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Fantriebe > 15. Erprobung > Flashcards

15. Erprobung Flashcards

1
Q

Erprobung im Entwicklungsprozess

Beschreibe den Entwicklungsprozess: ?? (4)

A
  1. Vorentwicklung
  2. Serienentwicklung:
    Vernetzung der Komponenten zu einem Gesamtsystem
    —> Nutzung Komponentenprüfstand
    —> Nutzung Antriebsprüfstand
  3. Applikationsentwicklung:
    Integration aller Funktionen und Absicherung im Fahrzeug
    —> Nutzung Prototypen
  4. Erprobung/Abstimmung Ziel-Fahrzeug:
    Abstimmung aller Parameter und Eigenschaften
    —> Nutzung Zielfahrzeug

SIEHE FOLIE 3

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2
Q

Prüfeinrichtungen: Kosten vs. Nutzen

Neue Prüfeinrichtungen sind i.d.R. Mit sehr hohen ?(1)? verbunden.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist daher ein ?(2)? notwendig.

A

(1) Investitionen
(2) effizienter Einsatz

FOLIE 4 ansehen!!

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3
Q

Prüfeinrichtungen: Beispiele für Kosten

BMW, 2009:
Windkanal mit Werkstätten und Bürogebäude: 170Mio. €

Audi, 2012:
Motorenprüfzentrum: 100 Mio. €

Porsche, 2014:
Windkanal, Design-Zentrum und Elektronik-Integrations-Zentrum: 150 Mio. €

A

…

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4
Q

Prüfeinrichtungen: Kosten vs. Nutzen

Welche Ziele werden dabei verfolgt? (4)

A

Erhöhen der Nutzzeit/Auslastung (Einsatz-Effizienz)

Steigern des Anwendungsspektrums (Fähigkeiten)

Steigern des Entwicklungsäquivalents
(Ergebnis-Effektivität und -Qualität)

Steigern des Methoden-Einsatzes
(Nutzungsgrad)

Siehe Folie 4!

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5
Q

Windkanal-Effizienz-Zentrum (WEZ) von VW

Planungs- und Bauzeit: 5 Jahre
Kosten: 100 Mio. €

Auf dem Rollenprüfstand des Thermofunktionalkanals können Fahrzeuge mit einer Leistung von maximal 1.000 kW / 1.360 PS getestet werden. Einzelne Funktionen, wie zum Beispiel Fahrzeugklimatisierung oder Bremsenkühlung werden hier an die Belastungsgrenze gebracht. Der Wind wird in den beiden Kanälen per Gebläse erzeugt. Im Thermofunktionskanal hat es einen Durchmesser von 4,5 Metern und bringt 2,1 Megawatt. Das entspricht der Leistung von 35.000 Glühlampen mit jeweils 60 Watt. Das Gebläse im Aerodynamik-/ Aeroakustikkanal hat einen Durchmesser von acht Metern und leistet 3,1 Megawatt.

Folie 6

A

…

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6
Q

Prüfstandstechnik für den Fahrzeugantrieb

FOLIE 7 ansehen!!!!!!!

A

!!!!!

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7
Q

Prüfstandstechnik für den Fahrzeugantrieb

Nenne 4 Basisprüfstände: ??

A

Einzylinderprüfstand

Grundmotorenprüfstand

Dynamischer Motorenprüfstand

Abgasrollenprüfstand und Straßenmessung mit PEMS

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8
Q

Prüfstandstechnik für den Fahrzeugantrieb

Nenne 4 Sonderprüfstände: ??

A

Akustikprüfstand

Kälteprüfstand

Gasmotorenprüfstand

Antriebsstrangprüfstand

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9
Q

Prüfstandstechnik für den Fahrzeugantrieb

Nenne 4 Themenfelder bei denen Prüfstände von Relevanz sind!

A

Motorprozessentwicklung

neue Aggregate / Systementwicklung

Abstimmung Motor/Getriebe

Motor im Fahrzeug

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10
Q

Motorprüfstand

Die Motoren werden auf eine Stahlpalette montiert. Diese wird auf einem Maschinenbett festgeschraubt. Es wird eine mechanische Verbindung zu einem Elektromotor hergestellt und dann wird der Motor komplett verkabelt mit Sensoren etc.

1) Was muss man dem Motor alles bieten, damit er lauffähig ist im Prüfstand? (4)
2) Was wird benötigt, damit der Motor nicht überhitzt? (4)

A

1) Kraftstoffversorgung (dabei soll direkt der Massenstrom gemessen werden und eine genaue Temperatur konditioniert werden)

Luftversorgung (ebenfalls Messung, Filterung, Temperaturkonditionierung,…)

Ölversorgung

Stromversorgung

Abgasabfuhr (mit Emissionsmesstechnik)

2)
Kühlwasserzu- und Kühlwasserableitung

externe Pumpe

Wärmetauscher

Regelung/Messung

(Genauer bei Aufbau auf Folie 9)

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11
Q

Aufbau eines Motorprüfstandes

—> Folie 9!!!

A

!!

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12
Q

Motorprüfstände am Beispiel IAV
—> 48 dynamische Motorprüfstände
—> Folie 10

A

…

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13
Q

Motorprüfstände: Berieb rund um die Uhr
—> sollten ohne Unterbrechung laufen, weil sehr teuer

Folie 11!

A

!

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14
Q

Motorenprüfstände: Motorprüfstand für Nutzfahrzeugmotoren (alles bisschen größer)
—> Folie 12

A

…

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15
Q

Dauerlaufprüfstände
—> soll prüfen, ob der Motor auch seine max. Lebensdauer erreicht
—> Folie 13+14+15

A

…

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16
Q

Komponentenprüfstände
—> kleiner und weniger aufwändig
—> man schaut sich bspw. nur einen Turbolader an
—> erlaubt es wesentlich genauer eine bestimmte Komponente zu prüfen als an einem Motorprüfstand, wo alles miteinander zusammen hängt!!!

Folie 16+17+18+19+20

A

…

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17
Q

Gesamtantriebsstrangprüfstand
—> Folie 22

Anstatt der Räder gibt es zwei große E-Maschinen, welche die Leistung aufnimmt.

A

…

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18
Q

Prüfstände für E-Antriebe

Neue Fahrzeugtechnologien benötigen jeweils auch neue Prüfstände.

So werden für E-Antriebe z.B. Prüfstände für was benötigt? (3)

A

Prüfstände für:

  • Batteriezellen
  • Batterien
  • E-Maschinen
  • Leistungselektronik
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19
Q

Komponentenprüfstand: Shaker-Prüfstand für Li-Ion Batterien

Komponenten werden durchgeschüttelt und man kann einstellen bei welcher Frequenz/Frequenzspektrum Vibrationen angeregt werden sollen.

Es wird dann geprüft wie eine Komponente auf Vibrationen oder Schwingungen bei verschiedenen Amplituden oder Frequenzen reagiert. Meistens bezüglich der Stabilität relevant.

Folie 24

A

…

20
Q

Komponentenprüfstand: Shaker-Prüfstand für Li-Ion Batterien

Sicherheitskonzepte für Betriebsfestigkeitstests

Folie 25 ansehen!

A

!

21
Q

Simulation:
Hardware-in-the-Loop (HiL)
Software-in-the-Loop (SiL)
Model-in-the-Loop (MiL)

Simulationsmodelle mit der Erprobung von Hardware/Software

Zum Beispiel werden im Labor realistische Bewegungen, Lasten, klimatische Bedingungen erzeugt, Echtzeiteinblicke sind möglich, …

Folie 26

A

…

22
Q

Winkanal - Verschiedene Bauarten

Nenne zwei Bauarten!

A

Eiffel-Bauart

Göttinger Bauart

—> siehe Folie 28!

23
Q

Windkanäle von Autoherstellern bestehen meist aus einem ?(1)?.

Darin wird die Luft von vorne durch einen ?(2)? und eine ?(3)? auf das Fahrzeug geblasen und an der Rückwand abgeführt.

Das Gebläse kann dabei eine Windgeschwin- digkeit von bis zu ?(4)? Kilometern pro Stunde erzeugen.

A

(1) rechteckigen Gang
(2) Gleichrichter
(3) Düse
(4) 300

24
Q

Klassifizierung von Fahrzeugwindkanälen

Nach was können die Fahrzeugwindkanäle klassifiziert werden? (3)

A

Nach:
- der Art der Messstrecke

  • der Luftführung
  • physikalischen Messgrößen
25
Q

Klassifizierung von Fahrzeugwindkanälen

Klassifizierung nach der Art der Messstrecke: ?? (5)

A

Offene Messstrecke

Geschlossene Messstrecke

feste Wände entsprechend den erwarteten Stromlinien geformt

Geschlitzte Wände

Fallweise anpassbare Wände

26
Q

Klassifizierung von Fahrzeugwindkanälen

Klassifizierung nach der Luftführung: ?? (2)

A

Offene Luftführung (Eiffel- oder NPL-Windkanäle)

Geschlossene Luftführung (Windkanal Göttinger Bauart) in horizontaler, vertikaler und verzweigter Ausführung

27
Q

Klassifizierung von Fahrzeugwindkanälen

Klassifizierung nach physikalischen Messgrößen: ?? (4)

A

Aerodynamik für Kraftmessungen

Akustik für Windgeräuschmessungen

Thermo- und Klimawindkanäle für thermische Versuche

Windkanäle für Verschmutzungs- und Nässeuntersuchungen

28
Q

Aeroakustik-Windkanal am Beispiel Daimler

—> Folie 30!!

A

!

29
Q

Windkanal
—> Klima-Winkanal
—> Aerodynamik-Windkanal
—> Aeroakustik-Windkanal

Folie 31 ansehen

A

…

30
Q

Windkanal: Klimawindkanal

—> Fahrt mit bis zu 250km/h simulierbar

—> siehe Folie 32+33 für technische Daten!

A

!

31
Q

Übersicht der Windkanäle in Europa

—> Folie 35+36!

A

…

32
Q

Rollenprüfstand

Was ist die Hauptaufgabe?

A

Messung der Fahrzeugemissionen, z.B. NOx, Partikell, CO, CO2

33
Q

Rollenprüfstand

—> Folie 37!

A

!

34
Q

Klimarollenprüfstand

Raum ist noch zusätzlich Klimatisiert. Auch Luftfeuchte, Sonneneinstrahlung etc. Kann variiert werden. Bis auf den Wind, das meiste möglich

Folie 38

A

…

35
Q

Höhenklimarolle: Beispiel IAV in Berlin

—> Folien 39-41

A

…

36
Q

Höhenklimarolle

Es kann auch noch ?? variiert werden in der Prüfzelle.

A

der Druck

Neben der Temperatur

37
Q

Akustikhalle für Geräuschmessung
—> Raum deutlich größer

Warum?

A

Wegen der Eigenschaften des Luftschalls

Die Raumgröße bestimmt darüber in welchem Frequenzbereich man sinnvoll messen kann.

Bei größeren Räumen können auch die tiefen Frequenzen in großen Wellenlängen sich normal entfalten, sodass sie auch messbar sind.

38
Q

Prüfung der elektromagnetrischen Verträglichkeit

Bsp. des EMV-Zentrum von BMW

Leistungsdaten, EMV Anforderungen, EMV-Maßnahmen

Folie 45+46

A

…

39
Q

Teststrecken

- Folie 49+50+51

A

…

40
Q

Abgasmesstechnik im Rollenprüfstand

3 Möglichkeiten um Emmissionsmassen zu bestimmen: ??

A

1) Beutel-Messung, verdünntes Abgas
2) kontinuierliche Messung der verdünnten Abgaskonzentration
3) Messung von unverdünntem Abgas (Rohabgas) direkt aus dem Auspuff des Motors

(Genau mit Abbildung Folie 52!!)

41
Q

Portable emission measurement system (PEMS)

PEMS sind Messsysteme um was zu ermitteln?

A

Den Schadstoffausstoß von Fahrzeugen während der Fahrt

42
Q

Weitere Erprobungen:
Wintererprobung
Sommer- und Höhenerprobung

—> gehen nicht mehr so sehr auf den Antriebsstrang zurück

A

…

43
Q

Simulation in der Fahrzeugentwicklung

Simulation dientg als effektive ?(1) und ?(2)? In der Fahrzeugentwicklung

A

(1) Zeit-
(2) Kostenersparnis

—> Details auf Folie 59!

44
Q

Gegen die Ausführung von Experimenten in Systemen spricht: ?? (8)

A

Gegen die Ausführung von Experimenten in Systemen spricht:

  • das System existiert nicht
  • die Experimente am System sind zu teuer
  • die Systemveränderungen sind zu schnell oder zu langsam (z.B. Motor läuft sehr schnell ab, erfordert besondere Messtechnik; Lebensdauern prüfen bei langsamen Veränderungen)
  • durch Experimente entstehen zu große Gefaren
  • die Experimente sind aus ethischen oder anderen Gründen nicht möglich
  • das System ist zu klein oder zu groß
  • die Experimente verändern das System zu stark
  • Voraussagen sind erwünscht
45
Q

Beispiele für 3D Simulationen in der Motorentechnik

Folie 61!

A

…

46
Q

Crash Simulationen erreichen heutzutage sehr gut Vorhersagefähigkeiten

Wahr/Falsch?

A

Wahr

Folie 62

47
Q

0/1D-Motorprozesssimulation
—> Folie 64

Thermodynamische Simulation. Modelle sind teilweise echtzeitfähig. Man kann also ganze Zyklen durchrechnen und Vorhersagen über Kraftstoffverbrauch, Emissionsmenge, Dynamik,… treffen.

A

…

Fantriebe (17 decks)

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