Moderne Antriebssysteme Advanced Propulsion Systems. Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Cornel Stan

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1 Advanced Propulsion Systems Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Cornel Stan

2 1. Wärmekraftmaschinen: Arten, Prozessführung, Energieumsetzung 1.1 Einsatzszenarios von Wärmekraftmaschinen in Energiemanagementsystemen in Fahrzeugen 1.2. Kolbenmotoren und Strömungsmaschinen 1.3. Bauarten von Mehrzylinder-Kolbenmotoren 1.4. Thermodynamische Prozesse in Kolbenmotoren 1.5. Energieumsetzung durch Kraftstoffverbrennung: Kraftstoffarten, Verbrennungsprozesse, Abgaszusammensetzung Moderne Antriebssysteme - Masterkurs 2

3 2. Bewertung von Verbrennungsmotoren 2.1. Druckverlauf im Zylinder 2.2. Leistung 2.3. Energiedichte, Mitteldruck, Last 2.4. Drehmoment 2.5. Wirkungsgrad 2.6. Spezifischer Kraftstoffverbrauch 2.7. Abgasemissionen 2.8. Motorelastizität 2.9. Korrekturfaktoren im Zusammenhang mit dem atm. Zustand 2.10.Kennfelder 2.11.Masse-Leistungs-Verhältnis; Hubraumbezogene Leistung Moderne Antriebssysteme - Masterkurs 3

4 3. Kinematik und Dynamik im Kurbeltrieb von Kolbenmotoren 3.1. Kinematik; mittlere und maximale Kolbengeschwindigkeit 3.2. Hub/Bohrungsverhältnis, Pleuelstangenverhältnis 3.3. Kolbenweg und -geschwindigkeit 3.4. Dynamik; Kolbenbeschleunigung 3.5. Kräfte im Kurbeltrieb; oszillierende und rotierende Kräfte 3.6. Massenkräfte und Massenkraftmomente in Mehrzylinder-Kolbenmotoren 3.7. Verlauf der Gesamtkraft am Kolbenbolzen Moderne Antriebssysteme - Masterkurs 4

5 4. Motorprozesse Potentiale und Trends 4.1. Verbesserte Prozessführung 4.2. Aufladung 4.3. Vollvariable Ventilsteuerung 4.4. Innere Gemischbildung durch Direkteinspritzung in Otto- u. Dieselmotoren 4.5. Kontrolle des Verbrennungsprozesses; Selbstzündverfahren 4.6. Erhöhung der Gemischdichte durch Verdichtungsverhältnis oder Restabgas 4.7. Management der Wärmezufuhr 4.8. Down Sizing als Plattform fortgeschrittener Konzepte zu Ladungswechsel, Gemischbildung und Verbrennung 4.9. Konvergenz der Prozesse in Otto- und Dieselmotoren 4.10.Potentiale der Strömungsmaschinen für Kraftfahrzeugantriebe Moderne Antriebssysteme - Masterkurs 5

6 5. Numerische Simulation von technischen Vorgängen in Kraftfahrzeugen - Definition Simulation und Modellierung - CFD - Computational Fluid Dynamics - Stellenwert der Prozesssimulation in der Fahrzeugentwicklung - Gegenüberstellung Simulation - Experiment Grundlagen der numerischen Strömungssimulation - Ablauf einer CFD Berechnung - physikalische und mathematische Grundlagen (Erhaltungsgleichungen und Diskretisierungsmöglichkeiten) - Berechnungsverfahren (Modellansätze für physikalische und chemische Prozesse) Beispiele für eindimensionale Simulation Beispiele für dreidimensionale Simulation Moderne Antriebssysteme Kombinierte 1D/3D Simulation der thermodynamischen und strömungsmechanischen Prozesse in einem Verbrennungsmotor: Ladungswechsel, Kraftstoffzufuhr, Gemischbildung, Verbrennung, Schadstoffentstehung, Wärme übertragung

7 6. Messverfahren zur Entwicklung von Verbrennungsmotoren 6.1. Belastungseinrichtungen 6.2. Drehmoment 6.3. Kraft 6.4. Drehzahl 6.5. Druck und Temperatur 6.6. Kraftstoffverbrauch 6.7. Luftdurchsatz 6.8. Abgaszusammensetzung 6.9. Druckverlauf im Zylinder (Indizieren) 6.10.Vorgänge im Brennraum (optische Messverfahren)

8 Stand 01/2006 Produktentstehungsprozess des Serienmotors 7.1 Produktstrategie, Entwicklungsdauer 7.2. Konstruktionsmerkmale und verfahren 7.3. Moderne Werkstoffe und Einsatzverfahren

9 9 Moderne Antriebssysteme 8. Moderne Fertigungsverfahren für Verbrennungsmotoren 8.1. Struktur eines Motorenwerkes 8.2. Produktspektrum, Produktveränderung, Kapazitäten 8.3. Produktionsorganisation: Auftragssteuerung, Materialfluss, Werkzeugmanagement 8.4. Produktionsanlagen: Fertigung, Montage, Prüfung 8.5. Anforderungen an eine moderne Fabrik: Fertigungstiefe, Personal, Zertifizierung, Prozesse, Technik, Organisation, Umweltschutz

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