Immer kürzer werdende Zyklen sowie gestiegener Kostendruck bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen führen zur Notwendigkeit eines frühzeitigen Systemverständnisses. Dabei kommt der virtuellen Phase, in der sämtliche Fahrzeugkomponenten sowie deren Verhalten im Gesamtverbund simulativ in Computermodellen abgebildet und optimiert werden können, eine besondere Bedeutung zu. Dies ermöglicht eine deutliche Reduktion kostenintensiver Hardware über die gesamte Entwicklung. Aus diesem Grund wird die Weiterentwicklung bestehender Simulationsumgebungen (VCDM) bei GM kontinuierlich vorangetrieben, um diesen immer höher werdenden Ansprüchen gerecht zu werden. Speziell das thermische Verhalten trockener Reibkupplungen von Fahrzeuggetrieben muss in dieser Phase exakt abgebildet werden, um sowohl die Wahrscheinlichkeit kritischer Einzelevents als auch den zwangsläufig auftretenden Verschleiß, welcher sich durch steigende Temperaturen tendenziell erhöht, zu minimieren. Gerade unter dem Aspekt immer komplexer werdender Kupplungssysteme, wie etwa trocken laufende Doppelkupplungen, als auch die steigende Akzeptanz für Fahrzeuge, die aufgrund strengerer CO2 Anforderungen über längere Getriebeübersetzungen verfügen, was im Allgemeinen zu höheren Kupplungsbelastungen führt, rücken solche Untersuchungen stark in den Fokus. Im Folgenden wird eine Methode erörtert, um sowohl detaillierte Untersuchungen an Bauteilen moderner Trockenkupplungssysteme durchzuführen, als auch das Temperatur- Systemverhalten für beliebige Kundenprofile vorherzusagen. Grundsätzlich wird dabei auf die Möglichkeit der dreidimensionalen Strömungssimulation, unter Berücksichtigung konduktiver und konvektiver Phänomene, zurückgegriffen, welche mit einem Ansatz der eindimensionalen Mehrkörpersimulation kombiniert wird. Die entscheidenden Vorteile gegenüber der Fokussierung auf nur einen dieser Ansätze liegt darin, dass durch den komplexeren dreidimensionalen Ansatz nicht nur detaillierte Untersuchungen anhand einzelner Subkomponenten durchgeführt werden können, sondern die dort erzielten Resultate zu einer höheren Genauigkeit sowie einer gesteigerten Modellierungstiefe in der 1D-Mehrkörpersimulation führen. Diese dient dazu, das thermische Gesamtsystemverhalten auch über längere Zeiträume zu erfassen.

Shortened development cycles combined with increased cost pressure in the automotive industry bring in the need of an early understanding of the whole underlying system. So the virtual phase, where components and their interactions can be studied with the help of computational engineering, becomes more and more important. This can avoid high hardware costs through the whole development process. Therefore the improvement of existing simulation-environments (VCDM) is in focus at GM. Especially the thermal behavior of dry clutch systems for passenger cars has to be studied in an accurate way within this phase. Goal is to reduce the possibility of critical single events and the clutch wear over lifetime that will be negatively influenced by higher temperatures. The major motivations which drive this capability are increased complexity of actual systems like dry DCTs on the one hand and higher acceptance of economic vehicles with longer transmission ratios that normally lead to higher clutch loads on the other hand. This document describes a methodology for detailed studies of clutch-components as well as heat balance of the complete system for any customer profile. Generally three-dimensional fluid-dynamic simulation (CFD), considering conductive and convective phenomena, was used combined with a one-dimensional multi-body analysis tool. The big advantage of combining those two methods compared to focusing on one of those approaches is that in addition to the major capability of a complex CFD simulation model, to study every subcomponent in detail, those results can be used to improve the accuracy and model-fidelity of the ID-analysis method. Here the overall heat balance can be evaluated also for long-term events.