TY - THES A1 - Kennerknecht, Thomas T1 - Automatisierte Applikation von Wärmemanagementfunktionen am Gesamtfahrzeugprüfstand N2 - Um den Kraftstoffverbrauch zu senken, hält seit vielen Jahren eine zunehmende Integration elektrischer Aktuatoren in den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen Einzug. Auch das Kühlsystem des Verbrennungsmotors ist hiervon betroffen. Um die Einsparungen zu verwirklichen, muss eine intelligente Algorithmik - in diesem Zusammenhang als Wärmemanagement bezeichnet - die bedarfsgerechte Ansteuerung der Kühlsystem-Aktuatoren sicherstellen. Auf Grund der erforderlichen Flexibilität der Regellogik und der anwachsenden Diversifizierung des Fahrzeugportfolios nehmen die Freiheitsgrade in Form von Steuergeräteparametern stetig zu, wodurch auch deren Kalibrieraufwand kontinuierlich ansteigt. Infolgedessen ist die Applikation der Parameter mit dem herkömmlichen, empirisch geprägten Vorgehen kaum noch zu bewältigen. In der vorliegenden Arbeit werden Werkzeuge, Methoden und Prozesse vorgestellt, mit deren Hilfe die Themenfelder des Wärmemanagements zeitsparend und kostengünstig kalibrierbar sind. Dabei wird gegenüber dem herkömmlichen Vorgehen die hochwertige Applikationsgüte nochmals verbessert. Ein wesentlicher Teil der Zeit- und Kosteneinsparungen wird durch die Verlagerung des Applikationsumfangs von der Straße auf den Prüfstand erzielt, wodurch ein automatisierter Messprozess ermöglicht wird. Für die Automatisierung werden die aus der Steuergeräteapplikation bekannten Elemente der Prüfablaufplanung auf die Besonderheit am Klimawindkanal erweitert. Dies betrifft insbesondere die Bausteine Messpunktesortierung, Systemstabilisierung sowie Verstell- und Limitstrategie. Eine weitere Effizienz- und Qualitätssteigerung wird realisiert, indem bei der Bearbeitung der Applikationsaufgaben auslegungsrelevante Betriebspunkte in Verbindung mit einem methodischen Applikationsansatz gewählt 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 Güte der Kalibrierung auch im breit gefächerten realen Fahrzeugbetrieb nachweisen lässt. KW - Steuergeräteapplikation KW - Applikationsmethodik KW - Prüfstandsmethoden KW - Wärmemanagement KW - Klimawindkanal KW - Gesamtfahrzeugprüfstand Y1 - 2013 SN - 978-3-8440-1732-8 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Lutz, Johannes T1 - Methodik zur numerischen Simulation der Kolbenkühlung im Hinblick auf Verbrauchspotentiale und erhöhte Leistungsdichte N2 - 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 Kühlkonzepte auch zukünftig sichergestellt werden. Darüber hinaus sind in Teillastbereichen durch eine reduzierte Kolbenkühlung noch zusätzliche Wirkungsgradpotentiale zu erschließen. Entscheidend dafür ist die genaue Kenntnis der thermischen Randbedingungen am Kolben zur Bestimmung der Bauteiltemperaturen. Während auf der Verbrennungsseite schon gut validierte Methoden zur Simulation des Wärmeeintrags existieren, ist die Modellierung der Wärmeabfuhr noch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Die Ursache liegt in den bisher nur unzureichend analysierten Wärmeübergangsverhältnissen an der Kolbeninnenkontur und Lauffläche, die sich bisher sowohl infolge des komplexen Charakters der Zweiphasenströmung der Spritzölkühlung, als auch aufgrund der starken Ringdynamik im Motorbetrieb einer detaillierten Analyse entzogen haben. Durch Einsatz der numerischen Strömungsmechanik zur Berechnung der Ölspritzkühlung und eines Matlab basierten Programms zur Bestimmung der Wärmeübergangsverhältnisse an der Kolbenseite, werden im Rahmen dieser Arbeit die thermischen Randbedingungen präzisiert und führen damit zu genaueren Kenntnissen des instationären und mittleren Wärmeflusses durch den Kolben und in die Zylinderbuchse. Diese Randbedingungen erlauben es nun, lastpunktabhängig Kolben- und Buchsentemperaturverteilungen simulativ zu bestimmen und schaffen die Grundlage zur präzisen mechanischen und thermischen Auslegung des Grundmotors. KW - Kolbenkühlung KW - Ölspritzkühlung KW - Kolbentemperatur KW - Numerik KW - VOF KW - Finite-Volumen-Methode KW - Strömungsmechanik KW - Wärmeübergang KW - Freistrahl KW - Prallstrahl KW - Kolbenreibung Y1 - 2013 SN - 978-3-8440-1783-0 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Steinberg, Peter A1 - Goßlau, Dirk A1 - Freier, Matthias ED - Steinberg, Peter T1 - CO2-Bilanzierungen - Keynote T2 - Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs IX N2 - Wärme- und Energiemanagement im Kraftfahrzeugstellen einen Hebel zur Effizienzsteigerung bei der Energiewandlung der eingesetzten Energieträger dar. Neben der Verringerung und Vermeidung von CO2-Emissionen gehört dazu auch die Beachtung von Fahrbarkeits- und Komfortansprüchen und teilweise von sicherheitsrelevanten Themen. In dieser Keynote werden einführend aktuelle Zahlen zu globalen CO2-Emissionen und deren Verursachern sowie zur Entwicklung der Verkehrsleistungen und des Verbrauchs fossiler Energieträger in den letzten Jahren dargestellt.Damit können Effizienzsteigerungen am Kraftfahrzeug ins Verhältnis zum Energieumsatz in volkswirtschaftlichem Maßstab gesetzt und die Auswirkungen auf die gesamten CO2-Emissionen betrachtet werden. Eine detaillierte Betrachtung der tatsächlichen Lifecycle-CO2-Emissionen verschie-dener Antriebskonzepte und der Vergleich der im Fahrbetrieb auftretenden Emissio-nen mit Werten aus gesetzlichen Zyklen läßt Rückschlüsse auf Potentiale zur Emissionsverringerung zu und zeigt die tatsächliche Umweltfreundlichkeit der unterschiedlichen Konzepte auf. Hier werden sowohl für den Verbrennungsmotor als auch für elektrisch angetriebene Fahrzeuge verschiedene Energieträger betrachtet. KW - CO2 Y1 - 2014 SN - 978-3-8169-3275-8 SP - 1 EP - 20 PB - expert Verlag CY - Renningen ER - TY - GEN ED - Steinberg, Peter T1 - Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs IX N2 - Der Zielkonflikt zwischen steigenden Ansprüchen des Kunden an Fahrleistungen, Komfort, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit einerseits und sich verschärfenden gesetzlichen Abgasemissions- und Kraftstoffverbrauchs - regelungen andererseits stellt den Fahrzeugentwickler vor große Herausforderungen. Das Wärme- 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 ermöglichen dadurch einen interessanten Einblick in Lösungsansätze des Wärmemanagements. Dabei wird sowohl über verbesserte und neuartige Komponenten als auch über Optimierungsstrategien berichtet. Die Vorstellung von Berechnungsverfahren und -anwendungen rundet diese Themenpalette ab. KW - Wärmemanagement KW - CO2 KW - Effizienz KW - Kühlung KW - Kraftstoffverbrauch Y1 - 2014 SN - 978-3-8169-3275-8 PB - expert Verlag CY - Renningen ER - TY - CHAP A1 - Jänsch, Daniel A1 - Lauterbach, Jens A1 - Pohle, Markus A1 - Steinberg, Peter ED - Junior, Christine ED - Jänsch, Daniel ED - Dingel, Oliver T1 - Thermoelectrics – An Opportunity for the Automotive Industry? T2 - Energy and Thermal Management, Air Conditioning, Waste Heat Recovery, 1st ETA Conference, Berlin, 2016 N2 - 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. KW - Thermal Management Y1 - 2016 SN - 978-3-319-47195-2 SN - 978-3-319-47196-9 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-47196-9 SP - 116 EP - 143 PB - Springer ER - TY - GEN A1 - Rauch, Georg A1 - Lutz, Johannes A1 - Werner, Martin A1 - Gurwara, Sagar A1 - Steinberg, Peter T1 - Synergetic 1D-3D-Coupling in Engine Development Part 1: Verification of Concept T2 - SAE Technical Paper N2 - 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. Y1 - 2015 SN - 0148-7191 ER - TY - CHAP A1 - Steinberg, Peter A1 - Goßlau, Dirk ED - Basshuysen, Richard van ED - Schäfer, Fred T1 - Kraftstoffverbrauch T2 - Handbuch Verbrennungsmotor KW - Kraftstoffverbrauch Y1 - 2014 SN - 978-3-658-04677-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-04678-1 SP - 1013 EP - 1041 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Goßlau, Dirk ED - Steinberg, Peter T1 - Wärmemanagement am Verbrennungsmotor unter Berücksichtigung des Fahrerverhaltens und der Fahrzeugumgebung N2 - Entwicklungsmethoden, Konzepte und Innovationen des Wärmemanagements im Kraftfahrzeug KW - Kraftstoffverbrauch KW - Kühlsystem KW - Wärmemanagement KW - Typerkennung KW - Fahrertyp Y1 - 2005 ER - TY - CHAP A1 - Goßlau, Dirk A1 - Steinberg, Peter T1 - Heat Management for an IC Engine in Consideration of Driver Behaviour and surrounding Area of the Car T2 - Book of abstracts, FISITA 2004, World Automotive Congress, Barcelona, 23 - 27 May 2004 N2 - Coolant System Controller for fast Warm Up and continuous high Temperatures of Egine Components KW - Heat Management KW - Fuel Consumption KW - Warm Up KW - Emissions KW - Controller Y1 - 2004 PB - Sociedad de Técnicos de Automoción CY - Barcelona ER - TY - CHAP A1 - Richter, Rainer A1 - Goßlau, Dirk A1 - Binnenbruck, Ralf A1 - Steinberg, Peter ED - Steinberg, Peter T1 - Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs durch vorausschauendes Wärmemanagement T2 - Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs V Y1 - 2006 SN - 978-3-8169-2651-1 SP - 205 EP - 230 PB - expert Verl. CY - Renningen ER - TY - CHAP A1 - Antoshkiv, Oleksiy A1 - Berg, Heinz Peter A1 - Steinberg, Peter T1 - Multifunktionale Kraft-Wärme-Kopplung in einer Fahrzeuganwendung (ACG) am Beispiel eines Traktors T2 - Wärmemanagement des Kraftfahrzeugs, Bd. 6 KW - Automotive Co-Generator KW - Energiemanagement KW - BHKW KW - Kraftwärme Kopplung Y1 - 2008 SN - 978-3-8169-2820-1 SN - 3-8169-2651-7 SP - 242 EP - 251 PB - Expert-Verlag CY - Renningen ER - TY - THES A1 - Waldmann, Peter T1 - Entwicklung eines Fahrzeugführungssystems zum Erlernen der Ideallinie auf Rennstrecken Y1 - 2009 SN - 978-3-8322-8229-5 PB - Shaker-Verl. CY - Aachen ER - TY - JFULL ED - Steinberg, Peter T1 - Schriftenreihe des Lehrstuhls Fahrzeugtechnik und -antriebe der BTU Cottbus Y1 - 2009 SN - 1868-6710 N1 - 2009 - PB - Shaker CY - Aachen ER -