FVV-Berichte

Restwärmenutzung durch intelligente Speicher- und Verteilungssysteme

Forschungsziel war es, die Restwärme von Verbrennungsmotoren sinnvoll zu speichern und beim nächsten Kaltstart zur Verkürzung der Warmlaufphase zu nutzen, um eine Verbrauchsabsenkung in Fahrzeugen zu erreichen. Als Benchmark sollte der aus einer Literaturstudie bekannte Wärmespeicher für Kühlmittelaustausch dienen. Eine neue, innovative Art der Wärmespeicherung soll nun bisherige Problempunkte umgehen und verspricht grundsätzlich Verbesserung wichtiger Kriterien. Die durchgeführte Literaturstudie ergab, dass reversible chemische Reaktionen, die unter Zufuhr beziehungsweise Freisetzung von thermischer Energie ablaufen, grundsätzlich für die Wärmespeicherung geeignet sind. Neben der verlustfreien Speicherung über lange Zeiträume und der höheren Speicherdichte kann diese Technologie auch zusätzlich zur Fahrzeugklimatisierung eingesetzt werden. Mit einem Versuchsspeicher wurden Voruntersuchungen mit verschiedenen Stoffpaarungen durchgeführt, um erste Aussagen über Reaktionsverlauf und Wärmeabgabe, auch bei niedrigen Temperaturen bis −15 °C, treffen zu können. Mit den daraus gewonnen Erfahrungen wurde ein Prototyp-Wärmespeicher entwickelt und gebaut, der fahrzeugnahe Untersuchungen ermöglicht. Das Vorhaben wurde im Rahmen des CO₂-Sonderforschungsprogramms der FVV und der FVA durch Industriemittel finanziert.

Gefüllter Reaktor

Forschungsstelle: Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien

Obmann: Dr.-Ing. Johann Betz, Audi AG

Optimierung der Fügestellen von Bauteilen unter Berücksichtigung multifrequenter Schwingungsanregung

Turbinenbeschaufelungen sind hohen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt, die Schaufelschwingungen auslösen. Um Schäden zu vermeiden, werden häufig Reibelemente verwendet, um über Reibungsdämpfung die Schwingungsamplituden zu reduzieren. Im diesem Vorhaben wurde für die Schwingungsanalyse von reibungsgedämpften Systemen die Höher Harmonische Balance verwendet, da sich im vorangegangenen Vorhaben „Resonanzfeste Beschaufelungen II“ gezeigt hat, dass die Modellierung von Schwingungen im Bereich optimaler Reibungsdämpfung mit der bisher verwendeten Methode der einfachen Harmonischen Balance nicht zufriedenstellend ist. Es ist ein Programmcode entwickelt worden, mit dem die Schwingungsantwort von Turbinenbeschaufelungen mit Reibkontakten berechnet werden kann.

Zur experimentellen Untersuchung von Reibkontakten ist ein Versuchsstand realisiert worden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Energiedissipation im Reibkontakt bei steigender Erregerkraft beziehungsweise sinkender Normalkraft ansteigt. Die beiden Modellparameter Reibkoeffizient und Tangentialsteifigkeit nehmen bei steigender Temperatur ab. Das Vorhaben wurde durch die DFG und mit FVV-Eigenmitteln kofinanziert.

Forschungsstelle: Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS), Leibniz Universität Hannover

Obleute: Dr.-Ing. C. Richter, Dr.-Ing. A. Kayser, Siemens Energy Sector