Durchführung und Auswertung von Messungen mit einem Reifenmessanhänger zur Charakterisierung von quasistationären Reifeneigenschaften. - 130 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Das fundamentale Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung und Auswertung von Versuchen mit einem Reifenmessanhänger zur Identifizierung der Auswirkungen gezielter Reifenfülldruckänderungen auf das längsdynamische Fahrverhalten. Zur simulativen Abbildung der Reifeneigenschaften werden zwei geeignete Modelle mit den aufgenommenen Messdaten parametrisiert. Zunächst geschah die Aufnahme relevanter Messdaten anhand einer festgelegten Messprozedur. Die Radlast sowie der Reifenfülldruck wurden dabei gezielt variiert, um deren Einflüsse auf die Reifeneigenschaften zu charakterisieren. Im Anschluss erfolgte die Auswertung hinsichtlich der zu betrachtenden Einflussgrößen und einer darauf aufbauenden Parameteridentifikation. Nachfolgend wird eine Erweiterung vorgestellt, mit der der Reifenfülldruck als separater Eingangsparameter den Reifenmodellen nach Dugoff und Pacejka zugeführt werden kann. Die Reifenmodelle wurden letztendlich anhand der aufgenommenen Messdaten parametrisiert und deren Kennlinienverlauf ausführlich dargelegt. Mit dieser Arbeit ist ein wesentlicher Schritt hin zur Aufnahme und Auswertung kompletter Reifenkennfelder gelungen. Zudem wurde ein potentielles Anwendungsgebiet einer Reifenfülldruckregelanlage näher betrachtet.
Beitrag zur Entwicklung eines neuartigen Perimeterbremskonzepts. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Das aktive Corner-Modul stellt eine Lösung zur Elektrifizierung des Antriebsstranges dar, bei der die Elektromaschine in die Radschüssel integriert wird. Trotz dessen Möglichkeit generatorisch zu bremsen, bleibt die Reibbremse aus einer Vielzahl von Gründen ein elementarer Bestandteil dieses Konzeptes. Diese Integration schafft neue Zielkonflikte bei der Ausführung von Fahrwerk und Bremse, sodass ein neuartiges Bremskonzept entwickelt wurde, um Auslegungsfreiheit für Fahrwerk und Elektromaschine zu schaffen. Es sieht die Verwendung einer Perimeterbremse vor, dessen kompakte Sattel-Halter-Struktur in Doppelbrücken-Bauweise gezielt für die Anwendung in hochintegrierten aktiven Corner-Modulen entwickelt wurde. In der vorliegenden Arbeit werden die Leistungsfähigkeit und die funktionalen Vorteile der Doppelbrücken-Perimeterbremse simulativ und experimentell nachgewiesen sowie mit einer dem Stand der Technik entsprechenden Referenzbremse verglichen. Zu den aufgezeigten Vorteilen zählen, neben den positiven Gewichts- und Bauraumaspekten, auch die funktionalen Eigenschaften von homogenerer Belagflächenpressung aufgrund der symmetrischen Halterstruktur und des Doppelbrücken-Sattels. Dazu werden sehr niedrigere Restbremsmomente erreicht durch die Besonderheiten der mittigen Sattelführung in Verbindung mit der Lüftspielgenerierung auf der Fingerseite. Weiterhin wird mit diesen charakteristischen Merkmalen ein skalierbarer Baukasten von Doppelbrücken-Perimeterbremsen für umfassende Anwendungsszenarien im Pkw-Bereich entwickelt und vorgestellt.
Untersuchung von Verbundmaterialien und Aluminiumschäumen durch die Kombination von mechanischen Prüfverfahren und abbildenden röntgenografischen Verfahren. - 87 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Inbetriebnahme und Weiterentwicklung eines modularen Zug-/Druckprüfstandes für In-situ Untersuchungen. Mit Hilfe der Kombination aus mechanisch-zerstörender und röntgenographischer Werkstoffprüfung können Schädigungsprozesse im Materialinneren visualisiert werden. Eine Ansteuerung mit LabVIEW ermöglicht einen kraftgeregelten Versuchsablauf. Neben einer quasi-statischen Zug- oder Druckbelastung ist zusätzlich das Einstellen dynamischer Lastkollektive mit einer Regelgenauigkeit von ca. 4 N möglich. Durch eine Gegenüberstellung von Messdaten aus genormten Prüfmaschinen und der modularen Zug-/Druckmaschine wird gezeigt, dass die Schädigungseffekte jeweils in den gleichen Belastungsbereichen auftreten, während die Verformungen , bedingt durch die Kraftregelung, teils größeren Streuungen unterliegen. Eine Bestimmung von Werkstoffkennwerten ist somit nur begrenzt möglich. In weiteren Versuchen wird die Leistungsfähigkeit der Kombination aus bildgebenden röntgenographischen Prüfmethoden und der mechanischen Werkstoffprüfung untersucht. Bei den getesteten Aluminiumschäumen und glasfaserverstärkten Kunststoffen kann die Ausbildung von mikroskopischen Materialfehlern und Schädigungsprozessen dokumentiert werden. Um Ansätze zur Weiterentwicklung der Steuersoftware zu definieren, wird der gegenseitige Einfluss zwischen dem Materialverhalten und dem Regelsystem erörtert. Die Leistungsfähigkeit der modularen Zug-/Druckmaschine wird in einem Pflichtenheft zusammengefasst.
Funktionsmusterentwicklung für ein alternatives Dämpfungssystem im Anwendungsfeld NKW-Trailerachsen. - 170 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Inhalt dieser Masterarbeit ist die Funktionsmusterentwicklung eines alternativen Dämpfungssystems im Anwendungsfeld NKW-Trailerachsen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Ventiltechnologie. Das Funktionsmuster kann zur Validierung und Verifikation bisher erfolgter Berechnungen verwendet werden. Es ist am Zielfahrzeug sowie am Prüfstand einsetzbar. Die Drosselventile sind so beschaffen, dass sowohl die stationäre als auch die dynamische Systemdrossel gezielt einstellbar und variierbar ist. Die konstruktive Ausführung erlaubt es, ohne großen Aufwand weitere Systemparameter zu variieren.
Messung und Auswertung des Ansteuerkennfeldes der Wirbelstrombremse eines Motorprüfstandes. - 56 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Für Lehrzwecke ist im Fachgebiet "Energieeffiziente Fahrzeugantriebe" ein Motorleistungsprüfstand älterer Bauart vorhanden. Die Steuerung des Prüfstandes ist in einem Schaltschrank aufgebaut, in dem Leistungsteil, Ansteuerteil und Bedienteil untergebracht sind. Die Steuereingabe erfolgt manuell über einen Potentiometer, dessen Kennlinie sehr progressiv ausgelegt ist. Dadurch ist die Ansteuerung eines definierten Betriebspunktes nur sehr schwer möglich. Es ist geplant, den Prüfstand so zu modernisieren, dass die Bedienung des Prüfstandes über eine Computerbasierte Regelung möglich wird. Im Rahmen der Arbeit sollen die Grundlagen für eine neue Prüfstandssteuerung gelegt werden. Diese Steuerung soll zentral vom Bediengang aus erfolgen und idealerweise zukünftig eine automatisierte Messung ermöglichen. Die Ansteuerung der Wirbelstrombremse, die im Prüfstand als Lastmaschine Verwendung findet, wird analysiert und eine geeignete Schnittstelle für die Steuerung ausgewählt. In der darauf folgenden Messung wird das Verhalten der Wirbelstrombremse im relevanten Drehzahl- und Drehmomentbereich untersucht. Abschließend werden die grundlegenden Anforderungen an die neu zu entwerfende Prüfstandssteuerung aufgezeigt und ein Bedienkonzept für verschiedene Phasen der Umsetzung vorgeschlagen.
Effizienzanalyse eines elektrischen Arbeitsgerätes im Kontext eines hybriden Geräteträgers. - 152 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Aufbauend auf einer vorangegangenen Bachelorarbeit, die anhand von Messergebnissen aufgezeigt hat, welches Einsparpotential durch die Hybridisierung eines Geräteträgers und dem damit verbundenen elektrischen Betrieb ausgewählter Arbeitsgeräte besteht, ist der Firma Hako/Multicar eine erste Hybridisierung des Nutzfahrzeugs Multicar gelungen. Um nun für die weitere Entwicklung und Optimierung des Fahrzeugs qualifizierte Aussagen über dessen Eignung als multifunktioneller Geräteträger in der Kommunaltechnik zu treffen, war es notwendig eine detaillierte Leistungsmessung der beiden ausgewählten elektrischen Arbeitsgeräte durchzuführen. Hierbei wurde das Ziel verfolgt möglichst realitätsnahe Betriebspunkte anzusteuern, um den Leistungsbedarf der Geräte im Hinblick auf den Einsatz eines geeigneten Speichers zu erfassen und letztlich mit den Daten und Ergebnissen des konventionellen Systems zu vergleichen.
Analyse und technisches Konzept des hybriden Antriebsstranges eines Spezialkehrfahrzeuges. - 173 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Die Hako GmbH entwickelt momentan ein neues serielles Hybridfahrzeug für multifunktionale Anwendung mit der Bezeichnung Citymaster 1600VE, basierend auf einem konventionellen Citymaster Kehrfahrzeug. In der vorliegenden Masterarbeit wird für den Citymaster 1600VE die Weiterentwicklung des Triebstrangkonzeptes vorgenommen. Dazu dient anfänglich eine Leistungsabstimmung und Drehzahlfestlegung des Range Extenders auf das Fahrzeugprofil. Im Weiteren folgt eine Komponentenspezifizierung für die Bestandteile der hybriden Struktur. Darauffolgend werden die Schnittstellen zwischen den Antriebskomponenten konstruktiv weiter ausgearbeitet und eine Bauraumuntersuchung zur Implementierung der notwendigen Komponenten durchgeführt. Abschließend wird das Potential zur Kraftstoffverbrauchsreduktion mit dem Hybridsystem in der Anwendung untersucht.
Strömungssimulation in Rohrleitungen eines Turboladerprüfstandes. - XIV, 106 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der vorliegenden Arbeit wird die Strömung durch das Rohrleitungssystem in einem Heißgasprüfstand unter Berücksichtigung der Wärmeleitung und der Wärmestrahlung an die Umgebung mit numerischen Simulationen untersucht. Hierfür wird zunächst auf strömungsmechanische und thermodynamische Eigenschaften von kompressiblen Fluiden bei hohen Temperaturen eingegangen, die zum Verständnis und zur Herleitung des Simulationsmodells benötigt werden. Weiterhin werden die allgemeinen Grundlagen der Strömungssimulation und Modellbildung behandelt. Zunächst erfolgen Voruntersuchungen zur Validierung. Für die Erstellung des Simulationsmodells werden die Modell- und Randparameter aufgezählt und hergeleitet. Die Simulationen erfolgen mit unterschiedlichen Temperaturen und Massenströmen, um die Einflüsse auf Strömungsverhalten und Wärmeübertragung zu untersuchen. Die anschließende Auswertung der Ergebnisse zeigt die Auswirkungen dieser Parameter und vergleicht die Resultate weiterhin mit Berechnungen und Messwerten, um das Simulationsmodell auf Plausibilität zu überprüfen.
Erarbeitung und konstruktive Umsetzung eines Optimierungskonzeptes für einen Tribologieprüfstand. - 133 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Für die Untersuchungen des Knarzphänomens wird im Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau ein flexibles Tribomodul verwendet. Durch die fehlende Steifigkeit des komplexen Aufbaus ist das Tribomodul schwingungsanfällig. Damit die Schwingungsanfälligkeit die Untersuchungen nicht beeinträchtigt ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit ein Optimierungskonzept zur Erhöhung der Steifigkeit und Schwingfestigkeit des Tribomoduls zu erarbeiten. Um das Schwingverhalten des Tribomduls zu verstehen wird eine umfassende Modal- und Betriebsschwingformanalyse durchgeführt. Für die Modalanlyse wird das Gestell und das Maschinenbett mit einem Kraftimpuls zum Schwingen angeregt. Die Übertragungsfunktionen, in Form von Beschleunigungen, werden an unterschiedlichen Punkten am Gestell gemessen. Mittels Betriebsschwingformanalyse wird das Schwingungsverhalten unter verschiedenen Lastkollektiven gemessen. Die Übertragungsfunktionen der Messungen werden miteinander verglichen, um daraus konstruktive Schwachpunkte abzuleiten. Die Einflüsse der Maschinenelemente auf das Schwingungsverhalten werden analysiert. Durch den elastischen komplexen Aufbau breiten sich Schwingungen über das gesamte Tribomodul aus. Durch eine kraftsflussorientiere Konstruktion sollen die Schwingungen in das Maschinenbett weitergeleitet werden. Eine weitere Reduktion der Schwingungen bringt das Aufteilen des Prüfstandes in Funktionsmodule, um eine gegenseitige Beeinflussung zu minimieren. Geeignete Aufstellelemente sollen zusätzliche Dämpfung in das System einbringen.
Längsdynamikregelung eines Fixed-Space Fahrsimulators. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Im Zuge der Entwicklungen zum vollautomatisierten Fahren werden verschiedenste Methoden zur Entwicklung neuer Regelsysteme genutzt. Häufig kommen Fahrsimulatoren zum Einsatz, mit denen sich präzise Simulationen unter sicheren Voraussetzungen durchführen lassen. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Aufbau einer Längsdynamikregelung im Rahmen der Erweiterung eines stehenden (Fixed-Space) Fahrsimulators. Das Ziel der Arbeit ist dabei eine möglichst realistische Abbildung des Fahrzeugverhaltens in Längsrichtung. Unter Verwendung der Programmierumgebung MATLAB/SIMULINK wurde ein Längsdynamikmodell entwickelt, welches die Grundlegende Dynamik eines Fahrzeugs wiederspiegelt und zusammen mit einer bestehenden Querdynamikregelung ein Gesamtfahrzeugmodell eines Personenkraftwagens für den Fahrsimulator bildet. Das Modell ist dabei auf das Notwendige reduziert und hat nicht die Aufgabe der detaillierten Simulation von Antriebstrang, Bremsen und der Kraftübertragung am Rad. Vielmehr steht die Abbildung eines natürlichen Fahrverhaltens im Vordergrund, um den Fahrsimulator für die Entwicklung neuer Systeme nutzen zu können. Die Ergebnisse der Arbeit werden abschließend analysiert und bewertet. Dabei werden Vergleiche zwischen Simulation und Fahrzeugdaten sowie mit ermittelten Fahrzeugmessungen durchgeführt, um eine Aussage über die Qualität und Anwendbarkeit der Längsdynamikregelung treffen zu können.