@inproceedings{KasparRabl, author = {Kaspar, Marcel and Rabl, Hans-Peter}, title = {Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden}, series = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, booktitle = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, publisher = {F{\"o}rderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien f{\"u}r Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V.}, pages = {45 -- 59}, abstract = {Die f{\"u}r Dieselfahrzeuge gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte bez{\"u}glich der Schadstoffkomponenten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid k{\"o}nnen nur durch den Einsatz eines Diesel-Oxidationskatalysators erf{\"u}llt werden. Um erh{\"o}hte Emissionen infolge eines gesch{\"a}digten Katalysators zu vermeiden, gilt es, dieses abgasrelevante Bauteil auch w{\"a}hrend des Betriebes zu {\"u}berwachen. Die zuk{\"u}nftigen gesetzlichen Anforderungen an die {\"U}berwachung erfordern ein Verfahren das eine zuverl{\"a}ssige und hochgenaue Diagnose zul{\"a}sst. Deshalb entwickelt eine Forschungsgemeinschaft aus Industrieunternehmen und Hochschulen einen neuartigen Kohlenwasserstoffsensor zur hochgenauen Analyse von unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgasstrang. Hierf{\"u}r ist die Kohlenwasserstoffzusammensetzung des Dieselabgases bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden zu ermitteln. Zur differenzierten Untersuchung der Kohlenwasserstoffkomponenten wurde in der Arbeit ein Massenspektrometer eingesetzt, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Anhand eines Abgasscreenings konnte eine Reihe von Kohlenwasserstoffen (Alkane, Alkene, Alkine, Alkadiene und aromatische Kohlenwasserstoffe) identifiziert werden, die typisch f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Die Molek{\"u}le Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die H{\"a}lfte der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration ergeben. Ein weiterer Punkt der Untersuchungen war die Diesel-Partikelfilter-Regeneration. Wie erwartet, lassen sich Kohlenwasserstoffmolek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen feststellen, die auf unverbrannten Dieselkraftstoff zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Anhand der Ergebnisse zeigte sich.dass sich das mit chemischer Ionisation arbeitende Massenspektrometer hervorragend f{\"u}r ein Abgasscreening eignet. Zahlreiche Kohlenwasserstoffe konnten identifiziert werden, die repr{\"a}sentativ f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Es sollten Molek{\"u}le bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen untersucht werden, die einen m{\"o}glichst großen Anteil an der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration besitzen. Die Auswahl fiel aufgrund der gemessenen Massenspektren, vor und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, auf die Komponenten Ethin, Ethen und Propen. Zudem kann bei diesen Molek{\"u}len eine Masseninterferenz mit anderen Abgaskomponenten ausgeschlossen werden. Im unteren Teillastbereich und kaltem Motor machen diese Kohlenwasserstoffe bis zu 50\%, gemittelt {\"u}ber alle Messstellen vor, im und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration aus. Bei betriebswarmem Motor reduziert sich ihr Anteil auf ein Drittel Die h{\"o}chste Konzentration unter den drei Komponenten besitzt dabei Propen. Mit steigendem Drehmoment nimmt der Anteil dieser drei Komponenten fortlaufend ab,was daf{\"u}r spricht, dass Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen einen h{\"o}heren Anteil einnehmen. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen bewegen sich bei diesen Motorbetriebspunkten mit betriebswarmem Katalysator jedoch bereits bei sehr niedrigen Werten. W{\"a}hrend der untersuchten Diesel-Partikelfilter-Regeneration mit sp{\"a}ten Nacheinspritzungen zur Abgastemperaturerh{\"o}hung lassen sich Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen nachweisen. Diese sind typisch f{\"u}r die Reinkomponente Dieselkraftstoff. Der Anteil von Ethin, Ethen und Propen an der THC-Konzentration betr{\"a}gt dann ca. 40\%.}, language = {de} } @inproceedings{BoccaraDiamantidisSykora, author = {Boccara, R. and Diamantidis, Dimitris and S{\´y}kora, Miroslav}, title = {Optimal design of ground-mounted solar systems}, series = {Safety and reliability : methodology and applications : proceedings of the European Safety and Reliability Conference, ESREL 2014, Wrocław, Poland, 14-18 September 2014}, booktitle = {Safety and reliability : methodology and applications : proceedings of the European Safety and Reliability Conference, ESREL 2014, Wrocław, Poland, 14-18 September 2014}, publisher = {CRC Press}, address = {Boca Raton}, isbn = {978-1-138-02681-0}, pages = {2175 -- 2181}, abstract = {Solar energy represents a clean, natural and sustainable source of energy. Solar photovoltaic panels can be installed on roofs of structures or in the ground. This contribution focusses on ground-mounted systems, which are presently widely implemented. At present limited guidelines on the design of solar ground-mounted structures are available. Usually standards for the design of normal buildings are applied. However, the design of ground-mounted structures significantly differs from common structural design by: (1) a lower design lifetime (20-25 years) is accepted; (2) failure is not associated with the loss of human life; (3) resistance uncertainties need due attention; (4) uplift wind forces dominating structural reliability are associated with a large scatter. That is why the reliability analysis and optimal design of ground-mounted solar systems is investigated herein. The failure costs and especially their ratio to the initial costs are analyzed considering the data provided from the industry. Probabilistic reliability analyses are carried out and optimum design levels are computed for representative cost ratios. The optimal target reliability depends on the ratio between failure and initial costs; reliability index of 3.5 corresponds to a reasonable cost ratio of 10.}, language = {en} } @inproceedings{KasparRablMayer, author = {Kaspar, M. and Rabl, Hans-Peter and Mayer, W.}, title = {Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden : Detailed hydrocarbon analysis of diesel exhaust gas at different engine operating conditions}, series = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, booktitle = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, publisher = {F{\"o}rderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien f{\"u}r Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V.}, address = {Dresden}, pages = {1 -- 35}, abstract = {Beitrag und Praesentationsmaterial eines Vortrags ueber differenzierende Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden. Mit einem neu entwickelten, hochgenauen HC-Sensor werden unverbrannte HC im Abgas untersucht. Die differenzierende Untersuchung erfolgt an einem Massenspektrometer, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Die Molekuele Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Es zeigt sich, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die Haelfte der gesamten HC Konzentration ergeben. Ein weiterer Punkt ist die Regeneration des Dieselpartikelfilters.}, language = {de} } @inproceedings{KasparKleinerRabl, author = {Kaspar, Marcel and Kleiner, Florian and Rabl, Hans-Peter}, title = {Online-Analyse und Optimierung der Schmier{\"o}lverd{\"u}nnung bei direkteinspritzenden Ottomotoren}, series = {7. VDI-Fachtagung mit Fachausstellung Zylinderlaufbahn, Kolben, Pleuel : Baden-Baden, 03. und 04. Juni 2014}, booktitle = {7. VDI-Fachtagung mit Fachausstellung Zylinderlaufbahn, Kolben, Pleuel : Baden-Baden, 03. und 04. Juni 2014}, publisher = {VDI-Verlag}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-18-092230-0}, pages = {65 -- 77}, abstract = {Bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung besteht beim Kaltstart, den Warmlaufphasen und auch durch den Einfluss anderer Parameter wie z. B. des Einspritzzeitpunkts oder des Einspritzdrucks die Problematik, dass Kraftstoff an die Zylinderlaufbahn aufgetragen wird und sich mit dem Motor{\"o}l vermischen kann. Eine Verst{\"a}rkung dieses Kraftstoffauftrags ist unter anderem der Verschiebung der Motorbetriebspunkte zu h{\"o}heren Mitteldr{\"u}cken und damit einem Wirkungsgrad optimaleren Betrieb geschuldet. Eine Ver{\"a}nderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Motor{\"o}ls durch die Verd{\"u}nnung mit Kraftstoff ist die Folge. Durch die Verringerung der Viskosit{\"a}t des Motor{\"o}ls kann es zu einer verminderten Schmierwirkung des {\"O}ls kommen, die im schlimmsten Fall zur Sch{\"a}digung des Motors f{\"u}hrt. Existierende Offline-Analysemethoden die zeitintensive Laboranalysen nach sich ziehen, als auch Online-Messverfahren die nicht den technischen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und einer kurzen Messdauer entsprechen, stellen aktuell die einzigen Messmethoden zur Bestimmung der Schmier{\"o}lverd{\"u}nnung dar. Durch neue Entwicklungstrends bei Ottomotoren ist es jedoch unbedingt notwendig, die Mechanismen des Kraftstoffein- und -austrags in das und aus dem Motor{\"o}l genauer zu untersuchen. Mit der an der OTH Regensburg neu entwickelten Messtechnik wurde eine Vorgehensweise erarbeitet, mit der die zeitlichen Verl{\"a}ufe des Kraftstoffein- und -austragsverhaltens bei Ottomotoren quantitativ in kurzer Zeit bestimmt und optimiert werden k{\"o}nnen. Especially at cold start and the warm-up operation GDI engines have an issue with oil dilution. Parameters such as injection timing and injection pressure impact the entry of fuel in the engine oil as well. With the adjustment of engine operating points to higher mean effective pressures resulting in downsizing concepts also an additional increase of fuel entry occurs. Fuel gets into the oil pan and is mixed with the engine oil so that the physical and chemical properties of the engine oil are changed. With the reduction of engine oil viscosity due to fuel entry a reduced lubricating effect can be caused. In the worst case damage to the engine occurs, To determine oil dilution online and offline measurement methods exist. A rather long analysis time in the laboratory is a disadvantage of the offline methods. Online methods are not correlating with technical requirements in terms of accuracy and a short measurement time. New trends in the development of gasoline engines require investigations of fuel in oil sorption and desorption processes. A new measurement technique which is developed at the OTH Regensburg enables to determine quantitative fuel in oil sorption and desorption processes. With this technique a procedure was generated to measure the oil dilution at gasoline engines and optimize them in a short time.}, language = {de} } @article{KuepperArtmannPischingeretal., author = {K{\"u}pper, Carsten and Artmann, Christina and Pischinger, Stefan and Rabl, Hans-Peter}, title = {Lube-Oil Dilution of GDI Engines with Ethanol Fuels}, series = {Auto Tech Review}, volume = {3}, journal = {Auto Tech Review}, number = {3}, publisher = {Springer India}, address = {New Delhi}, doi = {10.1365/s40112-014-0570-5}, pages = {30 -- 35}, language = {en} } @inproceedings{MilaevRuiderSchlegl, author = {Milaev, Johannes and Ruider, Martin and Schlegl, Thomas}, title = {Entwicklung eines Experimentalsystems zur Validierung adaptiver Regelungen mit einem OEM-Steuerger{\"a}t}, series = {Tagungsband AALE 2014 : das Forum f{\"u}r Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft ; 11. Fachkonferenz, Regensburg}, booktitle = {Tagungsband AALE 2014 : das Forum f{\"u}r Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft ; 11. Fachkonferenz, Regensburg}, publisher = {Deutscher Industrieverlag}, address = {M{\"u}nchen}, isbn = {978-3-8356-7142-3}, pages = {241 -- 250}, abstract = {Im Rahmen des Kooperationsprojektes "ACES" (Integrated Adaption of Linear Controllers for Embedded Systems) ist ein Pr{\"u}fstand zur Validierung adaptiver Regelungen entwickelt und aufgebaut worden, der das dynamische Verhalten eines Kfz-Antriebstrangs aufweist. Ziel ist es, verschiedene Adaptionsverfahren auf ihre Einsetzbarkeit in OEM-Steuerger{\"a}ten, die im Automotive-Bereich auf breiter Basis verwendet werden, kosteng{\"u}nstig testen zu k{\"o}nnen. Das Problem der aktiven Schwingungsd{\"a}mpfung in Kfz-Antriebsstr{\"a}ngen mit unbekannten und ver{\"a}nderlichen mechanischen Parametern stellt eine Pilotanwendung dar. Ein leicht anpassbarer mechanischer Pr{\"u}fstand dient hierbei als vereinfachtes Modell eines Antriebstrangs. Dieser ist Bestandteil eitles Experimentalsystems mit einer informationstechnischen Architektur, die einen Betrieb engebetteter Regelungssysteme auf verschiedenen Plattformen gestattet. Das flexible mechanische und informationstechnische Design des Experimentalsystems gestattet die Variation von Parametern der zu regelnden Applikation durch leicht austauschbare mechanische Komponenten und gezielte Einbringung von St{\"o}rgr{\"o}ßen. Zudem kann die Berechnung der Regelungsarchitektur auf einem Industrie-PC oder einem Steuerger{\"a}t erfolgen. Weitere Vorteile des entwickelten Experimentalsystems sind die Ber{\"u}cksichtigung von Effekten, die aus dem Verhalten realer Sensoren und der CAN-basierten Signal{\"u}bertragung entstehen. Insbesondere der Einfluss von Wortbreite und Latenz {\"u}bertragener Signale auf die Adaption von Regelungen kann mit Hilfe des vorgestellten Experimentalsystems eingehend untersucht werden.}, language = {de} } @article{KralHaumerLee, author = {Kral, Christian and Haumer, Anton and Lee, Sang Bin}, title = {A Practical Thermal Model for the Estimation of Permanent Magnet and Stator Winding Temperatures}, series = {IEEE Transactions on Power Electronics}, volume = {29}, journal = {IEEE Transactions on Power Electronics}, number = {1}, publisher = {IEEE}, issn = {1941-0107}, doi = {10.1109/TPEL.2013.2253128}, pages = {455 -- 464}, abstract = {A thermal model for the determination of the temperatures of interior permanent magnets and stator windings is presented in this paper. The innovation of the model relies on one temperature sensor being located in the stator core of the machine. Such sensor is simple to implement in many applications such as traction or EV, where reliability is critical. The estimated stator winding and permanent magnet temperatures are determined by a simplified thermal lumped element network model with only two time constants. It is shown that the proposed thermal model is very robust due to the structure of the model and the measured stator core temperature. The distortion of the temperature estimates caused by the cooling circuit is inherently accounted for such that the model can be used for robust online prediction of temperatures. Experimental results based on a forced water-cooled interior permanent magnet synchronous machine setup are presented to validate the effectiveness of the presented model.}, language = {en} } @inproceedings{KralHaumerWoehrnschimmel, author = {Kral, Christian and Haumer, Anton and W{\"o}hrnschimmel, Reinhard}, title = {Extension of the FundamentalWave Library towards Multi Phase Electric Machine Models}, series = {Proceedings of the 10th International Modelica Conference, March 10-12, 2014, Lund, Sweden}, booktitle = {Proceedings of the 10th International Modelica Conference, March 10-12, 2014, Lund, Sweden}, publisher = {Link{\"o}ping University Electronic Press}, isbn = {978-91-7519-380-9}, issn = {1650-3686}, doi = {10.3384/ecp14096135}, pages = {135 -- 143}, abstract = {Abstract Electric machine theory and electric machine simulations models are often limited to three phases. Up to the Modelica Standard Libray (MSL) version 3.2 the provided machine models were limited to three phases. Particularly for large industrial drives and for redundancy reasons in electric vehicles and aircrafts multi phase electric machines are demanded. In the MSL 3.2.1 an extension of the existing FundamentalWave library has been performed to cope with phase numbers greater than or equal to three. The developed machine models are fully incorporating the multi phase electric; magnetic; rotational and thermal domain. In this publication the theoretical background of the machines models; Modelica implementation details; the parametrization of the models and simulation examples are presented.}, language = {en} } @techreport{SternerThemaEckertetal., author = {Sterner, Michael and Thema, Martin and Eckert, Fabian and Moser, Albert and Sch{\"a}fer, Andreas and Drees, Tim and Christian Rehtanz, and Ulf H{\"a}ger, and Kays, Jan and Seack, Andr{\´e} and Dirk Uwe Sauer, and Matthias Leuthold, and Philipp St{\"o}cker,}, title = {Stromspeicher in der Energiewende - Untersuchung zum Bedarf an neuen Stromspeichern in Deutschland f{\"u}r den Erzeugungsausgleich, Systemdienstleistungen und im Verteilnetz}, publisher = {Agora Energiewende}, address = {Berlin}, doi = {10.13140/RG.2.2.31804.56964}, abstract = {Wie groß ist der Speicherbedarf in Deutschland in der weiteren Umsetzung der Energiewende? Welche Rolle spielen Batteriespeicher, Pumpspeicher, Power-to-Gas etc. im Kontext anderer Flexibilit{\"a}tsoptionen auf den verschiedenen Netzebenen? Wie entwickelt sich der Markt f{\"u}r Batterien und Wasserstoff? In unserer Agora-Speicherstudie haben wir auch erstmalig den Begriff Power-to-X definiert und damit die bis dato entstandenen Begriffe Power-to-Gas, Power-to-Liquids, Power-to-Products, Power-to-Chemicals etc. zusammengefasst.}, language = {de} } @inproceedings{SchneiderNonnVoellingetal., author = {Schneider, Ingo and Nonn, Aida and V{\"o}lling, Alexander and Mondry, A. and Kalwa, Christoph}, title = {A damage mechanics based evaluation of dynamic fracture resistance in gas pipelines}, series = {Procedia Materials Science, Volume 3}, volume = {3}, booktitle = {Procedia Materials Science, Volume 3}, doi = {10.1016/j.mspro.2014.06.315}, pages = {1956 -- 1964}, abstract = {Investigation of running ductile fracture in gas transmission pipelines and the derivation of reliable crack arrest prediction methods belong to major topics in pipeline research. The yet available crack arrest criterion, known as the Battelle Two-Curve Method (BTCM), leads to reliable predictions up to grade X70 line pipe steels for which it has been validated. This includes specific limits in terms of mechanical properties, pressure and geometry. The application of this criterion to modern pipeline steels, i.e. especially grades X80 and beyond in combination with larger diameters and high pressure, has led to mispredictions of the BTCM. Hence, in order to ensure safe design of pipelines, new methods are required based on in depth knowledge and appropriate characterization of material resistance. This paper presents a procedure for the assessment of dynamic ductile fracture resistance based on combined experimental and numerical investigations. The procedure involves quasi-static and dynamic drop- weight tear testing (DWTT) on modified specimens with pre-fatigued crack for grades X65, X80 and X100 materials, and the application of cohesive zone (CZ) and Gurson-Tveergard-Needleman (GTN) models to describe ductile material damage. The damage model parameters are calibrated on basis of DWTT results and subsequently used to simulate dynamic crack propagation in a pipeline. The influence of material properties (strain hardening, toughness), pipe geometry, usage factor and decompression behaviour on ductile fracture propagation behaviour is studied and evaluated. The results will contribute to an enhanced understanding of major parameters controlling ductile fracture propagation and will help to establish a reliable procedure for safe design of new high-capacity pipelines with regard to crack arrest.}, language = {en} }