Rohstoffknappheit und gesetzliche Randbedingungen erfordern vermehrten Aufwand bei der Einsparung von Energie. Eine intelligente Optimierung des Kraftfahrzeug-Kühlsystems kann einen entscheidenden Beitrag leisten, um die eingesetzte Energie effizient zu nutzen und unnötige Wärmeverluste zu vermindern. Im Besonderen bei instationären Betriebszuständen, wie z. B. einem Fahrzeugwarmlauf. Das entwickelte thermische Fahrzeugmodell dient als Auslegungswerkzeug für Kühlsysteme, das alle relevanten Wärmequellen und -senken sowie den Motorraum eines Kraftfahrzeugs abbildet und die entsprechenden Leistungs- und Enthalpieströme sowie die Medien- und Bauteiltemperaturen berechnen kann. Ziel ist die Verwendung dieses Werkzeugs zur Optimierung des Thermomanagements in einer frühen Phase der Fahrzeugentwicklung. Das Gesamtsystem ist mit Hilfe numerischer Simulation erfasst, und das entstandene Simulationsmodell stellt ein praktikables und einfach zu handhabendes Auslegungswerkzeug dar, in dem Einzelmodule (wie z. B. das Getriebe, der Motor, die Kühlkreisläufe und die Motorraumdurchströmung) zu einem Gesamtmodell verknüpft sind. Das Gesamtsystem ist mit Hilfe numerischer Simulation erfasst und das entstandene Simulationsmodell stellt ein praktikables und einfach zu handhabendes Auslegungswerkzeug dar, in dem Einzelmodule zu einem Gesamtmodell verknüpft sind. Ausgehend von den Vorgaben Fahrgeschwindigkeit, gewählter Gang und Steigung werden im Fahrzeugmodell der Kraftstoffverbrauch, die Temperaturen der Betriebsmedien (Kühlmittel, Motor- und Getriebeöl) sowie die Motorraumtemperatur berechnet, um Kühlungskonzepte zu erstellen, mit deren Hilfe die Optimierung des Gesamtsystems möglich wird. Das Modell gliedert sich in die nachfolgend beschriebenen Module, die unter Zuhilfenahme verschiedener Simulationsprogramme (Flowmaster, EnginOS Tiger, Matlab / Simulink) erstellt bzw. mit diesen entsprechend gekoppelt sind.
Entwicklung eines Auslegungswerkzeugs für Motorkühlsysteme zur Optimierung des Wärmemanagements
2009
172 Seiten, Bilder, Tabellen, 93 Quellen
(+22 S. Anh.)
Hochschulschrift
Deutsch
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