TY - RPRT A1 - Zacherl, Florian A1 - Wopper, Christoph A1 - Mieslinger, Johann A1 - Peis, Michael A1 - Rabl, Hans-Peter T1 - Schlussbericht zum Verbundvorhaben NAMOSYN: Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe BT - Cluster FC1A: OME Für Dieselmotoren - Motorische Testung; Cluster FC2: C1-O Systeme für Ottomotoren N2 - Im Labor für Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung der OTH-Regensburg sollten im Zuge des NAMOSYN-Projektes zwei Vertreter klimaneutraler Kraftstoffe an verschiedenen Systemprüfständen (Motor-, Einspritzprüfstand, optisch zugängliche Einspritzkammer, …) und mit Hilfe von Simulationsmethoden für den Einsatz in bestehenden Verbrennungsmotoren untersucht werden. Synthetische Kraftstoffe aus der Gruppe der Oxymethylenether (OME) stellen eine CO2-neutrale Alternative zu fossilem Dieselkraftstoff dar. Für Ottomotoren wurde untersucht, ob der synthetische Kraftstoff DMC/MeFo (Dimethylcarbonat & Methylformiat) einen Ersatz für Ottokraftstoff darstellen kann, bzw. eine Drop-In-Fähigkeit gegeben ist. Die OTH Regensburg bearbeitete 2 unabhängige Teilvorhaben zur motorischen Testung von synthetischen Kraftstoffen: „FC 1A: Motorische Testung von OME“ und „FC 2: Untersuchung von C1-Oxygenaten für Ottomotoren“. Die Projektlaufzeit betrug 3,5 Jahre, inkl. kostenneutraler Verlängerung um 6 Monate aufgrund der Corona-Pandemie. Im FC1A "AP2-Nachrüstung Dieselmotoren" der OTH Regensburg lag der Fokus auf der Erforschung der Potentiale und der Umrüstung eines Einzylinder-Dieselmotors mit Pumpe-Leitung-Düse-(PLD)-Einspritzsystem des Projektpartners Motorenfabrik Hatz GmbH und Co. KG für OME-Betrieb. Im AP2.1 wurden umfangreiche Daten gesammelt und Simulationsmodelle des Motors und PLD-Einspritzsystems erstellt und mit Dieselkraftstoff und OME validiert. Nachfolgend wurden Parameterstudien zur Geometrie des Einspritzsystems und der physikalischen Eigenschaften von OME durchgeführt. In AP2.2 und AP2.3 wurden umfangreiche Untersuchungen an einem Motor- und Einspritzsystemprüfstand mit Diesel und OME durchgeführt und der Steuergerätedatensatz für den OME-Betrieb optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umstellung des Kraftstoffs auf OME, insbesondere bei einfachen Motoren mit rudimentärer Einspritztechnik und ohne Mittel zur NOx-Reduzierung (keine AGR oder SCR), ein enormes Potenzial zur Steigerung des Wirkungsgrads bei gleichzeitiger Reduzierung aller regulierten Schadstoffe (NOx, 𝑃N, 𝑃M, CO und 𝑉OC) eröffnet. Die Ergebnisse und generierten Simulationsmodelle unterstützen eine schnelle Serienentwicklung und Einführung von OME-Umrüstlösungen. In FC 2 werden die vielversprechenden Kraftstoffe Methylformiat (MeFo) und Dimethylcarbonat (DMC) motorisch getestet. Untersuchungen am Kraftstoffsystem und wichtigen Komponenten dienen als Grundlage für das AP3. Im AP3 wird die Machbarkeit der DMC/MeFo-Verbrennung am Vollmotor demonstriert und die erwarteten Emissionsvorteile gegenüber herkömmlichen Ottokraftstoffen gezeigt. Abweichend von der ursprünglichen Planung werden an der OTH Regensburg Kraftstoffblends aus Benzin und MeFo untersucht, um den Einsatzbereich des Kraftstoffs zu erweitern. In AP5 werden potentielle Mischungsverhältnisse analysiert und die Eigenschaften der ausgewählten Kraftstoffmischungen an einem Einspritzratenprüfstand, an der Einspritzkammer und am Vollmotor untersucht. Es werden Einspritzverhalten, Gemischaufbereitung und Abgasemissionen bewertet. Zudem wird eine Kraftstoffmischanlage entwickelt und ein optischer Zugang am Vollmotor ermöglicht. Eine Ölverdünnungsmesstechnik wird eingesetzt, um den Kraftstoffeintrag ins Motoröl zu untersuchen KW - Synthetische Kraftstoffe KW - OME KW - DMC KW - MeFo KW - E-Fuels Y1 - 2023 CY - Regensburg ER - TY - CHAP A1 - Schubert, Martin J. W. A1 - Lee, Wai-Kong A1 - Ooi, Boon Yaik T1 - Quantization and Sampling Effects in Fast Digitally Controlled Switch-Mode DC/DC Buck Converters T2 - 2021 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon): 22.11.2021 - 23.11.2021, Penang, Malaysia N2 - Software-defined control of DC/DC switch mode power converters features unequaled flexibility compared to analog control. For fast switching converters as recently used for low power applications, digital control may cause steady-state oscillations known as limit cycles. This effect based on a quantized duty cycle is compared to other aberrations such as output ripple voltage, which is inherent to any pulse-width modulator. A distinction is made between DC and AC errors. The latter are divided into synchronous and asynchronous output voltage disturbances. Synchronous AC errors are composed of the switching frequency and its harmonics. KW - aberrations due to digitization KW - digital pulse-width modulation (DPWM) KW - low power DC/DC buck conversion KW - output voltage sampling Y1 - 2021 SN - 978-1-7281-9253-6 U6 - https://doi.org/10.1109/IEACon51066.2021.9654272 SP - 56 EP - 61 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Reindl, Andrea A1 - Meier, Hans A1 - Niemetz, Michael T1 - Software Framework for the Simulation of a Decentralized Battery Management System Consisting of Intelligent Battery Cells T2 - 2019 IEEE Student Conference on Research and Development (SCOReD), 15-17 Oct. 2019, Bandar Seri Iskandar, Malaysia N2 - Conventional battery management systems typically adopt hierarchical master-slave architectures. With regard to an uninterruptible power supply, the most significant disadvantage of central structures is the dependency of the errorfree function of the superior master board. The decentralized battery management system presented in this paper, consisting of consumers, generators and intelligent battery cells, is controlled without any central coordination authority. For this purpose, an intelligent control algorithm and a leader election algorithm are implemented on the microcontrollers of the battery cells. To test different control and election strategies, a software framework is presented for the complete simulation of the decentralized battery management system consisting of equal participants. KW - autonomous systems KW - Battery management system KW - decentralized control KW - distributed management KW - fault tolerant control KW - power system security KW - Renewable energy sources KW - uninterruptible power systems Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1109/SCORED.2019.8896284 SP - 75 EP - 80 ER - TY - CHAP A1 - Alexander, Grimm A1 - Haumer, Anton T1 - Parametrization Of A Simplified Physical Battery Model T2 - Proceedings of the 13th International Modelica Conference, March 4-6, 2019, Regensburg, Germany N2 - The importance of batteries is increasing, especially in the field of the high power requirement systems like electric driven vehicles. Mobile energy storage makes it possible to accelerate with incredible torque, without any accruing air pollution. Due to the high costs of real components, it is of great use to simulate battery driven systems before building them. Transient processes within a cell are highly dependent on the operating point of the complete system, which makes it difficult to create equations and model arameterizations. This paper shows which data is important for cell modeling and how to parameterize simplified physical cell models. KW - battery parameterization KW - physical battery model KW - simplified battery model Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp19157215 SP - 215 EP - 220 PB - Linköing University Electronic Press ER - TY - JOUR A1 - Dawoud, Belal T1 - Water vapor adsorption kinetics on small and full scale zeolite coated adsorbers; A comparison JF - Applied thermal engineering N2 - A possibility to enhance both heat and mass transfer characteristics of an adsorber heat exchanger is to apply the adsorbent directly to its surface in form of a consolidated layer. As the majority of the available publications on the effect of both coating technology and adsorbent layer thickness on the adsorption kinetics deals with small scale adsorbent samples, the results obtained can only represent the best case design of an adsorber heat exchanger. This article presents, therefore, a comparison between the adsorption kinetics of water vapour on small as well as two different full scale coated adsorber heat exchanger types with AQSOA-Z02 layers of Mitsubishi Plastics Incorporation under quasi isobaric conditions of adsorption heat pumps. The small scale coated samples have a zeolite dry mass of 200 mg and layer thicknesses of 200, 300 and 500 μm while the full scale adsorbers have a coated zeolite mass between 1.5 and 2.5 kg and layer thicknesses of 150, 200, 300, 400 and 500 μm. In the investigated adsorption heat pump module, up to 52.7 and 57.3% of the equilibrium differential water loading measured with the small scale coated substrates have been obtained after an adsorption-evaporation times of 300 and 600 s, respectively. KW - Adsorbent coating KW - Adsorption heat pump KW - Adsorption kinetics KW - AQSOA-Z02 Y1 - 2013 U6 - https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.07.013 VL - 50 IS - 2 SP - 1645 EP - 1651 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Fuhrmann, Thomas A1 - Mottok, Jürgen T1 - Ethical, intercultural and professional impulses integrated into a transmission systems lecture JF - 2017 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), 25-28 April 2017, Athens, Greece N2 - In the sixth semester of the bachelor study course “Electrical Engineering and Information Technology”, a lecture “Transmission Systems” is given. It explains basic principles, circuits and systems of electrical and optical transmission systems. Short intellectual impulses, which address professional, intercultural and ethical issues of engineers' working life are integrated into this regular lecture. In each lecture unit, an impulse with one specific topic is given approximately in the middle of the lecture hour. An evaluation was done at the end of the semester, which shows that most of the students remember the discussed topics and state high interest due to high importance for their professional life. Due to these encouraging results, this concept will be developed further. KW - Engineering Education KW - Ethics Education KW - Electrical Engineering Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1109/EDUCON.2017.7942829 SP - 92 EP - 95 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Steinkirchner, Alfons A1 - Fuhrmann, Thomas A1 - Niemetz, Michael T1 - Channel Coded Processor for Enhanced Safety JF - International Journal of Future Computer and Communication (IJFCC) N2 - Several concepts are known for improving processor safety, all of them having their pros and cons. Some are very resource intensive, others have limited capabilities regarding the provided error safety. In this paper we use research on channel coding of noisy communication channels known from communication theory as an analogy to random bit errors in processors. We incorporate this knowledge into processor design to suggest a new error correction concept by using channel coding in processors. The new concept of a Channel Coded Processor could provide effective implementation of redundancy by the channel coding that enables error correction. The concept could also create a complete chain of redundancy in all areas and components of the processor ranging from the code compiler through the processing hardware to the output of the information. KW - Channel coded processor concept KW - communication theory KW - safety KW - soft error Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.18178/ijfcc.2017.6.2.489 SN - 2010-3751 VL - 6 IS - 2 SP - 58 EP - 62 PB - International Association of Computer Science and Information CY - Singapore ER - TY - CHAP A1 - Fuhrmann, Thomas A1 - Niemetz, Michael T1 - Transdisciplinary Bachelor Course Connecting Business and Electrical Engineering T2 - 4th International Conference on Higher Education Advances (HEAd'18), 2018, Universitat Politècnica de València, València N2 - The OTH Regensburg has a broad variety of study programs in technical, business, social and health sciences. Up to now there is no integral connection in the bachelor curricula between business and technical faculties except for some small subjects. The scope of this project is to develop a new course specialization which connects engineering and business thinking. Electrical engineering students should learn basics of business science and how managers think. Business students should vice versa learn fundamentals of engineering and how engineers solve problems. Students from both faculties work together in projects where they act like start-up companies developing a new product and bringing it into the market. It is seen a transdisciplinary effect: These projects gain innovative results between the disciplines compared to student projects of one isolated discipline. Evaluation results from the first two cohorts indicate high student satisfaction, high learning success as well as directions for further improvement. KW - Business Education KW - Engineering Education KW - Project Based Learning KW - Transdisciplinary Education Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.4995/HEAd18.2018.8056 ER - TY - BOOK A1 - Altmann, Robert A1 - Gebhard, Jürgen A1 - Emberger, Peter A1 - Thuneke, Klaus A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Remmele, Edgar T1 - Zünd- und Brennverhalten von Pflanzenölkraftstoff und Übertragung auf einen Motor der Abgasstufe V N2 - Durch den Ersatz von Dieselkraftstoff durch Rapsölkraftstoff (R100) können Treibhausgasemissionen reduziert werden. Für einen störungsfreien Betrieb eines Motors mit Rapsölkraftstoff sind jedoch Modifikationen an Motorkomponenten und Motorsteuergerät notwendig, um eine effiziente Verbrennung im Motor zu erreichen. Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Auslegung der Motorsteuerung pflanzenöltauglicher Offroad-Motoren mit moderner Abgasnachbehandlung mit anschließender entsprechender Abstimmung der Motorapplikation am Prüfstand. Grundlegende Untersuchungen der physikalischen Prozessabläufe von R100 bei der Einspritzung werden an einem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA) und einer Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) durchgeführt. Unterschiede im Zünd- und Brennverhalten werden in einer Konstantvolumenbrennkammer untersucht. Abschließend werden die Erkenntnisse am Motorenprüfstand auf einen DEUTZ-Motor übertragen, dessen Einspritzsystem auch bei den grundlegenden Untersuchungen verwendet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass das Einspritzverhalten von R100 eine höhere Sensitivität gegenüber Kraftstofftemperaturvariationen aufweist als Dieselkraftstoff. Bei niedrigen raftstofftemperaturen sind mit R100 ein längerer Öffnungsverzug und eine geringere Einspritzmenge festzustellen. Um diesen Einfluss bei der Einspritzstrategie zu kompensieren, ist die Kenntnis der Kraftstofftemperatur im Injektor notwendig. Eine weitere Herausforderung stellt die Gemischaufbereitung dar, hier führen unter anderem die höhere Viskosität und höhere Siedetemperaturen von R100 zu einem schmäleren Spritzwinkel und verzögerter Verdampfung im Vergleich zum Dieselkraftstoff. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks und höhere Temperaturen und Drücke in der Brennkammer verbessern die Gemischaufbereitung. Bei Bedingungen von mittlerer und hoher Last ist der Zündverzug von R100 kürzer und das Verbrennungsverhalten ähnlich zum Dieselkraftstoff. Eine geringere Wärmefreisetzung von R100 wird durch den geringeren Heizwert verursacht. Unter Bedingungen von niedriger Last und Motorstart ist ein längerer Zündverzug von R100 im Vergleich zum Dieselkraftstoff festzustellen. Eine Steigerung des Einspritzdrucks und höhere Brennkammerdrücke und -temperaturen führen bei beiden Kraftstoffen zu kürzeren Zündverzügen, der Einfluss dieser Parameter ist jedoch für R100 stärker als für Dieselkraftstoff. Voreinspritzungen führen bei beiden Kraftstoffen zu einer Verkürzung des Zündverzugs der Haupteinspritzung und zu einer geringeren Wärmefreisetzungsrate. Am Motorprüfstand ist bei gleicher Motorapplikation mit R100 eine geringere Leistung als mit Dieselkraftstoff festzustellen. Nach Angleichung der Motorleistung durch Anhebung der Einspritzmenge von R100 sind im Rohabgas Stickstoffoxid (NOX)- und Kohlenstoffmonoxidemissionen auf gleichem Niveau zu Dieselkraftstoff zu beobachten sowie geringere Partikelemissionen. Unter Verwendung eines DoE Vorgehens kann der Partikel-NOX - trade-off von R100 optimiert und Einstellparameter gefunden werden, in denen sowohl niedrigere NOX als auch niedrigere Partikelemissionen im Vergleich zum Dieselkraftstoff resultieren. Das installierte Abgasnachbehandlungssystem, bestehend aus einem Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und selektivem katalytischem Reduktionssystem (SCR), arbeitet für beide Kraftstoffe ähnlich und es scheint keine Anpassung der Dosierungsstrategie der wässrigen Harnstofflösung notwendig zu sein. Eine Regeneration des Partikelfilters mit R100 war nach Optimierung der Einstellparameter der Drosselklappe möglich. Motorkaltstart und Leerlauf sind herausfordernde Betriebsphasen, die für R100 einer weiteren Optimierung bedürfen. Eine Temperierung von R100 im Injektor auf 50–60 °C sowie eine Kompensation der Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur sind mögliche Verbesserungsmaßnahmen. Zudem kann durch einen früheren Einspritzbeginn von R100 das Verbrennungsverhalten angepasst werden. Die Motorprüfstandsuntersuchungen bestätigen qualitativ die Erkenntnisse die mit dem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA), der Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) und der Konstantvolumenbrennkammer gewonnen wurden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Ergebnisse auf einen baugleichen, in einer mobilen Arbeitsmaschine eingebauten Motor zu transferieren, damit Informationen zur Dauerhaltbarkeit unter realen Bedingungen erhalten werden können. Weiterführende Forschungsarbeiten sind im Bereich der Betriebsphasen des Motorkaltstarts und Leerlaufs mit Rapsölkraftstoff nötig, um einen dauerhaft störungsfreien Betrieb in diesen Betriebsphasen zu erreichen. Die erzielten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass hier noch viel Verbesserungspotenzial vorhanden ist. KW - Biokraftstoff KW - Brennwert KW - Zündung KW - Motor KW - Rapsöl KW - Motorsteuerung Y1 - 2020 UR - https://www.tfz.bayern.de/mam/cms08/biokraftstoffe/dateien/tfz_bericht_69_evolum_a.pdf SN - 1614-1008 VL - 69 PB - Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe CY - Straubing ER - TY - CHAP A1 - Arrieta Castro, Abel A1 - Rill, Georg A1 - Weber, Hans I. ED - Carvalho, João Carlos Mendes ED - Martins, Daniel ED - Simoni, Roberto ED - Simas, Henrique T1 - Development of a Robust Integrated Control System to Improve the Stability of Road Vehicles T2 - Multibody Mechatronic Systems N2 - Nowadays, new technologies are pushing the road vehicle limits further. Promising applications, e.g., self-driving cars, require a suitable control system that can maintain the vehicle’s stability in critical scenarios. In most of current cars, the control systems actuates independently, meaning there is not a coordination or data sharing between them. This approach can produce a conflict between these standalone controllers and thus, no improvements on the vehicle’s stability are achieved or even a worse scenario can be generated. In order to overcome these problems, an integrated approach is developed in this work. This integration, defined in this work as Integrated Control (IC), is done by an intelligence coordination of all standalone controllers inside the vehicle, i.e., Anti-Lock Braking System (ABS), Electronic Stability Program (ESP) and Four-Wheel Steering System (4WS). The ABS model was built using Fuzzy logic, for which only three rules were necessary to get a good performance. To design the ESP and the 4WS, the simple handling vehicle model was used as a reference behavior. The IC was designed using the hierarchical approach with two layers, i.e., the upper and lower layer. The upper one, observes the side slip angle and depends of its value the upper layer triggers the ESP or the 4WS. Finally, in order to prove the improvements of the IC system over the non-integrated approach, a full-size vehicle model was used to perform simulation in run-off-road and μ-split scenarios. KW - 4WS KW - ABS KW - ESP KW - Integrated control KW - Run-off-Road scenarios Y1 - 2018 SN - 978-3-319-67566-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-67567-1_48 VL - 54 SP - 506 EP - 516 PB - Springer CY - Cham ER -