Optimierung der Berechnung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen : experimentelle und analytische Untersuchungen zur Geräuschentwicklung von Fahrzeug-Schaltgetrieben. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 1 Online-Ressource (XIV, 116 Seiten). - (Kraftfahrzeugtechnische Berichte ; Band 8)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Erfassung der dynamischen Schwingungsanregung von Fahrzeuggetrieben, auch im Vergleich mit der Simulation dieser Anregung mit Hilfe eines Mehrkörpersystem-Modells. Die Arbeit soll einen Beitrag zur Optimierung der Berechnungskette der Schallabstrahlung solcher Getriebe leisten. Nach der Entwicklung eines Messsystems zur Erfassung der dynamischen Lagerkräfte direkt im Kraftfluss zwischen Lageraußenring und Lagersitz des Getriebegehäuses wird ein Konzept für einen Getriebeprüfstand entwickelt. Der Prüfstand wird aufgebaut und in Betrieb genommen. Das untersuchte Getriebegehäuse stammt aus einer aktuellen Serienproduktion. Die Innenteile dieses Getriebes werden komplett neu entwickelt und dabei rigoros vereinfacht. Nun verfügt das Getriebe über eine Stirnradstufe in den beiden Varianten gerad- und schrägverzahnt und vier Lagerstellen. Dieses Vorgehen reduziert so die Komplexität deutlich und lässt ausreichend Raum für den Einbau des entwickelten Lagerkraft-Messsystems. Um Schallleistungsmessungen des verbauten Getriebes durchzuführen, wird die Prüfumgebung in einen Hallraum mit schallharten Wänden nach DIN EN ISO 3740 umgewandelt. Nach der Plausibilisierung der aufgezeichneten Messwerte werden die Wiederholbarkeit überprüft und ein Einlaufszenario für den Getriebeprüfstand festgelegt. Anschließend folgen die Untersuchungen der Schwingungsanregung des Getriebegehäuses im gesamten definierten Betriebsbereich bei drei unterschiedlichen Schmierstofftemperaturen und mit der gerad- und der schrägverzahnten Antriebseinheit. Die Einflüsse unterschiedlicher Viskositäten des Schmierstoffes auf die dynamischen Lagerkräfte und auf die Geräuschentwicklung werden frequenzspezifisch untersucht und bewertet. Nach Abschluss der Validierung der dynamischen Schwingungsanregung des Getriebegehäuses mit Hilfe des erwähnten Mehrkörper-Simulationsmodells werden Schallabstrahlungsberechnungen durchgeführt. Erstmalig werden dabei die validierten dynamischen Lagerkräfte mit in die Berechnungen eingebunden. Als Abschluss werden die simulierten Schallleistungen mit den experimentell erfassten im Frequenzbereich verglichen und bewertet. Insgesamt zeigen die experimentellen und rechnerischen Ergebnisse bei allen Arbeitsschritten eine gute bis hervorragende Übereinstimmung. Damit leistet die vorliegende Arbeit einen signifikanten Beitrag zur Validierung der Schwingungsanregungen und schafft neue Möglichkeiten, Lagerkräfte im Kraftfluss experimentell und simulativ zu ermitteln und in die Berechnungskette der Schallabstrahlung einzubinden.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000544
Basic investigations for the evaluation of the creep groan phenomenon. - In: EuroBrake 2017 proceedings, (2017), EB2017-FBR-017, insges. 14 S.
Measuring and characterization of brake dust particles. - In: EuroBrake 2017 proceedings, (2017), EB2017-VDT-040, insges. 15 S.
The measurement of brake dust particles is a complex challenge owing to the open emission system, where the particles are spread into the environment. The aim of the measurement is to compare the wheel brake with other particle emitters, especially the exhaust of combustion engines. Therefore, the emissions generated by different friction materials are measured along standard cycles (NEDC, WLTC) with a special evacuation chamber. In addition, influence factors on particle flow and resulting particle measurement are presented and compared. Additional advanced research topics in connection with brake particles are the chemical composition of different particle size classes and the run-in behavior (Bedding).
A novel approach for the estimation of the brake friction coefficient for environmental and safety control applications. - In: EuroBrake 2017 proceedings, (2017), EB2017-FBR-007, insges. 10 S.
Mean value engine model for early stage design of powertrains with turbocharged SI engines. - In: International journal of powertrains, ISSN 1742-4275, Bd. 6 (2017), 4, S. 323-351
https://doi.org/10.1504/IJPT.2017.088483
CFD studies on the surge detection of a radial compressor flow by analyzing the unsteady secondary flow field. - In: Proceedings in applied mathematics and mechanics, ISSN 1617-7061, Bd. 17 (2017), 1, S. 635-636
https://doi.org/10.1002/pamm.201710287
Beitrag zur methodischen Entwicklung von Fahrwerksystemen für elektrische Radnabenmaschinen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (VII, 198 Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017
Elektrische Antriebe eröffnen weitreichende Potentiale zur Steigerung von Fahrsicherheit, Energieeffizienz und Agilität, zur Umsetzung neuer Gesamtfahrzeugkonzepte und Nutzermehrwertfunktionen. Die damit einhergehenden Entwicklungsansätze sind jedoch nicht zwangsläufig allein auf den Antriebsstrang beschränkt, sondern müssen als globale Entwicklungsaufgabe auch um andere Fahrzeugsysteme erweitert werden. Einen möglichen Lösungsansatz für die starke funktionale Integration von elektrischem Antriebsstrang und Fahrwerk stellen sogenannte aktive Corner-Module dar, welche durch die Nutzung elektrischer Radnabenantriebe entstehen. Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur methodischen Systemkonfiguration, Auslegung und Bewertung von Fahrwerksystemen für elektrische Radnabenmaschinen dar. Um dies zu erreichen, sollen verschiedene domänenspezifische Simulationsmodelle genutzt und global in einem interdisziplinären Auslegungsansatz zusammengeführt werden. Ziel ist ein Expertensystem, welches auf einer modularen Struktur beruht und insbesondere in frühen Entwicklungsphasen aktiver Corner-Module belastbare Aussagen zu Bauraumkonzept und funktionalen Eigenschaften liefert. Besonderer Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung und experimentelle Erprobung eines Radbremsmoduls, welches speziell für den Einsatz in aktiven Corner-Modulen unter starken Bauraumlimitationen in der Felge geeignet ist. Gegenüber konventionellen Lösungen zeichnet sich die entstandene Doppelbrücke-Perimeterbremse darüber hinaus durch funktionale Vorteile und konsequenten Leichtbau aus.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000594
Modellierung und Auslegung von Antriebssträngen mit abgasturboaufgeladenen Ottomotoren. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (X, 133 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017
Bei der Auslegung von Antriebssträngen mit abgasturboaufgeladenen Ottomotoren ist das transiente Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors von besonderem Interesse. Ein wesentlicher Grund ist die thermodynamische Kopplung von Verbrennungsmotor und Abgasturbolader. Diese hindert den Verbrennungsmotor, einer spontanen Lastanforderung zu folgen und hat bedeutenden Einfluss auf das transiente Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs. Die Simulation des Verbrennungsmotors zusammen mit dem Fahrzeug ermöglicht die Auswertung signifikanter Auslegungsparameter. Aufgrund ihrer hohen Komplexität und langen Rechenzeit genügen zyklusaufgelöste Motorprozess-Simulationen nicht den Anforderungen, die an die Antriebsauslegung in der Vorentwicklung gestellt werden. Darum wird in dieser Arbeit ein Mittelwertmodell zur Auslegung von Antriebssträngen mit abgasturboaufgeladenen Ottomotoren entwickelt. Im Mittelwertmodell wird die Arbeitsprozessrechnung durch einen Datensatz ersetzt und der Ladungswechsel durch nulldimensionale (konzentrierte) Volumina modelliert. Nachdem die Größe des Turboladers entscheidenden Einfluss auf den transienten Motorprozess ausübt, wird die Wechselwirkung zwischen Abgasturbolader und Verbrennungsmotor untersucht. Um mit einem einzigen Datensatz unterschiedliche Turboladergrößen zu erfassen, wird bei der Vorausberechnung des Datensatzes die Turbine durch eine skalierbare Abgasdrossel ersetzt. Für die Skalierung wird eine Korrelation zwischen Turbinengröße und dem Durchmesser der Abgasdrossel vorgestellt. Zwei neue Gleichungen für Turbinenfaktoren werden hergeleitet, um den Linearisierungsfehler in der Mittelwert-Turbine zu kompensieren. Die neu eingeführten Turbinenfaktoren befähigen das Mittelwertmodell zur Vorausberechnung des transienten Betriebsverhaltens. Das Modell wird erfolgreich mit Messdaten aus transienten Fahrmanövern abgeglichen und es werden Anwendungsbeispiele, u. a. mit einem hybridisierten Antriebsstrang gezeigt. Das entwickelte Mittelwertmodell verkürzt die Rechenzeit gegenüber einem zyklusaufgelösten Verbrennungsmotormodell um den Faktor 30-40 und eignet sich insbesondere für Auslegungsrechnungen, in denen Parameter wie Achsübersetzung oder Turboladergröße systematisch variiert werden.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000483
Vergleich des Reifenfülldruckeinflusses auf Reifenkennlinienmessungen unter Labor- und Realbedingungen. - In: 16. Internationale VDI-Tagung Reifen-Fahrwerk-Fahrbahn 2017, (2017), S. 233-256
Interdisciplinary design methodology for systems of mechatronic systems : focus on highly dynamic environmental applications. - In: Proceedings IECON 2017 - 43nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, ISBN 978-1-5386-1127-2, (2017), S. 4062-4067
https://doi.org/10.1109/IECON.2017.8216696