Der Bereich Konstruktion und Auslegung betreibt Forschung und Entwicklung von Motoren, Motor-Getriebe Einheiten und Abgasnachbehandlungssystemen von kleinvolumigen und Hochleistungs-Verbrennungskraftmaschinen. Im Fokus stehen spezielle Anwendungen wie Zweiräder, Freizeitfahrzeuge, kleine Sonderfahrzeuge sowie handgehaltene Arbeits- und Gartengeräte. Dabei werden sowohl klassische Verbrennungskraftmaschinen als auch hybride Antriebstränge und elektrische Antriebsformen untersucht. Die Aufgabenstellungen erstrecken sich dabei von der Konzeption über Konstruktion, Auslegung und experimentelle Entwicklung bis zur Begleitung der Serieneinführung. Neben den Antrieben werden auch mittels thermodynamischer und experimenteller Untersuchungen verschiedene Konzepte von Energiewandlern für zum Beispiel Abwärmenutzung erforscht und entwickelt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anwendung von alternativen, CO₂ neutralen Kraftstoffen.

In Kooperation mit den Industrie- und Kooperationspartnern werden durch die konsequente Anwendung des “Concurrent Engineering” die Forschungs- und Entwicklungszeiten wesentlich verkürzt und die Qualität der Ergebnisse verbessert. Die Entwicklung von Messmethoden und Software unterstützen diesen Prozess wesentlich. 

F+E

Von der Idee bis zur Serie; das ist das Motto der F&E Tätigkeit des Arbeitsbereiches. Im spezifischen Anwendungsbereich der Sonderantriebe wie Zweiräder, Freizeitfahrzeuge Arbeitsgeräte und Energiewandler unfasst das Arbeitsgebiet der Abteilung folgende Tätigkeiten:

• Theoretische Grundlagenuntersuchungen und Studien

• Konzepte und Entwicklungen für Fahrzeuge und Fahrzeugantriebe, insbesondere Zweiräder und Freizeitfahrzeuge sowie Energiewandler

• Auslegung und Bewertung von hybriden und elektrischen Antrieben

• Entwicklung konventioneller und neuartiger Brennverfahren unter Einbeziehung alternativer und nahe CO2 neutraler Kraftstoffe

• Simulation von Energiewandelsystemen, Brennverfahren, Strömungsvorgängen und Kolbenmaschinen mittels Strömungssimulationen, FiniteElemente Methoden und Mehrkörperdynamik

• Konstruktion und Auslegung von Antriebsystemen von experimentellen Versuchsträgern bis zu Serienfahrzeugen im Zweiradbereich

• Entwicklung und Integration von elektrischer Sensorik und Antriebstrangregelung

• Experimentelle Untersuchungen und Entwicklung auf Motorprüfständen, Zweiradrolle und auf der Strasse

• Homologation: Geräusch, Abgas, Motorleistung, AMK

• Motorprozessrechnung 

Wir unterstützen unsere Partner durch Consulting und Expertenwissen in den Bereichen Verbrennungskraftmaschinen, alternative Antriebsstränge, Hybridisierung und Zweiradtechnik. Ein Auszug aus der Vielfalt der Beratungsthemen:

• Technisch-wissenschaftlicher Support im Bereich Cost-Engineering

• 3D CAD Konstruktion

• Hybridisierung von Antrieben und Nebenaggregaten

• Steuergerätefunktionalität und Steuergerätefunktionen

• Emissionsmessungen für Typprüfungen und Homologationen nach gesetzlichen Richtlinien auf einem modernen, zertifizierten Zweirad-Rollenprüfstand

• Schulungen zu verschiedenen Themen

Methoden und Tools

In der Forschung und Entwicklung werden im Arbeitsbereich Sonderantriebe und Energiewandler verschiedene Methodnen und Werkzeuge eingesetzt:

• Einerseits stützen wir uns auf theroretische Grundlagen aus den Gebieten Thermodynamik, Strömungslehre, Kolbenmaschinen und Verbrennungskraftmaschinen sowie Antriebstechnik.
• Andererseits werden Simulationswerkzeuge wie 3D CFD, Finite Elemente und Mehrkörperdynamik Codes eingesetzt. Neben kommerziellen Simulationswerkzeugen werden in der Abteilung auch u.a. Längsdynamik- und thermodynamische Simulationswerkzeuge selbst entwickelt und firmeneingene Tools (Motorprozesssimulationen, ...) eingesetzt. 
• Zur Konzeptionierung und Konstruktion setzen wir 3D CAD Systeme wie Catia © und ProEngineer © in verschiedenen Versionen je nach Bedarf und Kundenwunsch ein.

Prüfstände

Die experimentelle Ausstattung der Abteilung umfasst: 5 Motorprüfstände für den geschleppten und gefeuerten Betrieb im Leistungsbereich von 20kW bis 200kW hochdynamischer Rollenprüfstand für Zweiräder (homologationsfähig) Abgasmessysteme für die Prüfstände sowie mobile Abgasmessysteme für den Einsatz im RDE Betrieb von Zweirädern  mobile Messtechnik für schnelle Datenerfassung (u.a. Indizierung) am Fahrzeug, insbesondere an Zweirädern Steuergerätesysteme wie MicroAutobox und andere

Simulation

Zur simulatorischen Untersuchung setzen wir 1D & 3D CFD Software, Finite Elemente Methoden, Mehrkörpersysteme und weitere Codes verschiedener Hersteller ein. Neben der Anwendung aller gängigen Softwaretools werden auch Sondercodes für spezifische Simulationsproblemstellungen entwickelt. Dies betrifft unter anderem: die thermodynamische Analyse und Simulation von Arbeitsprozessen 1D/3D Strömungssimulation  Längsdynamiksimulation zur Berechnung von Energiebedarf, Fahrbarkeit und Emissionen von Zweirädern, insbesondere Hybridantriebe und Steuergerätesimulationen. FE Strukturanalyse, thermische Analyse Akustik Modalanalyse, Schallintensität CAx in der Fahrzeug- und Motorenentwicklung (Virtual Engineering)

Konstruktion

Für den Konstruktions- und Auslegungsprozess setzen wir verschränkte Methoden aus 3D CAD und Simulation sowie PDM ein. Die Softwaresystem zur Konstruktion sind u.a. CATIA V5 inkl. Flächengenerierung, ....

Referenzen