Energieverbrauch minimieren, globale Emissionen senken – das sind die Herausforderungen, vor denen die Automobilindustrie im 21. Jahrhundert steht. Da das Interesse an Fahrkomfort ungebrochen ist, hängt der kommerzielle Erfolg eines Fahrzeugs davon ab, dass die Balance zwischen diesen Gegensätzen gelingt.
Entscheidend dabei ist das Antriebsstrangsystem, das Herzstück jedes Kraftfahrzeugs. Hier wird die Antriebskraft erzeugt, die Beschleunigung und Geschwindigkeit ebenso bestimmt wie Energieverbrauch und -effizienz. Gut nachvollziehbar stellt diese Einführung die Prinzipien des Antriebsstrangs vor. Studenten gewinnen für den konventionellen Antriebsstrang ein umfassendes Verständnis, das für die Fahrzeugentwicklung unerlässlich ist. Praktiker finden die notwendigen Voraussetzungen für die Weiterentwicklung spezieller Konzepte wie dem Antriebsstrang in Hybridfahrzeugen und fortgeschrittenen Getriebearten.
An zahlreichen durchgerechneten Beispielen sowie Aufgaben kann im Selbsttest das erlernte Wissen vertieft werden, kommentierter MATLAB®-Code erlaubt konkrete, numerische Berechnungen mit unterschiedlichen Parametern. Der systematische Ansatz der Autoren stellt Integration und Interaktionen zwischen sämtlichen Komponenten des Antriebsstrangs – vom Verbrennungsmotor über Getriebe und Achsantrieb bis hin zu Rädern und Reifen – in den Fokus.
Mit Zusatzmaterial für Dozenten unter: www.wiley-vch.de
Inhaltsverzeichnis
FAHRZEUGANTRIEBSKONZEPTE
Antriebskonzepte
Antriebskomponenten
Fahrzeugleistung
Verhalten des Fahrers
Die Bedeutung der Modellierung
Ziel des Buches
Allgemeines zu den Literaturhinweisen
MERKMALE DER LEISTUNGSERZEUGUNG BEI VERBRENNUNGSMOTOREN
Einleitung
Grundprinzipien der Leistungserzeugung beim Verbrennungsmotor
Modellierung von Verbrennungsmotoren
Mehrzylindermotoren
Drehmomentkennfelder
Zauberformel des Motordrehmoments
Motormanagementsystem
Ausgangsleistung
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
DYNAMIK DER LONGITUDINALEN BEWEGUNG VON FAHRZEUGEN
Einleitung
Drehmomenterzeuger
Traktionskraft
Widerstandskräfte
Fahrzeug-Performance bei konstanter Leistung (CPP)
Performance mit fest vorgegebener Last (FTP, Fixed Throttle Performance)
Gaspedalzyklusleistung (PCP, Pedal Cycle Perfomance)
Wirkung rotierender Massen
Reifenschlupf
Performance an Steigungen
Ausrollversuche
Verluste im Antriebsstrang
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
KRAFTÜBERTRAGUNG
Einleitung
Notwendigkeit eines Getriebes
Auslegung der Getriebeübersetzung
Getriebekinematik und Zähnezahlen
Manuelle Schaltgetriebe
Automatische Getriebe
Stufenlose Getriebe
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
KRAFTSTOFFVERBRAUCH
Einleitung
Energieverbrauch des Verbrennungsmotors
Fahrzyklen
Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs
Effekte der Schaltvorgänge
Software
Automatisierte Schaltvorgänge
Andere Lösungen zur Kraftstoffeffizienz
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
DYNAMIK DES ANTRIEBSSTANGS
Einleitung
Modellierung der Antriebsdynamik
Bondgraph-Modelle von Antriebskomponenten
Modelle des Antriebsstrangs
Analyse
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
HYBRIDELEKTRISCHE FAHRZEUGE
Einleitung
Arten von hybridelektrischen Fahrzeugen
Power-split-Vorrichtungen
HEV-Komponenteneigenschaften
HEV-Leistungsanalyse
Dimensionierung von HEV-Komponenten
Leistungsmanagement
Fazit
Wiederholungsfragen
Aufgaben
Weiterführende Literatur
ANHANG: EINFÜHRUNG IN DIE MODELLIERUNG MIT BONDGRAPHEN
Über den Autor
Behrooz Mashadi ist Professor in der Abteilung Fahrzeugbau an der Teheraner Universität für Wissenschaft und Technologie. Seinen Doktorgrad hat er von der Universität Leeds erhalten, an der er in Zusammenarbeit mit David Crolla zum Antriebsstrang in Kraftfahrzeugen geforscht hat.
David Crolla war Professor für Fahrzeugbau an den Universitäten Leeds, Sunderland und Cranfield. Nach seinem Abschluss an der Universität Lougborough hat er zunächst als Entwicklungsingenieur von Offroad-Fahrzeugen gearbeitet, bevor er Leiter der Abteilung Maschinenbau an der Universität Leeds wurde. David Crolla war Chefredakteur der ‚Encyclopedia of Automotive Engineering‘.
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