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Fantriebe > 2. Fahrzeugantriebe - Grundlagen I > Flashcards

2. Fahrzeugantriebe - Grundlagen I Flashcards

1
Q

Die Natur emittiert und absorbiert CO2. Werden jedoch nur die CO2-Emissionen der Natur betrachtet und nicht die absorbierten CO2-Mengen, so sind die CO2-Emissionen des PKW-Verkehr im Vergleich recht gering.
—> laut einer Studie nur 0,2% aller CO2-Emissionen durch PKW verursacht

Es ist jedoch eine zweifelhafte Betrachtungsweise, nur die Emissionen eines Systems zu betrachten und die absorbierten Mengen auszusparen.
—> auch werden lokale Probleme in Ballungsgebieten außer Acht gelassen

—> doch selbst bei dieser Betrachtung(Studie): Auch geringe Kräfte führen bei einem labilen Gleichgewicht (? Klima ?) zu großen Änderungen!

—> Folie 4
(Nur lesen)

A

…

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2
Q

Wege zur treibhausgasneutralen Mobilität:
Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung
—> fordert, dass:
- Verkehr ab 2050 ?(1)? ist
- Energie des Verkehrs aus ?(2)? kommen muss

A

(1) treibhausgasneutral

(2) erneuerbaren Energien

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3
Q

Wege zur treibhausgasneutralen Mobilität:
Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung

Zitat:
(…)Für die Treibhausgasneutralität des Verkehrs gibt es prinzipiell 3 Möglichkeiten:

  1. ??
  2. ??
  3. ??
A
  1. Man nutzt den von Windkraft- und Photovoltaikanlagen erzeugten Strom direkt zum Betrieb eines Elektrofahrzeuges
  2. Man wandelt den Strom in Wasserstoff um und betreibt damit ein Brennstoffzellenfahrzeug
  3. Man wandelt den Wasserstoff in einer weiteren Verfahrensstufe in synthetische Kraftstoffe um, die dann im Verbrennungsmotor eingesetzt werden
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4
Q

CO2-Emissionen von PKW in der EU

—> FOLIE 6 ansehen!

—> es ist dabei zu betonen, dass die niedrigen Werte der Plug-In-hybride stark abhängig von der Nutzungsart sind, d.h. wie häufig die Batterie elektrisch geladen wurde

A

(…)

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5
Q

Bilanzgrenzen für Wirkungsgrad- und Emissionsbetrachtungen eines Fahrzeugs

Was versteht man unter der Tank-to-Wheel Betrachtung?

A

Tank/Batterie —> Antrieb —> Rad

  • bezieht sich also auf die Nutzungsphase
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6
Q

Bilanzgrenzen für Wirkungsgrad- und Emissionsbetrachtungen eines Fahrzeugs

Was versteht man unter der Well-to-Wheel Betrachtung?

A 
Energiegewinnung 
—> Energieaufbereitung 
—> Tank/Batterie 
—> Antrieb 
—> Rad
  • man betrachtet also zusätzlich zur Nutzungsphase auch die Energiebereitstellung
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7
Q

Bilanzgrenzen für Wirkungsgrad- und Emissionsbetrachtungen eines Fahrzeugs

Was versteht man unter der Cradle-to-Grave/Life Cycle Betrachtung?

A

Diese Betrachtungsweise schließt neben der Nutzungsdauer und der Energiebereitstellung auch den Produktlebenszyklus mit ein
—> siehe Folie 9!!!

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8
Q

Wirkungsgradkette Well-to-Wheel auf Basis von regenerativ produzierten Kraftstoffen

1) Hoher Wirkungsgrad liegt vor bei?
2) Welchen negativen Einfluss berücksichtigt es aber nicht?

A

1) Direktem Einsatz von Elektrizität im E-Antrieb

2) den negativen Einfluss der niedrigen Energiedichte der Batterien und deren Größe und Gewicht, insbesondere auch nicht den Aufwand zur Gewinnung dieser Materialien (bspw. Lithium und Kobalt)
—> eine gesamtheitliche Betrachtung ist daher unabdingbar

(Folie 11)

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9
Q

Was ist neben dem Wirkungsgrades bei der Wahl des Antriebes zu berücksichtigen? (4)

A
  • benötigte Infrastruktur
  • Speicherfähigkeit des Energieträgers
  • Produktion des Antriebes
  • Produktion und Transport des Energieträgers
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10
Q

Insbesondere für neue Technologien können Wirkungsgrade nicht exakt angegeben werden, da u.a. die positiven Effekte einer großindustriellen Produktion nicht genau bekannt sind.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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11
Q

Was muss der Antrieb leisten können?

A

Der Antrieb muss die Kräfte Bereitstellung, um:

  • das Fahrzeug zu beschleunigen
  • das Fahrzeug auch bei einem gewünschten Steigungswinkel zu bewegen
  • das Fahrzeug mit einer Zuladung zu bewegen
  • das Fahrzeug ggf. mit Anhänger zu bewegen
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12
Q

Fahrwiderstand

Für was steht:

  • FsubW
  • FsubB?
  • FsubSt?
  • FsubRo?
  • FsubL?
  • G?
  • S?
  • alpha?
A
  • FsubW: Gesamt-Fahrwiderstand
  • FsubB: Beschleunigungswiderstandskraft
  • FsubSt: Hangabtriebskraft/Steigungswiderstand
  • FsubRo: Rollwiderstand
  • FsubL: Luftwiderstand
  • G: Gewichtskraft des Fahrzeuges
  • S: Schwerpunkt des Fahrzeuges
  • alpha: Steigungswinkel

—> siehe Folie 14

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13
Q

Fahrwiderstand

Wie berechnet man den Gesamt-Fahrwiderstand (FsubW)?

A

FsubW = FsubSt + FsubRo + FsubL + FsubB

  • FsubB: Beschleunigungswiderstandskraft
  • FsubSt: Hangabtriebskraft/Steigungswiderstand
  • FsubRo: Rollwiderstand
  • FsubL: Luftwiderstand

—> Folie 14

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14
Q

Fahrwiderstände in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
—> Folie 15!!!

Was ist besonders auffällig?

A

Der Cross-Over des Luftwiderstandes (am hier gewählten Beispiel) von 80km/h
—> also Punkt an welchem FsubL > FsubR ist

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15
Q

(…) Der Rollwiderstand entsteht primär durch ?(1)? (Hystereseverluste) bei der Deformation der ?(2)? beim Abrollen, hauptsächlich durch ?(3)? sowie ?(4)? der Lauffläche und der Seitenwände (80 bis 95%). Diese Verlustarbeit wird bestimmt durch die ?(5)? (Radlast, Reifeninnendruck, . . . ) und die ?(6)? (Fahrgeschwindigkeit). Hinzu kommen ?(7)? zwischen Reifen und Straße (sog. Mikroschlupf, bis zu 5 %), sowie widerstandserhöhende ?(8)? von Seitenwand und Lauffläche, die mit der Geschwindigkeit deutlich ?(9)?.
Darüber hinaus spielen von der ?(10)? verursachte Widerstände (z. B. Vorspurwiderstand, der zusätzlich von der Reifenschräglaufsteifigkeit und einem geringen Sturzeinfluss abhängt) sowie Reibungsverluste in den ?(11)? und ?(12)? eine Rolle. Weiterhin haben ?(13)? am Reifen einen Einfluss (bis zu 15 %), die zwar eigentlich zum Luftwiderstand gehören, vom Rollwiderstand z. B. bei Rollenmessungen so einfach nicht zu trennen sind (…)

—> Folie 16

A

(1) Walkverlustarbeit
(2) Reifenstruktur
(3) Kompression
(4) Biegung
(5) Walkamplitude
(6) Walkfreuquenz
(7) Reibungsverluste
(8) Schwingungen
(9) zunehmen
(10) Achsgeometrie
(11) Radlagern
(12) Bremsen
(13) Luftverwirbelungen

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16
Q

Der Rollwiderstand wird grob durch was definiert/verursacht? (3)

A
  • Luftverwirbelungen
    (Reifenoberfläche und Umgebungsluft)
  • Schlupf auf Untergrund (Lauffläche)
  • Durch wiederholte Verformung ausgelöster Energieverlust (Lauffläche; Seitenwand und Wulstbereich)
    —> Biegung
    —> Stauchung
    —> Scherung

(FOLIE 17)

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17
Q

Bestimme den Anteil am gesamten Rollwiderstand für folgende „Verursachungsphänomene“:

1) Rollwiderstand an Reifenoberfläche und Umgebungsluft
—> durch Luftverwirbelungen

2) Rollwiderstand an Lauffläche durch Schlupf auf Untergrund
3) Rollwiderstand an Lauffläche aufgrund von Energieverlusten ausgelöst durch wiederholte Verformung (Biegung, Stauchung, Scherung)
4) Rollwiderstand an Seitenwand und Wulstbereich aufgrund von Energieverlusten ausgelöst durch wiederholte Verformung (Biegung, Scherung)

A

1) 0 - 15%
2) ca. 5%
3) 80 - 95%
4) 5 - 15%

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18
Q

Hangabtriebskraft/Steigungswiderstand (FsubSt)

Wie lautet die Formel zur Berechnung von FsubSt?

A

FsubSt = G * sin(alpha)

= m * g * sin(alpha)

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19
Q

Wie lautet die Formel zur Berechnung des Rollwiderstands (FsubRo)?

A

FsubRo = f * G * cos(alpha)

= f * m * g * cos(alpha)

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20
Q

Je nach Fahrzeugkonzept werden unterschiedliche, maximal mögliche Steigungswinkel vom Kunden gefordert.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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21
Q

Je nach Fahrzeugkonzept werden unterschiedliche Anhängerlaster gefordert, die bei einem Steigungswinkel zusätzlich zu beachten sind.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

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22
Q

Zusätzlich zu den anderen Widerstandskräften muss die resultierende Hangabtriebskraft vom ?? bereitgestellt werden können.

A

Antrieb

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23
Q

Wie lautet die Formel zur Berechnung des Luftwiderstands (FsubL)?

A

FsubL =

csubW * A * p(roh) * ((v+v0)^2 / 2)
\_\_\_\_
A: projizierte Fahrzeug-Anströmfläche, auch: Stirnfläche
v: Fahrzeug-Geschwindigkeit
v0: Gegenwind-Geschwindigkeit 
p(roh): Dichte der Luft 
csubW: Strömungswiderstandskoeff.
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24
Q

Für was stehen die folgenden Bezeichnungen bzgl. Des Luftwiderstandes jeweils?

A: ?? 
v: ?? 
v0: ?? 
p(bzw. roh): ??
csubW: ??
A 
A: projizierte Fahrzeug-Anströmfläche, auch: Stirnfläche
v: Fahrzeug-Geschwindigkeit
v0: Gegenwind-Geschwindigkeit 
p(roh): Dichte der Luft 
csubW: Strömungswiderstandskoeff.
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25
Q

[…] Der Luftwiderstand eines Fahrzeuges entsteht überwiegend durch ?(1)? am Fahrzeug in ?(2)? (sog. Druckwiderstand, > 80 % Widerstandsanteil), ?(3)? an der Fahrzeugoberfläche (< 10%) und aufgrund von ?(4)?- und ?(5)?verlusten bei der ?(6)? von Kühler, Motorraum und Innenraum (ca. 10 %). Diese drei Widerstandsanteile zusammen ergeben die Luftwiderstandskraft (in N) […]

A

(1) Druckdifferenzen
(2) Strömungsrichtung
(3) Reibung
(4) Impuls-
(5) Reibungs
(6) Durchströmung

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26
Q

Welche 3 Widerstandsanteile ergeben zusammen den Luftwiderstand (in N)?

A

1) Druckwiderstand durch Druckdifferenzen am Fahrzeug in Strömungsrichtung
2) Widerstand durch Reibung an der Fahrzeugoberfläche
3) Widerstand durch Impuls- und Reibungsverluste bei der Durchströmung von Kühler, Motorraum und Innenraum

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27
Q

Welchen Anteil tragen folgende 3 Widerstandsanteile am gesamten Luftwiderstand (FsubL):

1) Druckwiderstand durch Druckdifferenzen am Fahrzeug in Strömungsrichtung
2) Widerstand durch Reibung an der Fahrzeugoberfläche
3) Widerstand durch Impuls- und Reibungsverluste bei der Durchströmung von Kühler, Motorraum und Innenraum

A

1) > 80%
2) < 10%
3) ca. 10%

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28
Q

Luftwiderstand: Aerodynamik heutiger Fahrzeuge

—> siehe Folie 19!

A

…

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29
Q

Der csubW-Wert (Strömungswiderstandskoeffizient) und die Stirnfläche eines Fahrzeuges sind nicht frei wählbar, sondern werden u.a. durch was limitiert?

A

Durch vom Marktsegment (Oberklasse, SUV) und dem, für einen Markterfolg notwendigen, Design

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30
Q

Fahrwiderstand: Aerodynamik extremer Fahrzeuge am Beispiel des Plug-In-Hybrid VW XL 1
—> csubW = 0,189
—> Verbrauch: 0,9l/100km

—> siehe Folie 21

A

…

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31
Q

Beschleunigungswiderstandskraft (FsubB)

Vereinfacht gilt für die Beschleunigungswiderstandskraft welche Formel?

A

FsubB = m * a

—> mit:

  • F in N
  • m in kg
  • a in m/s^2

—> für exakte Formel: Folie 22

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32
Q

Auch durch Beschleunigung wird im Fahrzeug ?(1)? Energie gespeichert, und zwar sowohl in der ?(2)? bewegten Gesamtmasse des Fahrzeuges, als auch zusätzlich in allen sich ?(3)? Massen des gesamten Triebstrangs (Räder, Wellen, Schwung- und Zahnräder, rotierende Teile im Motor,…)

A

(1) kinetische
(2) translatorisch
(3) drehenden

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33
Q

Wenn ein Fahrzeug die Höchstgeschwindigkeit erreich, entspricht die Summe der Fahrtwiderstände mit FsubB = 0 der maximalen ?(1)? des ?(2)? Bei dieser Drehzahl.

A

(1) Zugkraft

(2) Antriebs

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34
Q

Leistung

Wie berechnete man diese allg.?

A

P = W/t

W: Arbeit (in Nm)
t: Zeit (in s)

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35
Q

Antriebsleistung (Leistungsbedarf) (PsubA)

Nenne die Formel zur Berechnung von PsubA: ??

A

PsubA = FsubW * v

= (FsubSt + FsubRo + FsubL + FsubB) * v

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36
Q

Rechne 1 m/s in km/h um!

A

1 m/s = 3,6 km/h

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37
Q

Um ein Fahrzeug in dem gewünschten Fahrzustand zu halten, wird die ?? benötigt.

A

Antriebsleistung PsubA

38
Q

Die Antriebsleistung PA ergibt sich aus der ?(1)? und der ?(2)?

A

(1) Fahrgeschwindigkeit v

(2) Gesamt-Widerstandskraft FsubW

39
Q

Unter Beschleunigung wird bei Fahrzeugtests die Zeit verstanden, die nötig ist, um ??

A

…eine Geschwindigkeitsdifferenz inkl. Schaltvorgängen auszugleichen.

40
Q

Unter Beschleunigung wird bei Fahrzeugtests die Zeit verstanden, die nötig ist, um eine Geschwindigkeitsdifferenz inkl. Schaltvorgängen auszugleichen. Das gleiche gilt für?

A

Die Elastizität
—> jedoch ohne Schaltvorgänge

(Siehe Folie 25)

41
Q

Bei der Beschleunigung wird i.d.R. welcher Wert angegeben?

A

Wert von 0 bis 100km/h

In den USA 0 auf 60 mph

42
Q

Bei der Elastizität werden welche Werte i.d.R. angegeben?

A

Zeiten für Geschwindigkeitserhöhungen

z.B.: von 60 auf 100 oder 80 auf 120km/h im höchsten oder zweithöchsten Gang, etc.

43
Q

Komponenten des Antriebsstrangs

Nenne diese: ?? (6)

A
  • Motor (hier: Verbrennungsmotor)
  • Kupplung
  • Getriebe
  • Antriebswelle
  • Achsdifferential
  • Reifen

—> siehe Abbildung Folie 26!

44
Q

In einem Antriebsstrang müssen immer alle Komponenten vorhanden sein.

Wahr/Falsch?

A

FALSCH

—> Je nach gewähltem Motor oder Getriebe kann u.a. die Kupplung entfallen.

45
Q

Wie bestimmt sich der Wirkungsgrad allg.?

A

Wirkungsgrad eta = W(Nutzen) / W(Aufwand

—> Wirkungsgrad ist das Verhältnis aus der Nutzarbeit und der aufgewendeten Arbeit

46
Q

Die einzelnen Komponenten eines Antriebsstrangs haben jeweils einen Wirkungsgrad von. ??

A

eta < 1

47
Q

Die einzelnen Komponenten eines Antriebsstrangs haben jeweils einen Wirkungsgrad von eta < 1

Der Wirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs ergibt sich durch ??

A

Multiplikation der Einzelwirkungsgrade

48
Q

Die einzelnen Komponenten eines Antriebsstrangs haben jeweils einen Wirkungsgrad von eta < 1

Der Wirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs ergibt sich durch die Multiplikation der Einzelwirkungsgrade.

Daraus folgt, dass für eine benötigte Antriebsleistung des PKW (PsubA) die Leistung des Motors P(Motor) wie sein muss?

A

Entsprechend höher!

49
Q

Erfolgt die Übertragung von Energie auf einen Körper mittels einer Kraft, so wird diese Energie auch wie bezeichnet?

A

Als Arbeit

50
Q

Drehmoment (M)

Vereinfacht berechnet sich das Drehmoment wie folgt: ??

A

M = F * s

—> Kraft (F)
—> Hebelarm (s)
—> siehe Reihenbild Folie 28

—> M in Nm, F in N und s in m

51
Q

Wie lautet die Einheit des Drehmoments?

A

Nm

52
Q

Für einen Motor ergibt sich zwischen der Leistung und dem Drehmoment folgende Beziehung: ??

A

P = 2piM*n

Mit P in W, M in Nm und n in 1/s

53
Q

Einflussfaktoren um die Anforderungen an den Antriebsstrang eines Fahrzeuges zu erfüllen: ?? (9)

A
  • Motor
  • Getriebe
  • bei Verbrennungsmotoren: Abgasnachbehandlung
  • Antriebsstrangmanagement
  • Energieträger
  • Aerodynamik
  • Rollwiderstand
  • Gewicht
  • Fahrerassistenz
54
Q

Fluidenergiemaschinen (Einteilung)

Welche Arten von Fluidenergiemaschinen gibt es? (4)

A
  • Kraftmaschinen
  • Arbeitsmaschinen
  • Kolbenmaschinen
  • Strömungsmaschinen
55
Q

Werden extern angetrieben und verrichten technische Arbeit.

Wie nennt man diese Fluidenergiemaschinen?

A

Arbeitsmaschinen

56
Q

Erzeugen aus anderen Energieformen technische Arbeit.

Wie nennt man diese Fluidenergiemaschinen?

A

Kraftmaschinen

57
Q
  • periodisches Füllen und Entleeren des Arbeitsraumes
  • Kraftwirkung durch Druck des im Arbeitsraum eingeschlossenen Fluids
  • Bewegung oszillierend oder drehend

Wie nennt man diese Fluidenergiemaschinen?

A

Kolbenmaschinen

58
Q
  • Medium strömt kontinuierlich durch die Maschine
  • Kraftwirkung durch Strömungskräfte
  • Bewegung drehend

Welche Fluidenergiemaschine liegt hier vor?

A

Strömungsmaschine

59
Q

Nenne Eigenschaften der Arbeitsmaschine: ?? (2)

A
  • werden extern angetrieben

- verrichten technische Arbeit

60
Q

Kraftmaschinen erzeugen technische Arbeit aus ?

A

anderen Energieformen

61
Q

Kennzeichen einer Strömungsmaschine: ?? (3)

A
  • Medium strömt kontinuierlich durch die Maschine
  • Kraftwirkung durch Strömungskräfte
  • Bewegung drehend
62
Q

Kennzeichen einer Kolbenmaschine: ?? (3)

A
  • periodisches Füllen und Entleeren des Arbeitsraumes
  • Kraftwirkung durch Druck des im Arbeitsraum eingeschlossenen Fluids
  • Bewegung oszillierend oder drehend
63
Q

Kraftmaschinen werden extern angetrieben und verrichten technische Arbeit.

Wahr/Falsch?

A

FALSCH

—> das sind Arbeitsmaschinen

64
Q

Schema gebräuchlicher Wärmekraftmaschinen

A

Siehe Folie 32

65
Q

Schema gebräuchlicher Wärmekraftmaschinen

In welche 2 Hauptuntergruppen können Wärmekraftmaschinen (WKM) unterteilt werden?

A
  • WKM mit äußerer Verbrennung

- WKM mit innerer Verbrennung

66
Q

Schema gebräuchlicher Wärmekraftmaschinen (WKM)

Wie können WKM mit äußerer Verbrennung unterteilt werden? (2)
—> Nenne auch jeweils Beispiele!

A
  • Hubkolbenmotor
    —> Stirlingmotor
    —> Dampfmaschine
  • Strömungsmaschine
    —> geschl. Gasturbine
    —> Dampfturbine
67
Q

Schema gebräuchlicher Wärmekraftmaschinen (WKM)

Wie können WKM mit innerer Verbrennung unterteilt werden? (2)
—> Nenne auch jeweils Beispiele!

A
  • Hubkolbenmotor
    —> Verbrennungsmotor
  • Strömungsmaschine
    —> Gasturbine
68
Q

Schema gebräuchlicher Verbrennungsmotor

—> siehe Folie 33 an!!!

A

…

69
Q

Die Verbrennungsmotoren unterscheiden sich im Wesentlichen durch? (3)

A
  • Art der Zündung:
    —>Selbstzündung (Dieselmotor)
    —> Fremdzündung (Ottomotor)
  • Arbeitsverfahren
  • Gemischbildung

(—> detailliert auf Folie 33 dargestellt)

70
Q

Verbrennungsmotor vs. Gasturbine:

Kolbenmaschine (Bsp.: 4-Takt-Motor mit innerer Verbrennung)
vs.
Turbomaschine (Bsp.: Flugzeug - Strahltriebwerk)

Welche Arbeitsschritte kann man bei beiden Maschinen identifizieren?

A
  1. Ansaugen
  2. Verdichten
  3. Wärmezufuhr
  4. Expandieren
  5. Wärmeabfuhr (Ausschieben)

—> siehe dir Folie 34 an!!!

71
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Nenne die Zustandsänderungen: ??

A

1 —> 2: Isotherme Verdichtung

2 —> 3: Isochore Wärmezufuhr

3 —> 4: Isotherme Entspannung

4 —> 1: Isochore Wärmeabfuhr

72
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Es gibt für den komplexen Mechanismus verschiedene Ausführungen.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

73
Q

Schaue dir Folie 35 und 36 an!! (Stirling-Motor)

A

…

74
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Der Regenerator dient als ?(1)?, der näherungsweise eine ?(2)? Zustandsänderung ermöglicht. Der Regenerator ist meist ein ?(3)? Körper mit hoher ?(4)?.

A

(1) Energiezwischenspeicher
(2) isotherme
(3) hochporöser
(4) Wärmekapazität

75
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Für den Zustandspunkt 1 gilt:
Das Arbeitsgas befindet sich entspannt im ?(1)?.
Der Arbeitskolben steht im ?(2)? und der Verdrängerkolben im ?(3)?

(Teilbild I, Folie 35)

A

(1) kalten Raum
(2) unteren Totpunkt (UT)
(3) oberen Totpunkt (OT)

76
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Zustandsänderung 1-2: ?(1)?

Der ?(2)? bleibt im oberen Totpunkt (OT) stehen, während sich der ?(3)? zum oberen Totpunkt (OT) bewegt und das ?(4)? verdichtet.

Teilbild II (Folie 35) kennzeichnet den Zustand im Punkt 2. Dabei stehen beide Kolben im ?? und das Arbeitsgas befindet sich verdichtet im kalten Raum

A

(1) Isotherme Verdichtung
(2) Verdrängerkolben
(3) Arbeitskolben
(4) Arbeitsgas
(5) oberen Totpunkt (OT)

77
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Zustandsänderung 2-3: ?(1)? im Regenerator.
Dabei bewegt sich der Verdrängerkolben in Richtung ?(2)? und schiebt das Arbeitsmedium bei ?(3)? durch den Regenerator in den ?(4)? (Teilbild III, Folie 35).
Der Arbeitskolben steht im ?(5)? und der Verdrängerkolben ?(6)?.

A

(1) Isochore Wärmezufuhr
(2) unterer Totpunkt (UT)
(3) konstantem Volumen
(4) heißen Raum
(5) oberen Totpunkt (OT)
(6) zwischen OT und UT

78
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Zustandsänderung 3-4: ?(1)? von 3 nach 4 bewegen sich beide Kolben nach ?(2)?.
Das ?(3)? entspannt sich.
Damit die Temperatur des Gases während der ?(4)? konstant bleibt, wird im ?(5)? Wärme zugeführt (?(6)? Verbrennung).

Im Zustandspunkt 4 befindet sich das Arbeitsgas ?(7)? im heißen Raum (Teilbild IV, Folie 35).
Beide Kolben befinden sich im ?(8)?

A

(1) Isotherme Entspannung
(2) UT (unterer Totpunkt)
(3) Arbeitsgas
(4) Expansion
(5) Erhitzer
(6) äußere
(7) entspannt
(8) UT

79
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Zustandsänderung 4-1: ?(1)? im Regenerator.
Dabei bewegt sich der Verdrängerkolben nach ?(2)?.
Der Arbeitskolben bleibt im ?(3)?.
Das Gas gibt bei konstantem ?(4)? Im Regenerator Wärme ?ab?

A

(1) Isochore Wärmeabfuhr
(2) OT
(3) UT
(4) Volumen

80
Q

Stirlingmotor: Arbeitsweise

Vergleich der koaxialen Kolbenanordnung mit der Winkelbauweise.

—> Folie 36 ansehen!

—> Visualisierung der Winkelbauweise im Video bei 15:50min.

A

…

81
Q

Stirlingmotor: Studie von GM, 1969
—> Kombination von Stirlingmotor mit einem E-Antrieb
—> siehe Folie 37

A

…

82
Q

Nenne Vorteile des Stirling-Motors: ?? (2)

A
  • niedrige Emissionen
    —> wegen kontinuierlicher Verbrennung
  • ruhiger Motorlauf
    —> wegen kontinuierlicher Verbrennung
83
Q

Nenne Nachteile des Stirling-Motors: ?? (2)

A
  • aufwändige Konstruktion

- träges Ansprechen auf schnelle Belastungsänderungen

84
Q

Der Stirling-Motor wurde bisher nicht als Serienantrieb für PKW genutzt.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

85
Q

Stirlingmotor: Konstruktion und Anwendungsbeispiel mit koaxialem Kolben (Blockheizkraftwerk mit Stirlingmotor von SenerTec)

—> siehe Folie 38

A

…

86
Q

Neben den Hubkolbenmotoren wurde in der Vergangenheit immer wieder der Versuch unternommen, geeignete ?(1)? zu entwickeln. Diese haben den Vorteil, dass keine oszillierenden ?(2)? im Triebwerk vorliegen, da die bewegten Teile des Triebwerks ?(3)? ausführen. Der bekannteste Kreiskolbenmotor ist der „?(4)?“, der von Felix Wankel im Jahre 1954 erfunden und entwickelt wurde. Dieser Motor ist der einzige zur Serienreife entwickelte ?(5)? […]

A

(1) Kreiskolbenmotoren
(2) Massenkräfte
(3) Drehbewegungen
(4) Wankel-Motor
(5) Rotationskolbenmotor

87
Q

Wankelmotor

—> siehe Abbildung Folie 39

A

…

88
Q

Der Wankelmotor wird aktuell nicht als PKW-Motor eingesetzt. Die Firma Mazda hat lange Zeit als einzige Firma einen PKW mit Wankelmotor angeboten.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

89
Q

Dampfmaschine

—> siehe Abbildung Folie 40

A

…

90
Q

Dampfmaschine

Vorteile: ?? (2)

Nachteile: ?? (1)

A

Vorteile:
- niedrige Emissionen
—> durch eine kontinuierliche Verbrennung
- hohes Drehmoment
—> im Vergleich zu Otto- und Dieselmotoren

Nachteile:
- niedriger Wirkungsgrad

(—> Versuchsmotor für einen PKW gab es. Die Idee wurde aber nicht weiter verfolgt, weil der erreichte niedrige Wirkungsgrad nicht durch die Vorteile der kontinuierlichen Verbrennungen nicht kompensiert werden)

91
Q

Elektrische Maschinen: Übersicht
—> siehe Folie 41
—> wird noch in einer weiteren VL tiefgründiger behandelt

A

…

92
Q

Lerninhalte der Vorlesung:

  • 3 Wege zur treibhausgasneutralen Mobilität
  • Fahrwiderstände
  • Leistung, Arbeit, Wirkungsgrad
  • Komponenten des Antriebsstrangs
  • Definition und Einteilung von Antriebsmaschinen für Fahrzeuge
A

…

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