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«Master Maschinenbau Wintersemester 2009 / 2010 1 Kernmodule (30 LP - davon müssen mindestens 18 LP aus der gewählten Studienrichtung (1.1 - 1.7) ...»

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5. Voraussetzungen für die Teilnahme wünschenswert: Grundkenntnisse der Konstruktionslehre und WerkstofftechnikBRerforderlich: Modul "Verbrennungskraftmaschinen" oder "Fahrzeugantriebe-Einführung"

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7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium:BRVL Konstruktion von VKM I 15 Wochen x 2 Stunden: 30 StundenBRVL Konstruktion von VKM II 15 Wochen x 2 Stunden: 30 StundenBRKonstruktive Übung: 15 Wochen x 4 Stunden: 60 StundenBREigenstudium:BRVor- und Nachbereitung von Vorlesung und Übung 15x4 Stunden: 60 StundenBRHausaufgaben: 90 StundenBRPrüfungsvorbereitung: 90 StundenBRSumme: 360 StundenBRLeistungspunkte: 12 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung: 40% konstruktiver Entwurf und 60% mündliches Prüfungsgespräch.

Alle Teilleistungen müssen abgeleistet werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung:BR- In der ersten VorlesungBRAnmeldung zur Prüfung:BR- Im PrüfungsamtBR- Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Prüfungsordnung zu entnehmen

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein

Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden:

Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: www.vkm.tu-berlin.de

Literatur:

Skript zur Übung enthält umfangreiche Literaturangabe, thematisch den einzelnen Themengebieten zugeordnetBR"Die Verbrennungskraftmaschine - Neue Folge": Herausgeber H. List und A.

PischingerBRKöhler, E.: Verbrennungsmotoren: Motormechanik, Berechnung und Auslegung des HubkolbenmotorsBRUrlaub, A.: Verbrennungsmotoren, Grundlagen-VerfahrenstheorieKonstruktionBRKüntscher, V. (Hrsg.): Kraftfahrzeugmotoren - Auslegung und KonstruktionBRGrohe,

H.: Otto- und DieselmotorenBRMollenhauer/Tschöke (Hrsg.): Handbuch DieselmotorenBRMettig, H.:

Die Konstruktion schnellaufender Verbrennungsmotoren

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Maschinenbau 59

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Motorprozesssimulation 6

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

CAR-B1 Klaus.von.Rueden@iav.de N.N.; Lehrauftrag: Dr.-Ing. Klaus von Rüden Modulbeschreibung

1. Qualifikation 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.BRDie Übung dient zur Vertiefung der in der Vorlesung Motorprozesstechnik I erworbenen Kenntnisse. Ziel ist es, mit Hilfe eines Modells eines Zylinders innermotorische, thermodynamische Vorgänge näher zu untersuchen. Dazu muss unter Matlab/Simulink® ein Zylindermodell erstellt, korrekt bedatet und getestet werden. Es wird eine kurze Einführung in Matlab/Simulink® gegeben. Anschließend werden auf Basis eines Gesamtmodells eines aufgeladenen Dieselmotors Parametervariationen zum dynamischen Betrieb vorgenommen und ausgewertet.BRBRDie Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgendeBRKenntnisse:BR- Grundlagen der realen Arbeitsprozessrechnung von Motoren. BRModellierungsansätze der Phänomene Wärmeübergang, Brennverlauf und LadungswechselBRThermodynamische Druckverlaufsanalyse BRBRFertigkeiten:BR- Modellieren und Simulieren mit dem Simulationswerkzeug Matlab/Simulink®BR- Benutzung der Thermodynamischen DruckverlaufsanalyseBR- Aufbau von Modellen für eine MotorprozesssimulationBRBRKompetenzen:BR- Befähigung zum Aufbau von einfachen Motorprozesssimulationen BR- Analyse von ZylinderdruckindizierungenBR- Fähigkeiten zur Analyse thermodynamischer innermotorischer Zusammenhänge Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VorlesungBR- Thermodynamische GrundlagenBR- Modellansätze für die HochdruckphaseBRModellierung der LadungswechselphaseBR- Modellierung des Gaswechselleitungssystems mit der Füll- und EntleermethodeBR- Simulation des aufgeladenen MotorsBR- Thermodynamische Analyse eines VerbrennungsmotorsBRÜbungBR- Motivation Motorprozess-SimulationBR- Einführung in Matlab/SimulinkBR- Schrittweise Erstellung eines ZylindermodellsBR- Parametervariationen am erstellten ModellBR- Thermodynamische Druckverlaufsanalyse

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen: BR- Frontalunterricht zur Vermittlung von physikalisch- technischem Wissen zu

Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere der Modellierung der internen ProzesseBRÜbungen:

BR- Festigung, Vertiefung und Anwendung des Vorlesungsstoffs durch Arbeiten am RechnerBRHausaufgaben:BR- Als Einzel- und Gruppenarbeit.BR

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Modul "Verbrennungskraftmaschinen" oder "Fahrzeugantriebe-Einführung". Kenntnisse im Bereich der ThermodynamikBR





6. Verwendbarkeit Das Modul ist unter anderem geeignet für die Studierenden der Masterstudiengänge Fahrzeugtechnik und Maschinenbau.

Modulkatalog Master Maschinenbau 60

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Präsenzstudium:BRIV Motorprozesssimulation: 15 Wochen x 4 Stunden: 60 StundenBREigenstudium:BRVor- und Nachbereitung von Vorlesung und Übung 15x2 Stunden: 30 StundenBRHausaufgaben 1x10 und 1x40 Stunden: 50 StundenBRPrüfungsvorbereitung: 40 StundenBRSumme: 180 StundenBRLeistungspunkte: 6 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)BR

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung: 30% Hausaufgaben und 70% mündliches Prüfungsgespräch. Alle Teilleistungen müssen abgeleistet werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung zur Lehrveranstaltung:BR- In der ersten VorlesungBREinteilung in Arbeitsgruppen für die Hausaufgaben:BR- In der ersten ÜbungBRAnmeldung zur Prüfung:BR- Im PrüfungsamtBR- Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Prüfungsordnung zu entnehmen

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein

Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden:

Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: www.vkm.tu-berlin.de

Literatur:

Merker, Schwarz, Stiesch, Otto: Verbrennungsmotoren Simulation der Verbrennung und Schadstoffbildung, BR3. überarb. und akt. Auflage, Teubner, 2006. ISBN: 978-3-8351-0080BRPischinger, Klell, Sams: Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine, Reihe: Der Fahrzeugantrieb, BR2. überarb. Auflage, Springer Wien New York, 2002. ISBN: 978-3-211-83679-8

13. Sonstiges

Modulkatalog Master Maschinenbau 61

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Verbrennungskraftmaschinen 12

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

CAR-B1 achim.lechmann@tu-berlin.de N.N.; Lehrauftrag: Dr.-Ing. Achim Lechmann Modulbeschreibung

1. Qualifikation Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Otto- und Dieselmotoren, als die wesentlichen Antriebsaggregate für Straßenfahrzeuge stellen derzeitig und zukünftig ein wachsendes Forschungsfeld dar.

In der Vorlesung wird das Wissen über die grundlegenden Zusammenhänge und Teilprozesse bei der Energiewandlung in Verbrennungskraftmaschinen, von der im Kraftstoff chemisch gebundenen Energie bis zur Abgabe der mechanischen (Nutz-)Energie an der Kupplung vermittelt.

Den Schwerpunkt bildet die Behandlung klassischer Otto- und Dieselmotoren; es wird aber auch auf neuartige, hybride Brennverfahren eingegangen. Es soll das Verständnis geweckt werden für die Begrifflichkeit des Wirkungsgrads und dass Optimieren immer ein Aufsuchen eines optimalen Kompromisses aus zum Teil einander widersprechenden Anforderungen bedeutet. Dies kann insbesondere an der Wechselwirkung und vielfach Gegenläufigkeit von Wirkungsgrad und Abgasqualität verdeutlicht werden.

In der Übung sollen der Zweck und die Methoden der experimentellen Untersuchung und Bewertung von Verbrennungsmotoren auf dem Motorprüfstand vermittelt werden. Über die individuelle Anfertigung des Versuchsprotokolls soll den Studierenden insbesondere die wechselseitige Abhängigkeit der Motorbetriebsparameter vor Augen geführt werden.

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende

Kenntnisse:

- Grundlegender Aufbau von Verbrennungsmotoren und Bezeichnungen einzelner Komponenten

- Grundlegende Zusammenhänge und Teilprozesse bei der Energiewandlung in Verbrennungskraftmaschinen

- Aufbau, Einsatz und Unterschiede von Otto- und Dieselmotoren

- Einspritzsysteme

- Zusammenhang und Änderung motorischer Eigenschaften und Auswirkungen auf das Gesamtsystem

- Verbrennung

- Abgaszusammensetzung und -nachbehandlung, Abgasgesetzgebung

- CO2-Problematik

- Benutzung der Thermodynamischen Druckverlaufsanalyse

- Aufbau von Motorprüfständen mit umfangreicher Messtechnik

Fertigkeiten:

- Berechnung von indizierter und effektiver Arbeit, Drehmoment, Wirkunksgrad, Mitteldruck etc.

- Berechnung von Motorkenngrößen wie Luftverhältnis, Liefergrad, Spülgrad, etc.

- Analyse von Zylinderdruckindizierungen

- Aufbau von Kurzpräsentationen zur motortechnischen Themen

- Bedienung von Motorprüfständen

Kompetenzen:

- Vergleichende Beurteilung über die Effizienz und Effektivität von Verbrennungsmotoren

- Befähigung zur Auswahl von Abgasnachbehandlungsmaßnahmen abhängig von gegebenen motorischen Eigenschaften und Kenngrößen (Luftverhältnis)

- Grundlegende Befähigung zur Bedienung von Motorprüfständen mit umfangreicher Messtechnik

- Thermodynamische Druckverlaufsanalyse Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 15% Modulkatalog Master Maschinenbau 62

2. Inhalte

Vorlesung:

- Thermodynamische Grundlagen und Theoretische Vergleichsprozesse

- Ladungswechsel und Steuerorgane

- Gemischbildung und Verbrennung

- Motorische Brennverfahren und Einspritzsysteme

- Motorische Kenngrößen und Kennfelder

- Kraftstoffe (konventionelle und alternative)

- Abgasemission

- Abgasvorschriften und Schadstoff-Minderungsmaßnahmen

Übung:

- Vertiefung der Vorlesungsinhalte als Vorbereitung auf Arbeiten am Motorprüfstand

- Präsentationen zu Vorlesungsthemen durch die Studierenden

- Einführung in die Thermodynamische Druckverlaufsanalyse am Rechner

- Durchführung von Motorprüfstandsversuchen mit Aufnahme der Standard-Messgrößen hinsichtlich Motorbetriebswerte (Drücke, Temperaturen, Durchsätze, Drehzahl, Drehmoment) und Abgasanalyse (NOx, CO, HC, Schwärzung, Partikel)

- Dokumentation der Versuchsergebnisse in Betriebskennlinien und deren Bewertung (Versuchsprotokoll)

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen, Übungen sowie selbstständige Gruppenarbeit zum Einsatz.

Vorlesungen:

- Frontalunterricht mit Darstellung der Inhalte und zahlreichen Beispielen aus der Praxis, ergänzt durch die Vorträge des "Seminar für Kraftfahrzeug- und Motorentechnik" im Wintersemester

Übungen:

- Anwendung des Vorlesungsinhaltes

- Präsentationen in Kleingruppen

- Experimentelle Übungen in Kleingruppen

- Analyse der Versuchsergebnisse mit der Thermodynamische Druckverlaufsanalyse

5. Voraussetzungen für die Teilnahme erforderlich: Kenntnisse im Bereich der Thermodynamik (1. Hauptsatz, ideale Gase, Zustandsänderungen, Kreisprozesse) wünschenswert: Strömungslehre



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