckslenker unten verwendet Adams eine andere Berechnungsmethode, sodass es zu Abweichungen zu den extern berechneten Werten kommt. Eine Aus-sage über die Genauigkeit der in Adams verwendeten Methode ist aufgrund feh-lender Dokumentation nicht möglich. Auch hier überprüft der Adams-Support das Problem.
Das im Zuge der Diplomarbeit entwickelte Programm zur automatischen Auswertung von Achsanalysen ist ein wichtiger Teil der allgemeinen Achsauslegung, da Varianten effizient und fehlerfrei bewertet werden können. Alle Punkte der Anforderungsliste wurden zur vollen Zufriedenheit erfüllt.
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Software SUMO hinsichtlich der Eignung für die Simulation von autonomen Fahrzeugen in Parkbauten untersucht. Im Speziellen wird hier das Automated Valet Parking betrachtet. Zusätzlich werden Vorschläge und Konzepte für die Implementierung neuer Funktionen im Zusammenhang mit dem Valet Parking dargestellt und diskutiert.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die thermischen Auswirkungen bei Betankung mit Druckwasserstoff zu untersuchen. Dabei wird ein eindimensionales Modell mit der Software GT-SUITE entsprechend den realen Bedingungen der Wasserstoffbetankung erstellt. Dazu wird die Analyse der Simulationsergebnisse und Parameteruntersuchungen durchgeführt, um den Einfluss der Betriebsbedingungen (Vorkühltemperatur, Umgebungstemperatur, Anfangsdruck, Füll-Rate, Behältertypen usw.) auf die Parameter (Temperatur, Druck, Füllzeit, SOC usw.) im Fahrzeugtank während der Betankung zu quantifizieren.
Plasmafackeln finden ihre Anwendung in einer Vielzahl technischer Prozesse der Materialverarbeitung. Für eine optimale Ausnutzung möglicher Prozessparameter wird ein gutes Verständnis der physikalischen Abläufe im Inneren der Plasmafackel vorausgesetzt. Wechselwirkungen zwischen verschiedenen physikalischen Phänomenen während des Betriebes erschweren die Simulation des Gesamtprozesses und verlangen teils komplexe Modelle. Durch numerische Untersuchungen der Gasströmung werden in dieser Arbeit günstige Betriebspunkte als Kombination der axialen und radialen Gaszufuhr abgeleitet.
Das Ziel dieser Diplomarbeit war es eine Richtlinie für die frühzeitige Entwicklungsphase einer vorgegebenen Türaußenhaut zu erstellen, die Oberflächenfehler im Bereich der Griffmuldenverprägung vermeidet. Dazu wurden unterschiedliche Varianten von Flächenverbänden der Türaußenhaut mit verschiedenen Krümmungsradien
erstellt und anschließend der Tiefziehprozess dieser Geometrien simuliert. Dieses Vorgehen und die dazu gewonnenen Ergebnistabellen und resultierenden Diagramme, dienten als Grundlage zur Erstellung einer Strakrichtlinie, die der Anwender nutzen kann, um vorläufige Aussagen zum Auftreten von Oberflächenfehlern treffen zu können, bevor die Geometrie in den realen Tiefziehprozess übergeht.
In dieser Arbeit wird die mechanisch-konstruktive Grundlage für die Automatisierung des Topside-Schiebeverdeck-Systems „GETO Versus“ der Firma Titgemeyer gelegt. Dabei werden die Anforderungen an das System, wie maximale Dachlasten, aufzubringende Kraft ermittelt und untersucht, inwiefern eine Integration in das Basisverdeck möglich ist. Das verwendete Dachgurtprofil „Quadro“ muss unverändert bleiben. Außerdem werden verschiedene Antriebskonzepte aufgezeigt und diskutiert. Eine Variante wird weiter ausgelegt, entwickelt und konstruktiv umgesetzt. Abschließend erfolgt eine Bewertung dieser Lösung und die Betrachtung der Potentiale.
In dieser Arbeit wird das Lane change decision aid system (LCDAS), auch Spurwechselassistent genannt, genauer betrachtet. Als Erstes werden die rechtlichen Grundlagen zu dem Thema Fahrassistenzsysteme zusammengefasst. Es wird eine Einordnung der sich am Markt befindenden Systeme erstellt. Die Funktionsweise und der Aufbau werden anhand der Systeme verschiedener Hersteller beschrieben. Es werden andere Arbeiten herbeigezogen, um die Beeinflussung des LCDAS auf das Verkehrs-geschehen zu beurteilen. Außerdem werden mögliche Fehlerquellen aufgelistet und deren jetzige Prüfbarkeit in der periodischen Überwachung beurteilt.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Prüfprozess zu entwickeln, um die tatsächliche Funktionalität des LCDAS zu testen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den technischen Zusammenhängen, der messtechnischen Aufnahme und Analyse sowie den Auswirkungen von unvermeidbaren, systembedingten Verlustzeiten durch Start-Stopp-Systeme von Fahrzeugen mit Hybridantrieb. Es erfolgt zunächst eine Auswertung der gegenwärtigen Fachliteratur sowie der Normen und Richtlinien zum aktuellen Stand der Technik. Ebenso werden die derzeit verfügbaren Hybridsysteme und die dazugehörigen Start-Stopp-Komponenten erläutert. Den Mittelpunkt der Arbeit bildet die Planung, Durchführung und messtechnische Erfassung der Verlustzeiten des Start-Stopp-Systems. Auf die Auswertung der Messungen stützt sich der Vergleich mit bereits durchgeführten Untersuchungen, die in vorangegangenen Arbeiten ermittelt wurden. Darauffolgend wird mit Hilfe der Versuchsdaten eine Unfallsimulation durchgeführt. Die entsprechenden Resultate dienen als Grundlage für die Beurteilung des Einflussfaktors systembedingter Verlustzeiten von Start-Stopp-Systemen bei Hybridfahrzeugen auf die Verkehrsunfallrekonstruktion.