Übungen Flashcards
Geschwindigkeit bei Nenndrehzahl
von m/min
Zugkraft bei Nenndrehzahl
Verschiedene Auslegungsmöglichkeiten eines höchsten Ganges am Beispiel eines mechanischen 5 – Gang – Schaltgetriebes
vertikale Schwerpunktlage des Fahrzeugs
h = r + ha
Momentgleichgewicht (um Vorderachse)
AWD Zusammenhang
von Reifen auf die Fahrbahn maximal übertragbaren Gesamtantriebskraft FD,max
Gesamtgewichtskraft des Fahrzeugs FG
wenn: MYad Reibbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn
wirkende mittlere Verzögerung a
m/s2
Abbremsung z eines Gesamtfahrzeugs in Abhängigkeit von
- von den Kraftschlussbeanspruchungen MYf und MYr an Vorder- und Hinterachse,
- von den Achslasten FGf und FGr und
- von Gesamtgewicht des Fahrzeugs FG = FGf + FGr.
Abbremsung z bei Maximalbremsung
Welche Abbremsung zmax ist notwendig, um das Fahrzeug mit der mittleren Verzögerung a aus Aufgabe a) abzubremsen?
zmax = a/g = a/9,81
Bestimmung der Achslasten eines gebremsten Fahrzeugs
Momentgleichgewicht Hiner- bzw. Vorderrad ergibt:
Gütegrad einer Abbremsung
Wert bei idealer Bremskraftverteilung
(Verhalten: Stabil, nicht lenkfähig, da Vorderachse an Rutschgrenze)
Bremskraftverteilungsdiagramm beschriften
Fahrzustandsdiagramm beschriften
Ergänze
Schleudergrenzgeschwindigkeit
Spurweite st
Schwerpunkthöhe h
Kurvenradius rcurve
Kippgrenzgeschwindigkeit
Spurweite st
Schwerpunkthöhe h
Kurvenradius rcurve
Welche Bedingung muss MYad erfüllen, damit die Schleudergrenze zuerst erreicht wird? Leiten Sie diese Bedingung nachvollziehbar her
Welches elektronische Regelsystem greift ein, wenn bei Kurvenfahrt eine Achse vorzeitig die Haftung verliert?
ESP – Elektronisches Stabilitätsprogramm; (FDR – Fahrdynamikregelung)
Kurs eines ungeregelten Fahrzeugs im Vergleich zu einem geregelten Fahrzeug
Kräftegleichgewicht beim Wandaufprall
wirkende Verzögerung a
Wandaufprall eines leichten und eines schweren Fahrzeuges
gleiche Verzögerung a und Ausgangsgeschwindigkeit
Verhältnis der sich einstellenden Deformationswege
Deformationskraft-Deformationsweg-Diagramm
Wandaufprall, wo Steifigkeit
Die Struktursteifigkeit ist mit der Steigung der Geraden gegeben.
Deformationskraft-Deformationsweg-Diagramm
mit ch > cl
Zur Milderung der Unfallfolgen existieren in einem Fahrzeug aktive und passive Systeme. Nennen Sie mind. 4 Maßnahmen, die passive Sicherheit eines Fahrzeugs zu erhöhen.
+
was aktive Sicherheit
Dreipunktgurt, Gurtwegbegrenzer, Gurtstrammer(*), Airbag(*), Sidebag, Gurtkraftbegrenzer
(*) durch Crashsensor ausgelöst
+
aktive Sicherheit fallen alle Systeme, die aktiv in das Fahrgeschehen eingreifen
Aus welchen Bauteilen besteht ein Airbag- bzw. Sidebag-System? Nennen Sie mindestens drei wesentliche Bauteile.
Crashsensor, Gasgenerator und Luftsack
Nennen Sie die jeweiligen Bezeichnungen für die dimensionslosen Verletzungskriterien betreffend Kopf und Brustkorb. Welche zwei physikalischen Größen sind bei beiden Verletzungskriterien maßgeblich?
idealer Carnot-Prozess
zu- und abgeführte Wärmemenge
Seiliger Prozess
Wärmemenge
Auf welchem allgemeinen Vergleichsprozess basieren die Vergleichsprozesse von Otto- und Dieselmotor?
Seiliger-Prozess
Betrachten Sie das p-V-Diagramm des Seiliger-Prozesses. Vergeben Sie für die Eckpunkte Nummern und nennen Sie anhand des Seiliger-Prozesses in folgender Tabelle die stattfindenden thermodynamischen Prozesse.
Betrachten Sie das p-V-Diagramm des Seiliger-Prozesses. Während des Ladungswechsels sinkt der Druck isochor auf das Umgebungsniveau ab. Dadurch geht Restenergie ungenutzt verloren. Wie wird bei manchen Motoren die Restenergie teilweise genutzt?
Teilweise Nutzung der Restenergie durch Abgasturbolader möglich.
p-V-Diagramm den realen Druckverlauf eines Diesel-Motors (ohne Aufladung) im 4-Takt Betrieb incl.
- Ladungswechselschleife
- Durchlaufrichtungen
- Hubvolumen Vh
- Kompressionsvolumen Vc
- Linie p = 1 bar
- Ventilöffnungs- und -schließpunkte
- EÖ Einlass öffnet
- ES Einlass schließt
- AÖ Auslass öffnet
- AS Auslass schließt
Wie ist das Verdichtungsverhältnis definiert? Nennen Sie die Formel und beschreiben Sie die Anteile eindeutig.
Warum lässt sich das Verdichtungsverhältnis beim Ottomotor, warum beim Dieselmotor nicht beliebig erhöhen?
Ottomotor: Klopfen
Dieselmotor: Motorfestigkeit (Verdichtungsverhältnis ist aber auch nach unten begrenzt, da sonst keine Selbstzündung stattfinden kann)
Wie hoch ist der effektive Wirkungsgrad heutiger 4-Takt Ottomotoren im Bestpunkt ?
Welche drei relevanten Schadstoffe emittiert ein Otto-Motor ohne Abgasnachbehandlung? Skizzieren Sie für einen Otto-Motor im folgenden Bild den Verlauf der Rohemissionen in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ
Schadstoffkonzentration C eines Otto-Motors (ohne Abgasnachbehandlung) in Abhängigkeit der Luftverhältniszahl
Nennen Sie Gründe für den Verlauf der Kennlinien (warum steigt die Konzentration in manchen Bereichen, warum fällt die Konzentration in anderen Bereichen, warum zeigt eine Kurve ein Maximum?).
Schadstoffkonzentration C eines Otto-Motors (ohne Abgasnachbehandlung) in Abhängigkeit der Luftverhältniszahl
In welchem Bereich arbeitet ein 3-Wege Katalysator?
Nennen Sie die drei wesentlichen Komponenten am Motor bzw. am Fahrzeug, die erforderlich sind, um diesen Arbeitsbereich einzuregeln.
O2-Sonde (Lambdasonde), elektronisches Steuergerät, Einspritzanlage
In einem 3-Wege-Katalysator laufen parallel drei chemische Reaktionen ab. Listen Sie diese chemischen Reaktionen auf (es ist nicht erforderlich, die korrekten Zahlenfaktoren vor den chemischen Bezeichnungen anzugeben).
Motorleistung Pe und spezifischer Verbrauch be eines Otto-Motors in Abhängigkeit der Luftverhältniszahl
- Punkt größter Leistung und geringsten spezifischen Verbrauch
- Minima oder Maxima bezüglich Luftverhältniszahl
- Bereich fetten und mageren Gemisches
- Achsenbeschriftung
Warum werden konventionelle Otto-Motoren mit Abgasnachbehandlung nicht im Minimum des spezifischen Kraftstoffverbrauchs betrieben?
Schadstoffkonzentrationen eines Diesel-Motors (ohne Abgasnachbehandlung) in Abhängigkeit der Luftverhältniszahl
Warum kann beim Dieselmotor kein konventioneller 3-Wege-Katalysator verwendet werden?
Welche Katalysatorart ist heute bei Pkw-Dieselmotoren weit verbreitet?
Oxidationskatalysator
Welche chemischen Reaktionen laufen bei diesem Katalysator (Oxidationskatalysator) für Dieselmotoren ab? Listen Sie nur die Reaktionen auf, die eine Schadstoffminderung von über 50% gegenüber einem Betrieb ohne Katalysator bewirken.
Nennen sie die 4 Möglichkeiten zur Speicherung von Wasserstoff (auch indirekt) im Fahrzeug und nennen sie jeweils einen wichtigen Nachteil bzw. ein wichtiges Problem, welches im Zusammenhang mit dieser Speichermethode auftritt.
Zeichnen Sie eine Prinzipskizze eines seriellen Hybridfahrzeuges.
Benennen Sie die einzelnen skizzierten Komponenten vollständig.
Kennzeichnen Sie die Energieflüsse zwischen den Antriebskomponenten wie folgt:
Ordnen Sie die Begriffe Mild-, Mikro- und Voll-Hybrid den Antriebsvarianten serieller und paralleler Hybridantrieb zu.
Geben Sie an, welche ungefähre Leistung (in kW) der verbaute Elektromotor für die unterschiedlichen Varianten besitzt.
Ein Elektromotor kann als ??? gebaut werden.
Gleichstrom- oder Drehstrommotor
In welche weiteren Klassen lassen sich Gleichstrom- und Drehstrommotoren unterteilen?
Welcher dieser Motortypen wird in der Regel in der Fahrzeugtechnik als Antrieb eingesetzt?
Welche Funktion hat eine Hauptkupplung in einem Fahrzeug?
Drehzahl angleichen beim Anfahren (Anfahrkupplung), Leistungstrennung beim Schalten (Lastrennkupplung)
Erklären Sie mit Hilfe der nachfolgenden (noch zu vervollständigenden) Skizze den prinzipiellen Aufbau einer Pkw-Reibungskupplung und erläutern Sie die Funktionsweise.
Durch Anpresskraft der Tellerfeder wird ein Reibkraftschluss zwischen Motor- und Getriebewelle hergestellt. Trennung über Fußkraft, Ausrücklager, Hebel.
Nach welchen Kriterien (hinsichtlich welcher Belastungen) müssen Kupplungen dimensioniert werden?
Zu übertragendes Drehmoment, Anpressdruck und Wärmebelastung
Skizzieren Sie die Kennlinie „Anpresskraft über dem Weg“ für eine Kupplung mit zentraler Tellerfeder. Markieren Sie eindeutig die Zustände „Neuzustand“ und „verschlissener Zustand“.
Tragen Sie die vereinfachten Verläufe der Winkelgeschwindigkeiten am Kupplungsein- gang und am Kupplungsausgang für den Anfahrvorgang in folgendes Diagramm ein.
Festvorgelegegetriebe mit 4 Gängen
welche Zahnräder fest mit der Welle verbunden sind und welche drehbar gelagert
Wellenteilung
erste Gang
Welche Schaltkupplung ist bei einem 4-Gang-Getriebe üblicherweise im vierten Gang geschaltet? Welche Übersetzung liegt dann im vierten Gang vor?
Wellenkupplung → Direktgang, Übersetzung i = 1:1
Frontmotor mit Heckantrieb
Nennen Sie die zwei wichtigsten Kriterien, nach denen der 1. Gang ausgelegt wird.
Steigfähigkeit und kleine Drehzahllücke beim Anfahren.
Nennen Sie die drei wichtigsten Kriterien, die bei der Auslegung des höchsten Ganges eine große Bedeutung haben.
- Höchstgeschwindigkeit (vmax)
- Kraftstoffverbrauch (be)
- Motorverschleiß
- Zugkraftüberschuss
Wozu benötigt man eine Synchronisiereinrichtung im Getriebe? Bezeichnen Sie genau, zwischen welchen Teilen des Schaltgetriebes ohne Festvorgelege die Sychronisierung erfolgen muss.
Alle Zahnräder im Eingriff. Unterschiedliche Drehzahlen zwischen Zahnrädern und Welle, wenn nicht geschaltet. Zum Schalten Drehzahlangleich erforderlich.
Synchronisierung erfolgt zwischen Zahnrädern und Welle.
Ein-Steg-Planetengetriebe
Hauptbaugruppen
Drehachsen bzw. Lagerstellen
Welche grafische Lösung zur Ermittlung der Geschwindigkeitsverhältnisse kann bei Planetengetrieben angewendet werden? Nennen Sie den Namen für dieses graphische Verfahren.
Kutzbachplan
Trilok-Wandler
Bezeichnen Sie die Eingangs- welle E, die Ausgangswelle A, die Pumpe P, die Turbine T und das Leitrad L. Kennzeichnen Sie eindeutig, mit welchem Bauteil das Leitrad verbunden ist.
Die Anbindung des Leitrades erfolgt über ein spezielles Maschinenelement, wie heißt dieses Element?
Freilauf = F
Erläutern Sie die Funktion dieses Maschinenelementes (Freilauf) anhand einer Momentenbetrachtung: Wie hängen Pumpenmoment MI und Turbinenmoment MO zusammen? Stellen Sie hierzu eine Gleichung auf.
Wie groß ist der Wirkungsgrad eines Trilok-Wandlers ungefähr im Dauerbetriebspunkt (Konstantfahrt in der Ebene)? Wie groß ist der Schlupf im Dauerbetriebspunkt? Durch welche mechanische Komponente kann der Wirkungsgrad im Dauerbetriebspunkt verbessert werden?
Wandlerkennfeld
Verhältniss von Ausgangsmoment zu Eingangsmoment MO/MI
Verlauf Wirkungsgrad über dem Verhältnis von Ausgangsdrehzahl zu Eingangsdrehzahl nO/nI
zwei Betriebsbereiche des Trilok-Wandlers.
Bei welchen 2 Getriebearten kann üblicherweise ein Trilokwandler vorgeschaltet werden?
Planetengetriebe und CVT
Nennen Sie einen wichtigen Vorteil und einen Nachteil eines hydrodynamischen Getriebes.
Aufbau eines Doppelkupplungsgetriebes
Geben Sie den wesentlichen Vorteil von DSG gegenüber einem üblichen Vorgelegegetriebe und den wesentlichen Vorteil gegenüber einem Planeten-Vollautomaten an.
Im Gegensatz zum üblichen Vorgelegegetriebe schaltet das Doppelkupplungsgetriebe ohne Zugkraftunterbrechung.
Im Vergleich zum Planenten-Vollautomat hat das Doppelkupplungsgetriebe einen besseren Wirkungsgrad.
