Entwicklung einer Methode zur Ermittlung der modalen Eigenschaften von Bremssystemen im Betrieb. - 70 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Bei der Beurteilung des Gesamteindrucks eines PKWs nehmen das Schwingungs- und Geräuschverhalten bei Kunden einen immer größer werdenden Stellenwert ein. Durch wachsenden Zeit- und Kostendruck in der Entwicklung sind neue, innovative Verfahren zur Untersuchungen des Bremsenquietschens ohne lange Testzyklen zu entwickeln. Zur Systembewertung und Identifikation von Instabilitäten nutzen neue Ansätze Methoden der Modalanalyse. Ein Teil davon stellt eine zusätzliche Anregung der Radbremse dar. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Konzepten zur aktiven Anregung des Bremssystems während des Betriebs. In einem vereinfachten Prüfaufbau und in einer still stehenden Bremse werden die Konzepte auf ihre besonderen Anforderungen hinsichtlich verschiedener Einflussparameter, Störsignale und Datenauswertung untersucht. Abschließend werden die Konzepte im Betrieb der Bremse verwendet und die damit verbundenen Besonderheiten der Integration in eine Prüfmethode aufgezeigt.
Konzeptentwicklung eines Prüfstandes für den Verdichterblock von Kolbenkompressoren. - 129 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung eines Prüfstandes für den Verdichterblock von Kolbenkompressoren, welcher für eine Validierung von Optimierungsschritten im Entwicklungsprozess genutzt werden soll. Die Untersuchung relevanter Messgrößen und deren Darstellung der Messbarkeit mittels geeigneter Sensorik, soll im Anschluss die Überprüfbarkeit von Auswirkungen einer Bauteiloptimierung im Einzelnen und auf das Gesamtsystem gewährleisten. Die Strukturierung der Arbeit orientiert sich am Aufbau der Verdichterblöcke und beinhaltet die thermodynamischen Prozessgrößen (Druck, Temperatur, Volumen) sowie eine Ermittlung von mechanischen Antriebsgrößen. Weiterhin erfolgt eine Betrachtung von Wegmessungen, die unter anderem einer Messung der Kolbenquerbewegung sowie einer Erkennung der Bewegung des Lamellenventiles dienen. Die einzelnen Messgrößen werden im Laufe der Arbeit hinsichtlich ihrer Relevanz, des möglichen Messverfahrens und der Positionierung der resultierenden Messmittel betrachtet. Die Auswahl der Messmittel folgt aus einer Betrachtung der Randbedingungen des Prüfstandes und der erweiterten Messunsicherheit. Am Ende der Darstellung des jeweiligen Parameters findet abschließend eine Ermittlung der erweiterten Messunsicherheit mittels der Datenblätter statt, um eine Größenordnung des möglichen theoretischen Messfehlers zu erhalten. Abschließend werden für einen gesamtheitlichen Überblick alle benötigten Messgrößen des Prüfstandes in einem R&I-Schema zusammengetragen. Die gewonnenen Informationen aus der Arbeit bezüglich der Messposition und der Verfahren zur Messung können in Verbindung mit den gewählten Messmitteln im Anschluss für die Konstruktion eines Prüfstandes für Kolbenverdichterblöcke genutzt werden.
Effizienznachweis für ein Assistenzsystem eines kommunalen Geräteträgers zur Energieeinsparung. - XI, 71 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die Geräteträger der Firma Multicar verfügen über einen hydraulischen Nebenantrieb, um Arbeitsgeräte zu betreiben. Durch Fehleinstellung des Nebenantriebs können große hydraulische Verlustleistungen auftreten. Die TU Ilmenau hat ein Assistenzsystem für einen kommunalen Geräteträger entwickelt und aufgebaut, welches die Einstellung der Hydraulik automatisch optimiert. Um das Potential dieses Assistenzsystems zur Energieeinsparung nachzuweisen, wird der Kraftstoffverbrauch über ein Gregory Verbrauchsmesssystems aufgezeichnet und ausgewertet. Um weitere Kraftstoffverbrauchsdaten zu generieren, wird ein Arbeitsgeräte-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand in Betrieb genommen, über welchen die hydraulische Struktur und die Leistungsaufnahme realer Arbeitsgeräte simuliert werden kann. Die Simulationen werden sowohl im Standversuch als auch im Fahrversuch bezüglich ihres Kraftstoffverbrauchs vermessen. Die Messergebnisse des Fahrversuchs werden dazu verwendet, die Erkenntnisse des Standversuchs zu validieren. Die Analyse der Versuche zeigt, in welchem Maß das Assistenzsystem eine Effizienzsteigerung des Betriebs mit Arbeitsgeräten ermöglicht.
Konstruktion und Inbetriebnahme eines Corner-Modul-Prüfstands zur stationären Charakterisierung von Reifen- und Fahrwerkseigenschaften. - 96 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In der vorliegenden Arbeit wird ein Corner Modul Prüfstand für das Fachgebiet Kraftfahrzeugtechnik der TU Ilmenau konstruiert. Mit dem Prüfstand können experimentelle Untersuchungen an Reifen, Fahrwerken und gesamten Corner Modulen durchgeführt werden. Des Weiteren sollen Fahrwerkseigenschaften und die wirkenden Kräfte untersucht werden. Der Prüfstand soll in den klimatisierten Vierrollenprüfstand der TU Ilmenau integriert werden. Die Konstruktion wird aufbauend auf einem Lastenheft durchgeführt. Dabei wird das Vorgehen an den konstruktiven Entwicklungsprozess nach Prof. Weber angelehnt. Die Konstruktionsphase beginnt mit der Entwicklung des tragenden Gestells, da dieses als Basis der Konstruktion dient und die weiteren Baugruppen an diesem befestigt werden. Dabei wird mittels einer FEM-Analyse eine erste Abschätzung zur benötigten Steifigkeit durchgeführt. Anschließend an die Ausarbeitung des Gestells wird der Käfig, der im späteren Betrieb das Fahrwerk aufnimmt, konstruiert. Die geeignete Auswahl der Führungen für den Käfig, sowie die Berechnungen von Schraubenverbindungen und weiteren Komponenten wird dargestellt und dokumentiert. Bei der Aufstandskrafterzeugung wird zusätzlich ein Hydrauliksystem für eine spätere Modifikation des Prüfstands ausgelegt. Für die am Fahrwerk einzustellenden Parameter, wie Sturz und Schräglaufwinkel, werden Konzepte entwickelt und konstruiert. Nach der Konstruktion aller Baugruppen wird der Prüfstand im CAD Programm Catia V5 modelliert und der endgültige Prüfstand in der Simulation mittels der von Mises Vergleichsspannung auf seine Festigkeit überprüft. Das Resultat ist ein Prüfstand, der als Fahrwerks- oder Reifenprüfstand eingesetzt werden kann. An diesem können Corner Module aller gängigen Personenkraftfahrzeuge und Reifen mit einem Felgendurchmesser zwischen 13 - 22 Zoll modular angebracht werden. Am Fahrwerksprüfstand kann neben dem Schräglaufwinkel (±15˚) und dem Sturz (±4˚) die Aufstandskraft von 100 kg - 1250 kg stufenlos eingestellt werden. Der Prüfstand ist für den quasistatischen, als auch den dynamischen Betrieb ausgelegt und kann über eine Schlagleiste Stöße, wie sie im Realbetrieb an Bordsteinen oder Schlaglöchern vorkommen, nachbilden. Über die zahlreichen Anbindungssysteme kann der Prüfstand für spezielle Anwendungsfälle oder um Messtechnik erweitert werden.
Untersuchung und prototypische Implementierung eines Verfahrens zur Erkennung natürlicher Sprache im Fahrzeug. - 101 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die vorliegende Thesis mit dem Titel 'Untersuchung und prototypische Implementierung eines Verfahrens zur Erkennung natürlicher Sprache im Fahrzeug' wurde von Jan Tamme Huisinga vorgelegt. Die Fragestellung der Thesis bezieht sich auf die Untersuchung einer Implementierung für die automatisierte Speech-to-Text Konvertierung bei dem Prozess einer Messdatenerfassung im Fahrzeug mit multiplen Sprechern. Ziel ist es, die Audiodateien von Messungen automatisiert mit Hilfe einer Spracherkennung zu transkribieren. Diese Dateien entstehen während der Feldabsicherung von Fahrerassistenzsystemen in der Abteilung "Aktive Sicherheit" der Daimler AG in Sindelfingen. Es wird eine Open-Source Lösung angestrebt, welche mit einer kommerziellen Lösung der Firma Nuance verglichen werden soll. Die Verarbeitung von Sprache basiert auf mehreren Schritten. Als erstes wird das analoge Audiomaterial digitalisiert, um es anschließend mittels Fourier-Transformation im Frequenzbereich durch Merkmalsvektoren zu beschreiben. Durch diese Vektoren lassen sich Laute aus einer Audiodatei bestimmen, welche durch Wörterbücher und stochastische Grammatiken zu Wörtern gebildet werden können. Aus den Wörter kann mit einem Sprachmodell ein Satz gebildet werden. Als Open-Source Lösung wurde CMU Sphinx verwendet, welches Schritt für Schritt die einzelnen Komponenten für einen Spracherkenner erstellen kann. Bei den Tests stellte sich schnell heraus, dass die Umsetzung zwar möglich, allerdings aufgrund der wenig trainierten Sprachmodelle für die deutsche Sprache eine Umsetzung innerhalb der Bearbeitungszeit dieser Thesis nicht möglich ist. Zudem ist sie auch für die Daimler AG nicht von Nutzen, da kommerzielle Systeme immer eine deutlich bessere Performanz bieten. Mit dem Test-Tool Auster von der Abteilung "Speech Architecture and Concepts" wurde der Kommandoerkenner VoCon von Nuance getestet. Hierfür wurde eine Liste von 'keywords' angelegt und eine Transkription von einem Testset erstellt, wodurch Auster direkt die Erkennungsraten berechnen konnte. Außerdem wurden mit Auster noch weitere Tests mit einem Diktiererkenner, ebenfalls von Nuance, gemacht. Für diesen wurden die kompletten Sätze transkribiert und mittels Auster erneut die Erkennungsraten ermittelt. Um eine Aussage über die Einsetzbarkeit machen zu können, wurde ein Versuch während der Fahrt in einem Messfahrzeug durchgeführt, bei dem 200 Beispieläußerungen aufgesprochen wurden. Die Ergebnisse des Diktiererkenners bestanden aus durchschnittlichen Erkennungsraten von ca. 40%. Dadurch ist ein Einsatz unter den aktuellen Gegebenheiten nicht praktikabel. In Zukunft kann jedoch, durch die Verbesserung der Aufnahmequalität und der Verwendung eines angepassten Wörterbuches, eine Anwendung möglich sein.
Variantenentwicklung und konstruktive Ausführung von innenumgriffenen Bremsscheiben und deren Peripherie. - 94 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die vorgestellte Arbeit befasst sich im Rahmen der Entwicklung eines hochinte-grierten Reibbremskonzeptes für aktive Corner-Module mit den Gestaltungsmöglichkeiten der Reibringanbindung über den Außenumfang. Im Vergleich zu konventionellen Lösungsansätzen bei außenumgriffenen, topfangebundenen Bremsscheiben erfordert das innenumgriffene Scheibenbremssystem veränderte Funktions- und Strukturanforderungen. Aufbauend auf den funktionalen Grundlagen eines Scheibenbremssystems wurden konventionelle Lösungsansätze für die Reibringanbindung dokumentiert. Zudem wurde mit Hilfe einer Patent- und Literaturrecherche geklärt, welche Konzeptlösungen zum Thema einer außen angebundenen Scheibenbremse bereits umgesetzt wurden. Als Hauptteil der Arbeit werden aufbauend auf den Zusammenfassungen der speziellen Anforderungen der Reibringanbindung unter hohen thermischen und mechanischen Lasten Lösungen gezeigt. Folgend wurden als Ergebnis für radiale Gleitführungen eigene konstruktive Varianten der Scheibenanbindung und Anbindungsanordnung ausgelegt. Weitere Maßnahmen zur weitgehend thermischen Isolation des Reibrings von seiner Umgebung wurden anschließend erarbeitet und simulativ erprobt. Abschließend wurden Sekundärmaßnahmen zur Verbesserung der Ventilationsbedingungen der innenumgriffenen Reibbremse in einem Katalog zusammengestellt.
Konstruktion von Abstützkonzepten eines Abgasturbolader-Anbaus unter Berücksichtigung der auftretenden Betriebslasten und Simulation der Thermomechanik- sowie Schwingungsbelastung. - 98 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Abstützungen von Abgasturboladern. Anhand der Auslegung einer Abstützung für eine einstufige Aufladegruppe eines Dieselmotors, wird eine neue Vorgehensweise zur Auswahl des Abstützkonzeptes erarbeitet und eine funktionierende Abstützung konstruiert. Im ersten Schritt werden die Bewegungsrichtungen des Abgasturboladers untersucht. Die Hauptanforderung an eine Abgasturboladerabstützung ist Wärmedehnung zuzulassen und Schwingungen zu reduzieren. Im nächsten Schritt werden sechs vereinfachte Abstützkonzepte entworfen und betrachtet. Im Folgenden werden vier dieser sechs Konzepte genauer konstruiert. Diese werden untersucht und bewertet, um Rückschlüsse auf die vereinfachten Konzepte ziehen zu können. Des Weiteren wird der Einfluss der Materialwahl auf die Eigenschaften einer Abgasturboladerabstützung bewertet. Zwei Konzepte, welche im Rahmen des entwickelten Auswahlprozesses das höchste Potential aufweisen, werden in der Folge nochmals konstruktiv verbessert und evaluiert. Die Berechnungen erfolgen im verwendeten CAD System. Es wird eine Empfehlung zur Verwendung einer der zwei Abgasturboladerabstützungen ausgesprochen. Abschließend wird ein Best Practice Guide zur Auslegung einer Abgasturboladerabstützung erstellt.
Potenzialanalyse von Funktionsredundanzen in Hybridantriebssträngen. - 138 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Parallele Vollhybridantriebe haben gegenüber konventionellen Antriebssträngen eine ungleich höhere Zahl an Betriebszuständen darzustellen. In die Zieldefinition für Porsche-Fahrzeuge fließen darüber hinaus sehr hohe Ansprüche an den Komfort und insbesondere die Fahrdynamik ein. Die Erfüllung dieser funktionalen und fahrphysikalischen Anforderungen ist bis dato mit einem sehr hohen Aufwand seitens des Triebstranges verbunden. Daraus erwächst der Wunsch, das bestehende System durch Einsparung von Komponenten zu verschlanken und hierfür vorhandene Funktionsredundanzen zu nutzen. In der vorliegenden Arbeit werden Funktionsredundanzen identifiziert und verschiedene Wege aufgezeigt, diese durch eine Entfeinerung des Triebstranges aufzulösen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Beibehaltung der bisherigen Funktionalität. Zur systematischen Funktionsanalyse dient die Methodik des Funktionalen Engineerings. Zunächst wird ein Anforderungskatalog für den gesuchten Triebstrang erstellt. Dieser enthält alle relevanten und spezifischen Kriterien, welche die Basis für die anschließende Patentrecherche bilden. Im Rahmen der Recherche werden zahlreiche Alternativstrukturen untersucht und einem systematischen Auswahlprozess in mehreren Iterationen unterzogen. Eine funktionale und insbesondere kinematische Beschreibung erfolgt hierbei anhand von Nomogrammen. Die letztendlich ausgewählte Lösung steht stellvertretend für eine Kategorie von Hybridtriebsträngen, welche in diesem Zusammenhang als Alternative zu den klassischen Parallelhybriden zu sehen ist. In der anschließenden Konzeptphase für den als zielführend identifizierten Hybridantriebsstrang wird eine rechnergestützte Optimierung zur Festlegung der Übersetzungsreihe durchgeführt. Die Auslegung orientiert sich an einer möglichst günstigen Stufung sowie den kritischen Drehzahlen. Das im Weiteren erstellte Berechnungsprogramm zur kinetostatischen Analyse des Systems basiert auf der resultierenden Getriebekinematik. Das Programm erlaubt die Untersuchung der Drehzahlen, Drehmomente und Leistungen in beliebigen Betriebszuständen. Die Simulationsergebnisse für die unter Volllast erreichbaren Drehmomente respektive Zugkräfte dienen zur Beurteilung der zu erwartenden Fahrleistungen. Am Ende der Konzeptionierung wird eine Empfehlung bezüglich der Leistungsskalierung der elektrischen Antriebsmaschinen sowie zur Kombination mit einem geeigneten Verbrennungsmotor gegeben. Abschließend wird das Hybridsystem umfassend bewertet und mit einem Referenz-Triebstrang nach dem Stand der Technik verglichen. Dabei zeigt sich, dass Mehrmodus-Hybridantriebe hinsichtlich Struktur, Funktion und Fahrleistungen erhebliches Potential - auch für die Umsetzung in einem Sportwagen - bieten.
Analyse des Standes der Technik bei Emissionsmessung an der Radbremse. - VIII, 116 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Der Untersuchungsstand von Bremsstaubpartikeln ist im Vergleich zu anderen Partikelquellen wenig analysiert. Aufgrund fehlender Standards kommen bei der Ergebnisfindung in Bezug auf die Charakterisierung von Bremsstaubpartikeln hinsichtlich ihrer Anzahlkonzentration, Größenverteilung, stofflichen Zusammensetzung und Toxizität unterschiedliche Methoden zur Anwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Stand der Technik und Forschung im Bereich der Partikelmesstechnik automobiler Scheibenbremsen analysiert. Hierzu wurden die in der Forschung eingesetzten Messgeräte und Prinzipien untersucht und in Bezug auf ihre Aufgabe, Funktion, ihr Messziel sowie hinsichtlich ihres spezifischen Anwendungsfalls analysiert. Des Weiteren wurde eine die Problematik von Bremsenemissionen betreffende Recherche zu Abhilfe- und Gegenmaßnahmen durchgeführt, auf deren Grundlage mögliche Minderungspotentiale und Handlungsspielräume aufgezeigt werden. Darüber hinaus wurden verschiedene Prüfzyklen für den Einsatz von Bremsstaubuntersuchungen verglichen und deren Anwendbarkeit im Kontext realer Fahrzeug- und Bremsenemissionen bewertet.
Auslegung und Konstruktion einer Gleichdruckturbine zum Antrieb eines Rotors ohne Aufprägung einer Querkraft und mit einstellbarer Axialkraft. - 125 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In der vorliegenden Arbeit wird eine Gleichdruckturbine in Form einer Pelton-Turbine für das Antreiben eines Rotors ohne Querkrafteinbringung sowie mit einstellbarer Axialkraft dimensioniert und ausgelegt. Als Arbeitsmedium wird Luft mit den gasdynamisch geltenden Gesetzmäßigkeiten betrachtet. Die Auslegung und Erarbeitung von Leistungsvarianten für den Antrieb mit Düsendimensionierung für das kompressible Medium wird anhand verschiedener Werte von Düsenanzahl, Ausströmfläche der Düsen, Strömungsgeschwindigkeit und Massenstrom und sich somit ergebende Schaufelkraft sowie das Antriebsmoment getätigt. Eine Dimensionierung der axial aufbringbaren Kräfte mit Auslegung ist festgehalten. Die Einstellmöglichkeiten der Antriebsleistung und des Achsschubes sowie eine Konzipierung für das Aufbringen von definierten Axialkräften mit Realisierung der Verstellung sind dokumentiert. Für das Antriebskonzept und die kontrollierte Axialkraftaufbringung sind Konstruktionsskizzen dargelegt.