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Anzeigesprache

Thermodynamiksimulation in der Motorentechnik

6 LP

Deutsch

#50614 / #7

Seit SS 2020

Fakultät V

CAR-B 1

Institut für Land- und Seeverkehr

35332500 FG Integrierte Modellierung energieeffizienter Fahrzeugantriebsstränge

Biet, Clemens

Krebs, Sören

clemens.biet@tu-berlin.de

POS-Nummer PORD-Nummer Modultitel
2345192 34988 Thermodynamiksimulation in der Motorentechnik

Lernergebnisse

Bei der Entwicklung und Optimierung von Motoren stellt die Simulation ein inzwischen unentbehrliches Werkzeug dar. Mit Hilfe der Simulation kann eine sichere Bewertung von Konzepten in frühen Phasen der Produktentwicklung erfolgen, so dass Fehlentwicklungen frühzeitig erkannt werden. Für Optimierungsaufgaben kann am Motormodell der Einfluss verschiedener Parameter untersucht werden und damit Zeit am Versuchsstand verkürzt, wenn auch nicht ersetzt werden. Die Übung dient zur Vertiefung der in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse. Ziel ist es, mit Hilfe eines Modells eines modernen Verbrennungsmotors innermotorische, thermodynamische Vorgänge näher zu untersuchen. Dazu muss unter einer geeigneten Modellumgebung (Matlab/Simulink® oder GT-Suite) ein Zylindermodell erstellt, korrekt bedatet und getestet werden. Es wird eine kurze Einführung in Matlab/Simulink® und GT-Suite gegeben. Anschließend werden auf Basis eines Gesamtmodells eines aufgeladenen Verbrennungsmotors Parametervariationen zum dynamischen Betrieb vorgenommen und ausgewertet. Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse: - Thermodynamisches Wissen über die reale Arbeitsprozessrechnung von Verbrennungsmotoren. - Modellierungsansätze der Phänomene Wärmeübergang, Brennverlauf und Ladungswechsel - Modellierung von Verbrennungsmotoren mit alternativen Kraftstoffen (z.B. CNG oder H2) - Thermodynamische Druckverlaufsanalyse - Thermodynamisches Wissen zur Aufladung und dem Zusammenspiel von Aufladegruppe und Verbrennungsmotor - Füll- und Entleermethode innerhalb der Motorprozesssimulation Fertigkeiten: - Modellieren und Simulieren mit dem Simulationswerkzeug Matlab/Simulink® und GT-Suite - Nutzung der Thermodynamischen Druckverlaufsanalyse (Standard Industriewerkzeug am Motorprüfstand) - Aufbau von Modellen für eine Motorprozesssimulation Kompetenzen: - Befähigung zum Aufbau von Modellen technischer Systeme (Modellierung) speziell Verbrennungskraftmaschinen - Analyse von Zylinderdruckindizierungen - Fähigkeiten zur Analyse thermodynamischer innermotorischer Zusammenhänge - Grundlegende Beurteilung der Auslegung von Aufladeaggregaten und Ladeluftkühlung

Lehrinhalte

Vorlesung - Numerische Grundlagen - Grundgleichungen für die Motorsimulation - Modellierung des Gaswechselleitungssystems mit der Füll- und Entleermethode - Simulation des turboaufgeladenen Motors - Modellierung besonderer Phänomene im Brennraum - Thermodynamische Analyse eines Verbrennungsmotors - Zusammenwirken von Motor und Turboladerlader für verschiedene Aufladekonzepte Übung - Motivation Motorprozess-Simulation - Einführung in Matlab/Simulink® und GT-Suite - Schrittweise Erstellung eines Motormodells in Matlab/Simulink® und GT-Suite - Parametervariationen am erstellten Modell - Dokumentation der Simulationsergebnisse und deren Bewertung

Modulbestandteile

Pflichtteil:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen Art Nummer Turnus Sprache SWS
Thermodynamiksimulation in der Motorentechnik IV 3533 L 747 WS/SS Deutsch 4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Thermodynamiksimulation in der Motorentechnik (IV):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Hausaufgaben 15.0 6.0h 90.0h
Präsenzzeit 15.0 4.0h 60.0h
Vorbereitung des Testats / der mdl. Rücksprache 1.0 30.0h 30.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesungen: - Frontalunterricht zur Vermittlung von physikalisch- technischem Wissen zu Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere der Modellierung der internen Prozesse Übungen: - Festigung , Vertiefung und Anwendung des Vorlesungsstoffs durch Arbeiten am Rechner Hausaufgaben: - Teilaspekte des Gesamtmodells werden modelliert und dokumentiert - als Einzel- und Gruppenarbeit

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

obligatorisch: Kenntnisse im Bereich der Thermodynamik und Strömungslehre Modul "Verbrennungsmotoren 1" oder vergleichbar wünschenswert: Kenntnisse im Bereich der numerischen Mathematik

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Keine Angabe

Abschluss des Moduls

Benotung:

benotet

Prüfungsform:

Portfolioprüfung

Sprache:

Deutsch

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Prüfungselemente

Name Punkte Kategorie Dauer/Umfang
Hausaufgaben 45 schriftlich Keine Angabe
Testat / mdl. Rücksprache 55 flexibel 45min

Notenschlüssel

Dieses Prüfung verwendet einen eigenen Notenschlüssel (siehe Prüfungsformbeschreibung).

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Im Modul können insgesamt bis zu 100 Portfoliopunkte erreicht werden. Die Umrechnung in Noten erfolgt nach der folgenden Tabelle: Mehr oder gleich 95 1,0 Mehr oder gleich 90 1,3 Mehr oder gleich 85 1,7 Mehr oder gleich 80 2,0 Mehr oder gleich 75 2,3 Mehr oder gleich 70 2,7 Mehr oder gleich 65 3,0 Mehr oder gleich 60 3,3 Mehr oder gleich 55 3,7 Mehr oder gleich 50 4,0 Weniger als 50 5,0

Dauer des Moduls

Dieses Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 40.

Anmeldeformalitäten

Die Anmeldung in Qispos oder beim Prüfungsamt erfolgt gemäß den Regelungen der jeweils gültigen Prüfungsordnung.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Es gibt (noch) kein ausgearbeitetes Skript, aber die Vorlesungsfolien werden in ISIS hochgeladen.

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben.

Zugeordnete Studiengänge

Zur Zeit wird die Datenstruktur umgestellt. Aus technischen Gründen wird die Verwendung des Moduls während des Umstellungsprozesses in zwei Listen angezeigt.

Dieses Modul wird auf folgenden Modullisten verwendet:

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Dieses Modul wird in folgenden Studiengängen verwendet:

    Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

    Sonstiges

    Keine Angabe