Planetary gear mechanisms are widely used in automobile automatic transmissions. However, the relevant design theories are not well development, especially the synthesis of the clutching sequence. Thus, the purpose of this study is to develop a systematical methodology for the design of automobile automatic transmissions. First, the specifications are established according to the characteristics of the automatic transmissions. Second, a procedure is created to list the speed ratio table and the clutching table for the planetary gear mechanisms. Third, based on the clutching table, a systematical method is developed to synthesize the clutching sequences. Then, the clutches and brakes are arranged into the planetary gear mechanisms to form the schematic of an automatic transmission. Finally, according to the relations between speed ratios and the numbers of teeth of gears, the gear-teeth synthesis is carried out when several certain speed ratios are assigned. A seven-link 2-DOF Ravigneaux gear mechanism, a eight-link 2-DOF Ravigneaux gear mechanism and a nine-link 2-DOF stepped Ravigneaux gear mechanism are as the design examples. And a four-speed, a six-speed and an eight-speed automatic transmissions are synthesized, respectively. The result of this study shows that the proposed methodology can be applied to design any 2-DOF planetary automatic transmissions.

This disquisition aims for the study of turbulence intensity influence over the power performance of different sizes of turbines with the intent to validate a hypothesis. The hypothesis formulated for the analysis is the relationship between the rotor diameter (turbine size) and turbulence intensity. The hypothetical relationship is that the smaller turbines tend to experience more influence on the power performance from the turbulence in comparison with larger ones. For this examination, three different wind turbines of models Vestas V90, V100, V126 were chosen from three Swedish wind farms. The power performance of turbines at various levels of turbulence intensity were analyzed and the power deviation from the mean value due to influence of turbulence were assessed. The power deviation values of different turbines were compared at same level of wind speeds and also the power coefficients at same level of tip speed ratios were compared to validate the hypothesis. It was observed that the hypothesis seemed to appear true as higher influence on power curves were observed on V90 compared to others. Nevertheless, there were some obscene results which might be due to several factors such as influence of variation in hub height, site and inadequacy of data. / Detta examensarbete syftar till att studera hur ett vindkraftverks storlek påverkar inflytande från turbulens på effektuttaget. Hypotesen är att vindkraftverk med mindre rotordiameter påverkas mer av turbulens än de större. Tre vindkraftverksmodeller (Vestas V90, V100 och V126) från svenska vindkraftsparker valdes ut. De olika modellernas effektuttag för olika grader av turbulens analyserades och avvikelsen från effektmedelvärdet jämfördes. Effektavvikelserna samt verkningsgradsavvikelsen  för de olika vindkraftverksmodellerna jämfördes vid samma vindhastighet respektive löptal för att kunna testa hypotesen. Hypotesen styrks då den mista modellen (Vestas V90) påverkas mest av turbulens. Resultatet har dock troligtvis påverkats av andra faktorer såsom tornhöjd, terräng och en begränsad mängd data.

There are many advantages of Epicyclic gear type automobile transmissions. It is composed more densely and weights lighter. It provides higher gear ratio and can transmit power differentially. Therefore, this type of transmissions are applied to almost every automobiles in recent years. However, the design process of an Epicyclic gear type automobile transmission is more complicated than Counter shaft type one. In the world, there are just two kinds of 8-speed Epicyclic gear type automobile transmission in production. This study introduced a design methodology of Parallel epicyclic gear type automobile transmission by decomposing and recomposing of Lever diagram. First we drew the Lever diagram from given rotation speed ratios. Next we listed all 3-point lever diagrams which are decomposed from the original Lever diagram, and deleted those with unreasonable value of K. Then we listed all combinations of 3-point lever diagram which composed the original Lever diagram, and we got all feasible epicyclic gear train mechanisms. After choosing feasible epicyclic gear train mechanism, we set up necessary clutches and breakes in clutch graphs. Finally, based on the clutch graph, we draw the schematic diagram of mechanisms, and embodies out results. Methodology of this study is better than old ones because our methodology based on Lever diagram did not need to find the usable mechanisms from the catalog of epicyclic gear train mechanisms. Thus, the new methodology simplifies the process of designing a epicyclic gear type automobile transmission.

An epicyclic-type automatic transmission is a device which is connected from engine to driving wheels, and the main purpose is to maintain the revolution speed of engine to be in a desired working range while accelerating or decelerating the automobile. The epicyclic -type automatic transmissions in production are mostly Ravigneaux-type epicyclic mechanisms, and in recent year, the development of automatic transmissions for automobile is oriented to the orientation of setting an single epicyclic gear mechanism instead of the input to bring various inputs of revolution speed to increase the total number of speed ratios of an automatic transmission, and such type of epicyclic is called combinational epicyclic-type automatic transmissions for automobiles. For the incompletion in the relative design methodology, a systematic methodology of designing mechanism and clutching-sequence of combinational epicyclic-type automobile transmission is described. First, fundamental principle of the combination and operations of automatic transmissions are analyzed to establish the design requirements. Second, a procedure of structure synthesis of combinational epicyclic-type automobile transmission is brought up which the planar graphic method is applied for. Third, based on Speed Ratio Relationship of each clutching sequence, a procedure of gearing-sequence is introduced. Finally, on the basis of the analytic method, the teeth of gears is to be clarified. The result of this work obtains five types of the combinational epicyclic-type automatic transmissions which could reach six speeds.

An automatic transmission is a device that is connected to the back of an engine and sends the power from the engine to the drive wheels. Its job is to keep the engine within a certain angular velocity. Although there are many epicyclic-type automatic transmissions in production, the related configuration design methods are still tedious and prone to human error. A simple and analytic methodology needs to be developed. Therefore, the purpose of this research is to present an efficient methodology for the systematic design of the epicyclic gear transmissions for automobiles. First, fundamentals and gear-shifting operations of the four-speed, five-speed and six-speed epicyclic-type automatic transmissions are illustrated to establish the design requirements. Second, based on the kinematic equations of the fundamental geared entities and the corresponding basic gear ratios, a procedure is applied to execute the kinematic and mechanical-efficiency analyses for the automatic transmissions. Third, two simple clutching-sequence synthesis methods are proposed and illustrated. One is based on the speed ratio equations, and another is based on the lever diagram. Next, a planar-graph representation is presented to arrange the desired clutches for each possible clutching sequence into the epicyclic gear mechanism. Then, the number of teeth of each gear is synthesized from assigning two or three desired speed ratios by the analytic method. Finally, a computer-aided design program for the clutching-sequence synthesis is developed with the considerations of the design requirements. With the above methods, the systematic designs of the 204 epicylic gear mechanisms are given for demonstrating the feasibility of the proposed methodology. The result of this work shows that the seven-link two-DOF epicylic gear mechanisms, the eight-link two-DOF Ravigneaux gear mechanism, and the nine-link two-DOF parallel-connected epicylic gear mechanisms could reach four-, six-, and six-forward speeds at most, respectively.

¡@An automatic transmission that is a transmission device between the engine and drive wheel, offers the vehicle while increasing and decreasing the speed mainly. Its job keeps the engine within a certain working rotational speed range.¡@Although there are many epicyclic-type automatic transmissions in production, the related design methods of lever diagram is not well developed.¡@Thus, the purpose of this research is to develop a systematic design of the epicyclic gear transmissions for automobiles with lever diagrammatical methodology.¡@First, fundamentals and gear-shifting operations of the four-speed and six-speed epicyclic-type automatic transmissions are illustrated to establish the design requirements.¡@Second, based on the basic theories of lever diagram, a procedure is applied to kinematic analysis for automatic transmission existed, and set up composite lever diagrams of 13 two-DOF seven-link epicyclic gear mechanisms and 190 two-DOF nine-link epicyclic gear mechanisms.¡@Next, a general clutching-sequence synthesis of lever diagrammatical method are proposed and illustrated. According to the limit range of lever dimensions established for four and five coaxial components, the clutching-sequences and the ranges of basic gear ratio of the feasible gear trains can be derived.¡@Finally, the planar-graph representation for arranging desired clutch and the number of teeth based on lever dimensions are applied to design six-forward speeds automatic transmission. The result of this work shows that the seven-link two-DOF epicylic gear mechanisms, and the nine-link two-DOF parallel-connected epicylic gear mechanisms could reach four- and six-forward speeds at most, respectively.

The wind power research at the division of Electricity at Uppsala University is aimed towards increased understanding of vertical axis wind turbines. The considered type of wind turbine is an H-rotor with a directly driven synchronous generator operating at variable speed. The experimental work presented in this thesis comprises investigation of three vertical axis wind turbines of different design and size. The electrical, control and measurement systems for the first 12 kW wind turbine have been designed and implemented. The second was a 10 kW wind turbine adapted to a telecom application. Both the 12 kW and the 10 kW were operated against dump loads. The third turbine was a 200 kW grid-connected wind turbine, where control and measurement systems have been implemented. Experimental results have shown that an all-electric control, substituting mechanical systems such as blade-pitch, is possible for this type of turbine. By controlling the rectified generator voltage, the rotational speed of the turbine is also controlled. An electrical start-up system has been built and verified. The power coefficient has been measured and the stall behaviour of this type of turbine has been examined. An optimum tip speed ratio control has been implemented and tested, with promising results. Use of the turbine to estimate the wind speed has been demonstrated. This has been used to get a faster regulation of the turbine compared to if an anemometer had been used.

Die Abgasturboaufladung erweist sich als sinnvolles Hilfsmittel den Kraftstoffverbrauch eines Hubkolbenverbrennungsmotors bei gleichbleibender Fahrdynamik zu verringern und somit die Effizienz des Motors zu erhöhen. Zur optimalen Nutzung der im Abgas enthaltenen Energie werden Abgassysteme moderner Pkw – Motoren äußerst kompakt ausgeführt, um der Abgasturboladerturbine ein möglichst hohes Enthalpiegefälle zur Verfügung zu stellen. Diese Umstände, sowie zunehmend kleinere Zylinderzahlen mit großen Zündabständen führen dazu, dass sich die Eintrittsbedingungen von Radialturbinen von Abgasturboladern heutiger Motoren periodisch ändern. Die Strömungsmaschine kann aufgrund ihrer Trägheit dem Druckanstieg nicht unverzögert folgen und wird vorwiegend bei niedrigen Schnelllaufzahlen betrieben. Die Entwicklung von Abgasturboladern und deren Anpassung an den Verbrennungsmotor erfolgen überwiegend auf Grundlage von messtechnisch ermittelten Kennfeldern von Verdichter und Turbine. Diese werden an stationär betriebenen Heißgasprüfständen ermittelt. Aufgrund der stationären Leistungsbilanz zwischen beiden Strömungsmaschinen an diesen Prüfständen beschreiben stationär gemessene Turbinenkennfelder nicht den gesamten motorrelevanten Betriebsbereich der Turbine. Für die Entwicklung innovativer Turboladerturbinen sind Untersuchungen der Turbinenwirkungsgrade und Durchsatzkennzahlen in diesen Betriebspunkten essentiell. Zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen aufgeladenen Verbrennungsmotoren und Aufladesystemen stellt die Motorprozessrechnung eine wichtige Technologie dar. Die numerische Beschreibung des Turboladerverhaltens im Motorbetrieb erfolgt ebenfalls auf Basis von gemessenen Turboladerkennfeldern. Aufgrund des eingeschränkten Messbereichs der Turbinenkennfelder werden diese stark extrapoliert und beschreiben das thermodynamische Verhalten der Turboladerturbine fragwürdig. Die vorliegende Arbeit stellt ein neues Verfahren an einem erweiterten Heißgasprüfstand zur Vermessung und Untersuchung von Turboladerturbinen in motorrelevanten Betriebszuständen vor. Parallel wird ein Berechnungsmodell entwickelt, um Messergebnisse zu plausibilisieren und die numerische Beschreibung instationärer Turbinenströmungen zu untersuchen. Die Methode basiert auf der Ausnutzung zusätzlicher Beschleunigungsleistung zur Erhöhung der Aufnahme der Turbinenleistung, um niedrigere Schnelllaufzahlen unter motorrealistischen Randbedingungen untersuchen zu können. Mit Hilfe eines geeigneten Druckverlaufes werden temporär stationäre Strömungszustände erzeugt, sodass thermodynamische Zustände in der Turbine zuverlässig beschrieben werden können. Ferner werden Betriebsbedingungen der Turbinenuntersuchung denen der Turboladerturbine im Motorbetrieb angepasst. Kurzzeitig stellen sich quasi-stationäre Zustände ein, woraufhin phasenkorrigierte Messgrößen die Strömung in den Schaufelkanälen der Turbine belastbar beschreiben. Durch Variation der pulsierenden Strömung können Wirkungsgrad- und Massendurchsatzkennfelder mit hoher Abtastrate erweitert werden, wodurch verlässliche Interpolationen der Turbinenkennfelder bei niedrigen Laufzahlen möglich sind. Am Heißgasprüfstand lassen sich Turbineneintrittstemperatur, Druckamplitude und mittleres Druckverhältnis mit speziellen Impulsgeneratoren einstellen. Auch eine instationäre Massenstrommessung und Temperaturmessung ist möglich. Die instationäre Messmethode bildet eine Synthese mit stationären Turbinenvermessungen und deckt einen Großteil des Turbinenbetriebes aufgeladener Hubkolbenverbrennungsmotoren ab. Damit hat dieses Verfahren das Potential Turboladerkennfelder die am stationären Heißgasprüfstand ermittelt wurden sinnvoll zu ergänzen. Ergebnisse der neuen Messmethode werden mit Resultaten äquivalenter Simulationsrechnungen auf Grundlage stationär und instationär ermittelter Kennfelder verglichen. Auf Basis erweiterter Turbinenkennfelder können Wechselwirkungen zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Aufladeaggregat mit Hilfe der Motorprozessrechnung genauer untersucht werden. Dies ermöglicht eine ideale Anpassung des Abgasturboladers an den Motor, wodurch Effizienz und Dynamik verbessert sowie Abgasemissionswerte des Antriebes reduziert werden können.

Die Abgasturboaufladung erweist sich als sinnvolles Hilfsmittel den Kraftstoffverbrauch eines Hubkolbenverbrennungsmotors bei gleichbleibender Fahrdynamik zu verringern und somit die Effizienz des Motors zu erhöhen. Zur optimalen Nutzung der im Abgas enthaltenen Energie werden Abgassysteme moderner Pkw – Motoren äußerst kompakt ausgeführt, um der Abgasturboladerturbine ein möglichst hohes Enthalpiegefälle zur Verfügung zu stellen. Diese Umstände, sowie zunehmend kleinere Zylinderzahlen mit großen Zündabständen führen dazu, dass sich die Eintrittsbedingungen von Radialturbinen von Abgasturboladern heutiger Motoren periodisch ändern. Die Strömungsmaschine kann aufgrund ihrer Trägheit dem Druckanstieg nicht unverzögert folgen und wird vorwiegend bei niedrigen Schnelllaufzahlen betrieben. Die Entwicklung von Abgasturboladern und deren Anpassung an den Verbrennungsmotor erfolgen überwiegend auf Grundlage von messtechnisch ermittelten Kennfeldern von Verdichter und Turbine. Diese werden an stationär betriebenen Heißgasprüfständen ermittelt. Aufgrund der stationären Leistungsbilanz zwischen beiden Strömungsmaschinen an diesen Prüfständen beschreiben stationär gemessene Turbinenkennfelder nicht den gesamten motorrelevanten Betriebsbereich der Turbine. Für die Entwicklung innovativer Turboladerturbinen sind Untersuchungen der Turbinenwirkungsgrade und Durchsatzkennzahlen in diesen Betriebspunkten essentiell. Zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen aufgeladenen Verbrennungsmotoren und Aufladesystemen stellt die Motorprozessrechnung eine wichtige Technologie dar. Die numerische Beschreibung des Turboladerverhaltens im Motorbetrieb erfolgt ebenfalls auf Basis von gemessenen Turboladerkennfeldern. Aufgrund des eingeschränkten Messbereichs der Turbinenkennfelder werden diese stark extrapoliert und beschreiben das thermodynamische Verhalten der Turboladerturbine fragwürdig. Die vorliegende Arbeit stellt ein neues Verfahren an einem erweiterten Heißgasprüfstand zur Vermessung und Untersuchung von Turboladerturbinen in motorrelevanten Betriebszuständen vor. Parallel wird ein Berechnungsmodell entwickelt, um Messergebnisse zu plausibilisieren und die numerische Beschreibung instationärer Turbinenströmungen zu untersuchen. Die Methode basiert auf der Ausnutzung zusätzlicher Beschleunigungsleistung zur Erhöhung der Aufnahme der Turbinenleistung, um niedrigere Schnelllaufzahlen unter motorrealistischen Randbedingungen untersuchen zu können. Mit Hilfe eines geeigneten Druckverlaufes werden temporär stationäre Strömungszustände erzeugt, sodass thermodynamische Zustände in der Turbine zuverlässig beschrieben werden können. Ferner werden Betriebsbedingungen der Turbinenuntersuchung denen der Turboladerturbine im Motorbetrieb angepasst. Kurzzeitig stellen sich quasi-stationäre Zustände ein, woraufhin phasenkorrigierte Messgrößen die Strömung in den Schaufelkanälen der Turbine belastbar beschreiben. Durch Variation der pulsierenden Strömung können Wirkungsgrad- und Massendurchsatzkennfelder mit hoher Abtastrate erweitert werden, wodurch verlässliche Interpolationen der Turbinenkennfelder bei niedrigen Laufzahlen möglich sind. Am Heißgasprüfstand lassen sich Turbineneintrittstemperatur, Druckamplitude und mittleres Druckverhältnis mit speziellen Impulsgeneratoren einstellen. Auch eine instationäre Massenstrommessung und Temperaturmessung ist möglich. Die instationäre Messmethode bildet eine Synthese mit stationären Turbinenvermessungen und deckt einen Großteil des Turbinenbetriebes aufgeladener Hubkolbenverbrennungsmotoren ab. Damit hat dieses Verfahren das Potential Turboladerkennfelder die am stationären Heißgasprüfstand ermittelt wurden sinnvoll zu ergänzen. Ergebnisse der neuen Messmethode werden mit Resultaten äquivalenter Simulationsrechnungen auf Grundlage stationär und instationär ermittelter Kennfelder verglichen. Auf Basis erweiterter Turbinenkennfelder können Wechselwirkungen zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Aufladeaggregat mit Hilfe der Motorprozessrechnung genauer untersucht werden. Dies ermöglicht eine ideale Anpassung des Abgasturboladers an den Motor, wodurch Effizienz und Dynamik verbessert sowie Abgasemissionswerte des Antriebes reduziert werden können.

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