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Labor Fahrzeugantrieb

360°-Rundgang Labor Fahrzeugantrieb

Arbeitsgebiete

Arbeitsgebiete

Das Labor Fahrzeugantrieb (LFA) deckt ein weites Spektrum der Antriebsstrangtechnik ab, was den verbrennungsmotorischen, den elektrischen und auch den Hybrid-Antrieb mit allen Teilgebieten einschlie?t.

Im Folgenden werden die aktuellen und zukünftigen Themen dargestellt:

Thermodynamische und optische Verbrennungsanalyse
Im LFA ist durch moderne Druckindiziersysteme, pr?zise Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsmesstechnik die Durchführung detaillierter thermodynamischer Analysen m?glich. Ein wichtiges Werkzeug ist dabei die Eigenentwicklung ?Miraculix“, ein Druckverlaufsanalyse-Tool zur Erstellung von Verlustteilungen. Darüber hinaus werden optische Untersuchungen von Gemischbildung und Verbrennung mittels Highspeed-Endoskopie durchgeführt.
Die optische und elektrische Vermessung von Sprays in einer Druckkammer (bis 50 bar) erg?nzt die Untersuchungen an den Motorprüfst?nden. Ebenso wertvoll ist die M?glichkeit der optischen Analyse von Zündfunken in einer beheizten Str?mungskammer.

Simulation 1D, 3D
Erg?nzend zu den experimentellen Untersuchungen werden Ladungswechsel, Ladungsbewegung und Verbrennung mithilfe der bekannten Programme GT-Power und STAR CCM+ simuliert.  

Kühlkreislauf
Dieser Prüfstand dient der Analyse und Entwicklung von Thermomanagementsystemen für elektrische und elektrifizierte Antriebe.
Aufgaben hierbei sind:

  • Aufbau von Kühler, Schl?uchen, Rohren aber auch Aktuatorik und Sensorik sind wie im Fahrzeug.
  • Antriebskomponenten durch Heizelemente ersetzt, so dass hohe Kosten vermieden werden.
  • Simulation der Komponententemperaturen und Berechnung der W?rmestr?me synchron zum physischen Versuch.
  • Aufpr?gen der errechneten W?rmestr?me durch Heizelemente.
  • Einsatz von Micro-Controllern für die Regelung.
  • Erstellung von Echtzeit-Betriebsstrategien durch Interaktion von Messtechnik und Simulation.

Mechanische Werkstatt
Zur Unterstützung der Projekte verfügt das Labor über eine eigene mechanische Werkstatt.

Vorausschau:

  • E-Triebstrang-Prüfstand

Der Prüfstand ist ein kompaktes Allround-Paket, mit welchem Hybrid- und elektrische Antriebsstr?nge, sowie die dazugeh?rigen Nebenaggregate, wie zum Beispiel Leistungselektronik und Kühlkreisl?ufe weiterentwickelt werden k?nnen. Dieser Prüfstand ist die Erg?nzung zu den bestehenden Verbrennungsmotorenprüfst?nden und deckt gleichzeitig ein sehr gro?es Aufgabenspektrum ab.
Zudem wird es m?glich sein, Hybrid-Motoren-Emissionen zu simulieren, indem man die Antriebsmaschine (Dyno 1) Digital mit einem der bestehenden VM-Prüfst?nde koppelt und einen vom E-Triebstrang-Prüfstand gefahrenen Fahrzyklus mit dem Verbrennungsmotor nachf?hrt.

  • Wasserstoffprüfstand

Ziel ist die Realisierung eines Wasserstoffprüfstands im LFA-Labor. Die Konzeptphase wird von 足球外围前十平台den erarbeitet und zu einer Realisierung geführt.

 

Laborübungen und Projekte

Laborübungen und Projekte

Laborübungen in den Bachelorstudieng?ngen:

  • Emissionen beim Ottomotor: Kaltstart und Lambda-Variation – Rohemissionen und Abgasnachbehandlung
  • Wirkungsgrad/Verluste: Drehzahl-, Last- und Zündzeitpunktvariation
  • Ladungswechsel beim Ottomotor: Scavenging und interne Restgasvariation
  • Emissionen und Ger?usch beim Dieselmotor: Variation von Einspritzzeitpunkt, Abgasrückführrate und Piloteinspritzung

Laborübungen im Masterstudiengang Fahrzeugtechnik:

  • Thermodynamische Analyse am Vollmotor
  • Optische Untersuchungen am Einzylindermotor

足球外围前十平台denprojekte und Abschlussarbeiten:

Im Rahmen des 4. und 6. Semesters werden von den 足球外围前十平台den Projektarbeiten durchgeführt. Regelm??ig gibt es hierzu Projektangebote, die vom LFA betreut werden.

  • H2-Projekte
  • Kühlkreislauf In-the-Loop
  • Motorsimulation: 3D-CFD von Ladungswechsel und Einspritzvorg?ngen
  • Projekte in Zusammenarbeit mit dem Rennstall Esslingen
  • Konzeption von Wasserstoffinfrastruktur am Prüfstand
  • Konzeptstrategien für Wasserstoff-Verbrennungsmotoren und Brennstoffzellen

Zudem werden auch im Rahmen des Masterstudiengangs Projekte und Abschlussarbeiten vom LFA betreut:

  • Verbrennungsanalyse am thermodynamischen Einzylinder-Forschungsaggregat
  •  Forschung und Entwicklung an ottomotorischen Brennverfahren für hybride Pkw-Anwendungen
  •  Gasentladungsanemometrie: Entwicklung einer Methode zur Messung der Zylinderinnenstr?mung

Laborausstattung

Laborausstattung

  • 3 Motorenprüfst?nde mit Asynchronmaschinen

Leistungsklassen
- 350kW/800Nm
- 220kW/525Nm
- 150kW/340Nm

  • Abgasmessung

- 2 HORIBA Mexa 7170DEGR für Abgaskomponenten CO, CO2, NO, NO2, N2O, Total-HC, CH4 und O2 sowie AGR-Rate

  • Videoskopie

- Hochgeschwindigkeitskamera Photron SA-X2

- Storz-Endoskope

  • Optische Einspritzkammer für Drücke bis 50 bar
  • Kraftstoffverbrauchsmessung

- AVL FuelExact

- AVL 733

  • Partikelmessung

- AVL Smoke Meter 415S

- MS4 Pegasor Partikel Sensor, AVL Opacimeter 439, TSI EEPS zur Messung von Partikelgr??enverteilungen (5,6 bis 560 Nm)

  • Druckindizierung

- 2 FEV FEVIS (16 Kan?le)
- 1 FEV CAS (8 Kan?le)
- Sensorik Kistler/AVL

  • Blow By Messung

- AVL 442

  • Konditioniereinrichtungen

- Ansaugluft, Ladeluft, Kühlwasser und Motoren?l

  • Druck und Temperaturstr?mungskanal

- Zünderprüfstand

  • Windkanal zur Vermessung von Zündfunken unter Str?mung sowie bis zu 40 bar und 180 °C
  • Erforschung eines Messprinzips anhand der Funkenauslenkung unter Str?mung
  • Datenerfassungssystem für die Entwicklung und Kalibrierung von Antriebssystemen, Motoren und Komponenten

- AVL XION (8 Kan?le)

  • Kühlkreislauf-Prüfstand

Forschung

Forschung

Aktuelle Tagungsbeitr?ge und Ver?ffentlichungen, Dissertationen, Master-, Bachelor- und Diplomarbeiten:

Tagungsbeitr?ge und Ver?ffentlichungen:
W?rner M., Rottenkolber G. (2021) Voltage rise anemometry in turbulent flows applied to internal combustion engines, Experiments in Fluids 62(6):1432-1114,

https://doi.org/10.1007/s00348-021-03226-3

Paa A., W?rner M., Spang C., Rottenkolber G. (2017) Homogenous lean burn combustion for gasoline engines: A comparison between high energy spark ignition and high frequency corona ignition systems, in 29. SIA Powertrain Versailles, France

Dissertationen:
M. W?rner (aktuell) Ottomotorische Brennverfahren für hohe Lastpunkte, Dissertation Universit?t Braunschweig

A. Paa (2019) Ottomotorische Zündung: Ausweitung der Grenzen homogener Brennverfahren, Dissertation Universit?t Braunschweig

F. Berndt (2015) Ottomotorische Magerbrennverfahren: NOx-und partikelarme Verbrennung durch neue Zünd-und Einspritzkonzepte, Dissertation Universit?t Braunschweig, Shaker Verlag

Masterarbeiten:

F. Seitz (2020) Gasentladungsanemometrie – Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Messung von Str?mungsgeschwindigkeiten in thermischen Maschinen

M. Fritzler (2019) Experimentelle Untersuchung des Klopfverhaltens bei sp?ter homogener Gemischbildung an einem aufgeladenen Ottomotor mit Direkteinspritzung bis 1000 bar

Bachelorarbeiten:

A. B?hm (2021) Neues ottomotorisches Magerbrennverfahren zur Klopfvermeidung bei hohen Lasten

A. Sauter (2020) Neues Echtzeit-Klopfkriterium zur Applikation von Ottomotoren mit Vorkammerzündung

F. Hohmann (2020) Untersuchung von Zylinderdruckschwingungen bei Vorkammerzündung und ultrasp?ter homogener Gemischbildung

D. Müller (2019) Optische Untersuchungen der  Hochdruckeinspritzung in der Spraykammer und am Einzylinder-Forschungsaggregat

Y. D?nmez (2019) Optimierung einer rechnerbasierten Spraybildauswertung mit Matlab - Untersuchung eines 700bar-Mehrlochinjektors für Ottomotoren in einer Hochdruck-Einspritzkammer

M. M?rtterer (2018) Ottomotorische Zylinderinnenstr?mung - Entwicklung einer neuen Methode der Gasentladungsanemometrie


Alle seit 2008 entstanden Forschungsarbeiten, Forschungsbeitr?ge und Ver?ffentlichungen finden Sie in  der kompletten Liste.

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Achtung, nur bis zum 15. Januar l?uft die Bewerbungsphase.

Bitte beachten Sie teilweise abweichende Bewerbungsfristen bei den Masterstudieng?ngen.

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Gregor Rottenkolber
Prof. Dr.-Ing. Gregor Rottenkolber