Wird ein Fahrzeug betriebswarm abgestellt, z.B. nach einer Anhängerbergfahrt, und der Motor abgeschaltet, so können während der Nachheizphase so genannte lokale, temporäre Spitzentemperaturen auftreten. Die erzwungene Konvektion durch den Fahrtwind oder Lüfterbetrieb fällt weg, und die Komponenten und insbesondere die heißen Strahler, wie die Abgasanlage, kühlen nur langsam ab. Es entsteht im Motorraum eine natürliche auftriebsinduzierte Konvektionsströmung, die eine völlig andere Strömungstopologie aufweist als die Motorraumdurchströmung während der Fahrt. Es ergibt sich daher an den einzelnen Bauteilen je nach Einbausituation ein Abkühlverlauf, der ein mehr oder weniger ausgeprägtes Überschwingen der Temperatur zu Beginn der Nachheizphase aufweisen kann. Dieses Nachheizen stellt an die in einem frühen Entwicklungsstadium des Fahrzeugs zur Anwendung kommende numerische Simulation zusätzliche Anforderungen. Zum einen ist bei auftriebsinduzierten Strömungen eine starke Wechselwirkung zwischen den Wandtemperaturen und der Strömung selbst vorhanden. Die Wandtemperatur ist also von der Konvektion abhängig, gleichzeitig ist aber die Konvektion selbst eine Folge der Wandtemperatur. Dem wird durch die mehrmalige Kopplung des Strömungs- und des Temperaturfeldes Rechnung getragen. Zum anderen ist das Nachheizen ein zeitabhängiges Phänomen, so dass eine Nachheizrechnung instationär erfolgen muss. Da mit den heutigen Programmen die Berechnung einer 3D-Motorraumdurchströmung in akzeptabler Echtzeit nicht realisierbar ist, wird die Strömung als quasistationär betrachtet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zuerst die Berechnung der natürlichen Konvektionsströmung auf einem Prüfstand an einem geometrisch vereinfachten validiert. Die Validierung der Berechnungsgrundlage zum Nachheizen erfolgte in drei Stufen. Die Berechnung eines kompletten Gesamtfahrzeuges mit zwei unterschiedlichen geometrischen Konfigurationen zeigten global eine gute Übereinstimmung der Messungen im Thermowindkanal und erlauben ein besseres Verständnis der wirksamen Phänomene beim Nachheizen an verschiedenen Bauteilen und eine Bewertung verschiedener Einbausituationen.


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    Title :

    Experimentelle und theoretische Untersuchung des Nachheizverhaltens an Kraftfahrzeugen


    Contributors:


    Publication date :

    2008


    Size :

    143 Seiten, 93 Bilder, 4 Tabellen, 121 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German