@phdthesis{Kennerknecht, author = {Kennerknecht, Thomas}, title = {Automatisierte Applikation von W{\"a}rmemanagementfunktionen am Gesamtfahrzeugpr{\"u}fstand}, publisher = {Shaker}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8440-1732-8}, pages = {III, 159}, abstract = {Um den Kraftstoffverbrauch zu senken, h{\"a}lt seit vielen Jahren eine zunehmende Integration elektrischer Aktuatoren in den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen Einzug. Auch das K{\"u}hlsystem des Verbrennungsmotors ist hiervon betroffen. Um die Einsparungen zu verwirklichen, muss eine intelligente Algorithmik - in diesem Zusammenhang als W{\"a}rmemanagement bezeichnet - die bedarfsgerechte Ansteuerung der K{\"u}hlsystem-Aktuatoren sicherstellen. Auf Grund der erforderlichen Flexibilit{\"a}t der Regellogik und der anwachsenden Diversifizierung des Fahrzeugportfolios nehmen die Freiheitsgrade in Form von Steuerger{\"a}teparametern stetig zu, wodurch auch deren Kalibrieraufwand kontinuierlich ansteigt. Infolgedessen ist die Applikation der Parameter mit dem herk{\"o}mmlichen, empirisch gepr{\"a}gten Vorgehen kaum noch zu bew{\"a}ltigen. In der vorliegenden Arbeit werden Werkzeuge, Methoden und Prozesse vorgestellt, mit deren Hilfe die Themenfelder des W{\"a}rmemanagements zeitsparend und kosteng{\"u}nstig kalibrierbar sind. Dabei wird gegen{\"u}ber dem herk{\"o}mmlichen Vorgehen die hochwertige Applikationsg{\"u}te nochmals verbessert. Ein wesentlicher Teil der Zeit- und Kosteneinsparungen wird durch die Verlagerung des Applikationsumfangs von der Straße auf den Pr{\"u}fstand erzielt, wodurch ein automatisierter Messprozess erm{\"o}glicht wird. F{\"u}r die Automatisierung werden die aus der Steuerger{\"a}teapplikation bekannten Elemente der Pr{\"u}fablaufplanung auf die Besonderheit am Klimawindkanal erweitert. Dies betrifft insbesondere die Bausteine Messpunktesortierung, Systemstabilisierung sowie Verstell- und Limitstrategie. Eine weitere Effizienz- und Qualit{\"a}tssteigerung wird realisiert, indem bei der Bearbeitung der Applikationsaufgaben auslegungsrelevante Betriebspunkte in Verbindung mit einem methodischen Applikationsansatz gew{\"a}hlt werden. Hierbei kommen die Werkzeuge der modellbasierten Offline-Optimierung bzw. der virtuellen Applikationsstrategie zum Einsatz. Eine umfassende Bewertung des erarbeiteten Applikationsprozesses belegt, dass sich die hohe G{\"u}te der Kalibrierung auch im breit gef{\"a}cherten realen Fahrzeugbetrieb nachweisen l{\"a}sst.}, language = {de} } @phdthesis{Lutz, author = {Lutz, Johannes}, title = {Methodik zur numerischen Simulation der Kolbenk{\"u}hlung im Hinblick auf Verbrauchspotentiale und erh{\"o}hte Leistungsdichte}, publisher = {Shaker}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8440-1783-0}, abstract = {In der Notwendigkeit einer weiteren Verbrauchssenkung in den vorgeschriebenen Fahrzyklen ist die Ottomotorenentwicklung aktuell auf eine zunehmende Steigerung der spezifischen Leistung durch Direkteinspritzung und Aufladung gerichtet. Trotz der resultierenden erheblichen Zunahme der mechanischen und thermischen Belastung des Kolbens, muss dessen Dauerhaltbarkeit durch intelligente K{\"u}hlkonzepte auch zuk{\"u}nftig sichergestellt werden. Dar{\"u}ber hinaus sind in Teillastbereichen durch eine reduzierte Kolbenk{\"u}hlung noch zus{\"a}tzliche Wirkungsgradpotentiale zu erschließen. Entscheidend daf{\"u}r ist die genaue Kenntnis der thermischen Randbedingungen am Kolben zur Bestimmung der Bauteiltemperaturen. W{\"a}hrend auf der Verbrennungsseite schon gut validierte Methoden zur Simulation des W{\"a}rmeeintrags existieren, ist die Modellierung der W{\"a}rmeabfuhr noch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Die Ursache liegt in den bisher nur unzureichend analysierten W{\"a}rme{\"u}bergangsverh{\"a}ltnissen an der Kolbeninnenkontur und Lauffl{\"a}che, die sich bisher sowohl infolge des komplexen Charakters der Zweiphasenstr{\"o}mung der Spritz{\"o}lk{\"u}hlung, als auch aufgrund der starken Ringdynamik im Motorbetrieb einer detaillierten Analyse entzogen haben. Durch Einsatz der numerischen Str{\"o}mungsmechanik zur Berechnung der {\"O}lspritzk{\"u}hlung und eines Matlab basierten Programms zur Bestimmung der W{\"a}rme{\"u}bergangsverh{\"a}ltnisse an der Kolbenseite, werden im Rahmen dieser Arbeit die thermischen Randbedingungen pr{\"a}zisiert und f{\"u}hren damit zu genaueren Kenntnissen des instation{\"a}ren und mittleren W{\"a}rmeflusses durch den Kolben und in die Zylinderbuchse. Diese Randbedingungen erlauben es nun, lastpunktabh{\"a}ngig Kolben- und Buchsentemperaturverteilungen simulativ zu bestimmen und schaffen die Grundlage zur pr{\"a}zisen mechanischen und thermischen Auslegung des Grundmotors.}, language = {de} } @incollection{SteinbergGosslauFreier, author = {Steinberg, Peter and Goßlau, Dirk and Freier, Matthias}, title = {CO2-Bilanzierungen - Keynote}, series = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs IX}, booktitle = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs IX}, editor = {Steinberg, Peter}, publisher = {expert Verlag}, address = {Renningen}, isbn = {978-3-8169-3275-8}, pages = {1 -- 20}, abstract = {W{\"a}rme- und Energiemanagement im Kraftfahrzeugstellen einen Hebel zur Effizienzsteigerung bei der Energiewandlung der eingesetzten Energietr{\"a}ger dar. Neben der Verringerung und Vermeidung von CO2-Emissionen geh{\"o}rt dazu auch die Beachtung von Fahrbarkeits- und Komfortanspr{\"u}chen und teilweise von sicherheitsrelevanten Themen. In dieser Keynote werden einf{\"u}hrend aktuelle Zahlen zu globalen CO2-Emissionen und deren Verursachern sowie zur Entwicklung der Verkehrsleistungen und des Verbrauchs fossiler Energietr{\"a}ger in den letzten Jahren dargestellt.Damit k{\"o}nnen Effizienzsteigerungen am Kraftfahrzeug ins Verh{\"a}ltnis zum Energieumsatz in volkswirtschaftlichem Maßstab gesetzt und die Auswirkungen auf die gesamten CO2-Emissionen betrachtet werden. Eine detaillierte Betrachtung der tats{\"a}chlichen Lifecycle-CO2-Emissionen verschie-dener Antriebskonzepte und der Vergleich der im Fahrbetrieb auftretenden Emissio-nen mit Werten aus gesetzlichen Zyklen l{\"a}ßt R{\"u}ckschl{\"u}sse auf Potentiale zur Emissionsverringerung zu und zeigt die tats{\"a}chliche Umweltfreundlichkeit der unterschiedlichen Konzepte auf. Hier werden sowohl f{\"u}r den Verbrennungsmotor als auch f{\"u}r elektrisch angetriebene Fahrzeuge verschiedene Energietr{\"a}ger betrachtet.}, language = {de} } @misc{OPUS4-13738, title = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs IX}, editor = {Steinberg, Peter}, publisher = {expert Verlag}, address = {Renningen}, isbn = {978-3-8169-3275-8}, pages = {360}, abstract = {Der Zielkonflikt zwischen steigenden Anspr{\"u}chen des Kunden an Fahrleistungen, Komfort, Funktionalit{\"a}t und Wirtschaftlichkeit einerseits und sich versch{\"a}rfenden gesetzlichen Abgasemissions- und Kraftstoffverbrauchs - regelungen andererseits stellt den Fahrzeugentwickler vor große Herausforderungen. Das W{\"a}rme- und Energiemanagement nimmt eine zentrale Rolle bei der intelligenten Organisation des steigenden Energiebedarfs bei gleichzeitig sinkendem Energieangebot im Fahrzeug ein. In diesem Band stellen Experten aus Entwicklung und Forschung neue Methoden und aktuelle Entwicklungen vor und erm{\"o}glichen dadurch einen interessanten Einblick in L{\"o}sungsans{\"a}tze des W{\"a}rmemanagements. Dabei wird sowohl {\"u}ber verbesserte und neuartige Komponenten als auch {\"u}ber Optimierungsstrategien berichtet. Die Vorstellung von Berechnungsverfahren und -anwendungen rundet diese Themenpalette ab.}, language = {de} } @inproceedings{JaenschLauterbachPohleetal., author = {J{\"a}nsch, Daniel and Lauterbach, Jens and Pohle, Markus and Steinberg, Peter}, title = {Thermoelectrics - An Opportunity for the Automotive Industry?}, series = {Energy and Thermal Management, Air Conditioning, Waste Heat Recovery, 1st ETA Conference, Berlin, 2016}, booktitle = {Energy and Thermal Management, Air Conditioning, Waste Heat Recovery, 1st ETA Conference, Berlin, 2016}, editor = {Junior, Christine and J{\"a}nsch, Daniel and Dingel, Oliver}, publisher = {Springer}, isbn = {978-3-319-47195-2}, doi = {10.1007/978-3-319-47196-9}, pages = {116 -- 143}, abstract = {The paper looks at the key issues in terms of what thermoelectrics (TE) can and must do for the automotive industry through to 2020+. A brief introduction to the topic of waste heat recuperation and thermoelectric generators (TEG) is followed in the first section of the paper by an illustration of the potential offered by a fictive TEG ideally rated for use in the exhaust system of a passenger car with conventional powertrain, with an estimate of possible benefits and costs. This begins by asking which minimum contribution a new technology has to provide for it to be included by the automotive industry in the package of measures needed to achieve future CO2 targets. A proposal is presented as the basis for the subsequent observations. The paper then looks at the necessary material/module efficiency and the required mean ZT value as well as availability. This is followed by a brief description of the objective, consortium, job split, contents and scope together with a summary of selected results obtained with the consortium project TEG2020 funded by the BMBF (German Federal Ministry of Education and Research). The very general theoretical observations in the first section are then compared in the second section with selected results obtained in test bench and vehicle measurements using the laboratory generator developed in the project. The focus here is not on the generator itself but on the impact of the conventional generator, the additional mass of the TEG and its exhaust gas backpressure, auxiliary power consumption and the necessary recooling. The project results show that it is possible to realize the fictive TEG featured in the estimate of potential using the existing possibilities.}, language = {en} } @misc{RauchLutzWerneretal., author = {Rauch, Georg and Lutz, Johannes and Werner, Martin and Gurwara, Sagar and Steinberg, Peter}, title = {Synergetic 1D-3D-Coupling in Engine Development Part 1: Verification of Concept}, series = {SAE Technical Paper}, journal = {SAE Technical Paper}, issn = {0148-7191}, pages = {12}, abstract = {This paper introduces an innovative approach, named synergetic 1D-3D-Coupling, by using synergy effects of 1D and 3D simulation in order to bring down modeling and simulation efforts. At the same time the methodology sustains the spatial resolution of a 3D model. This goal is reached by reducing the 3D fluid side with its time consuming continuity, momentum, energy and turbulence equations to a simple but precise 1D model. Because of the solid structure staying three dimensional, heat flux direction and spatial resolution have 3D accuracy but short calculation times due to the simple heat diffusion equation to be solved. The 1D model is represented by an automatically generated equation system which is capable of considering transient effects. The energy transfer between 1D fluid model and 3D structure model is realized through a neutral 1D-3D-coupling program and the application of the fluid element specific Nusselt correlations. The following approach is not only applicable for engine development but for any field where fast transient CHT simulations of internal flows are needed. The theretical background and the newly developed approach are presented in this paper. For this purpose an abstract pipe system is used to generate a hydraulic and thermal network. This network is coupled with a 3D structure in order to show the potential velocity benefit and the possible loss in accuray compared to the conventional full 3D modeling approach.}, language = {en} } @incollection{SteinbergGosslau, author = {Steinberg, Peter and Goßlau, Dirk}, title = {Kraftstoffverbrauch}, series = {Handbuch Verbrennungsmotor}, booktitle = {Handbuch Verbrennungsmotor}, editor = {Basshuysen, Richard van and Sch{\"a}fer, Fred}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Wiesbaden}, isbn = {978-3-658-04677-4}, doi = {10.1007/978-3-658-04678-1}, pages = {1013 -- 1041}, language = {de} } @incollection{Gosslau, author = {Goßlau, Dirk}, title = {W{\"a}rmemanagement am Verbrennungsmotor unter Ber{\"u}cksichtigung des Fahrerverhaltens und der Fahrzeugumgebung}, editor = {Steinberg, Peter}, abstract = {Entwicklungsmethoden, Konzepte und Innovationen des W{\"a}rmemanagements im Kraftfahrzeug}, language = {de} } @inproceedings{GosslauSteinberg, author = {Goßlau, Dirk and Steinberg, Peter}, title = {Heat Management for an IC Engine in Consideration of Driver Behaviour and surrounding Area of the Car}, series = {Book of abstracts, FISITA 2004, World Automotive Congress, Barcelona, 23 - 27 May 2004}, booktitle = {Book of abstracts, FISITA 2004, World Automotive Congress, Barcelona, 23 - 27 May 2004}, publisher = {Sociedad de T{\´e}cnicos de Automoci{\´o}n}, address = {Barcelona}, abstract = {Coolant System Controller for fast Warm Up and continuous high Temperatures of Egine Components}, language = {en} } @incollection{RichterGosslauBinnenbrucketal., author = {Richter, Rainer and Goßlau, Dirk and Binnenbruck, Ralf and Steinberg, Peter}, title = {Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs durch vorausschauendes W{\"a}rmemanagement}, series = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs V}, booktitle = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs V}, editor = {Steinberg, Peter}, publisher = {expert Verl.}, address = {Renningen}, isbn = {978-3-8169-2651-1}, pages = {205 -- 230}, language = {de} } @incollection{AntoshkivBergSteinberg, author = {Antoshkiv, Oleksiy and Berg, Heinz Peter and Steinberg, Peter}, title = {Multifunktionale Kraft-W{\"a}rme-Kopplung in einer Fahrzeuganwendung (ACG) am Beispiel eines Traktors}, series = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs, Bd. 6}, booktitle = {W{\"a}rmemanagement des Kraftfahrzeugs, Bd. 6}, publisher = {Expert-Verlag}, address = {Renningen}, isbn = {978-3-8169-2820-1}, pages = {242 -- 251}, language = {de} } @phdthesis{Waldmann, author = {Waldmann, Peter}, title = {Entwicklung eines Fahrzeugf{\"u}hrungssystems zum Erlernen der Ideallinie auf Rennstrecken}, publisher = {Shaker-Verl.}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8322-8229-5}, pages = {VII, 120}, language = {de} } @periodical{OPUS4-5979, title = {Schriftenreihe des Lehrstuhls Fahrzeugtechnik und -antriebe der BTU Cottbus}, editor = {Steinberg, Peter}, publisher = {Shaker}, address = {Aachen}, issn = {1868-6710}, language = {de} }