Die Schwingungen von PKW Antriebssystemen führen oftmals zu komfortmindernden Schwingungs- und Geräuschphänomenen im Fahrzeuginnenraum. Verbrauchsoptimale Betriebsstrategien bei möglichst niedrigen Drehzahlen und Downsizing Maßnahmen moderner Motoren erhöhen die Drehungleichförmigkeit der Verbrennungskraftmaschine und damit u.a. auch deren Neigung zum 'Brummen'. Für eine effiziente Triebstrangentwicklung werden einerseits detaillierte offline Modelle zur Abbildung von relevanten Schwingungsphänomenen aber auch echtzeitfähige Modelle des Antriebsstranges für Hardware in the Loop Applikationen benötigt. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die Abbildung von nichtlinearen Komponenten wie zum Beispiel dem Zweimassenschwungrad oder Aggregatlagern zu legen, da durch die gewählte Modellbildung und -parametrierung sowohl die Ergebnisqualität als auch die Rechenzeit erheblich beeinflusst werden. In dieser Veröffentlichung werden Echtzeit- und Offline-Mehrkörper-Simulationsmodelle eines PKW-Antriebsstranges zur Simulation des vibro-akustischen Verhaltens, insbesondere des Boom-Geräusches hinsichtlich der Modellbildung, Ergebnisqualität und Recheneffizienz analysiert. Die dargestellten Berechnungen wurden mit umfangreichen Messungen am akustischen Rollenprüfstand validiert. Es wird gezeigt, dass bei Echtzeitmodellen zur Abbildung von höherfrequenten Schwingungsphänomen im Antriebsstrang, wie zum Beispiel dem Brumm Geräusch, Modellverbesserungen beim Motor- und Reifenmodell erforderlich sind und dass zur Abbildung der Schwingungsanregung des Fahrzeugaufbaus derzeit verwendete Torsionsschwingermodelle erweitert werden müssen. An die Grenzen der Echtzeitfähigkeit stoßen Echtzeit-Modelle bei der gekoppelten Simulation von Aufbau- und Aggregatschwingungen (Motor-Getriebe-Verband und Hinterachsgetriebe), welche im untersuchten Frequenzbereich derzeit nicht mehr in Echtzeit simuliert werden können. Mittels einer automatisierten und systematischen Vorgehensweise zur Parameteridentifikation für Offline-Modelle mittels nichtlinearer Optimierung kann die Ergebnisqualität zur Vorhersage der Schwingungsanregung des Fahrzeugaufbaus nochmals deutlich verbessert werden. Im Gegensatz zu den normalerweise verwendeten idealisierten Randbedingungen am Komponentenprüfstand kann mit dieser Methode das reale Umfeld für Elastomerlager im Gesamtantrieb berücksichtigt werden. Mit dem beschriebenen Vorgehen liegt auch ein Beitrag für einen verallgemeinerbarer Ansatz mit Richtlinien zur effizienten und detaillierten Simulation von noise, vibration, harshness (NVH)-Phänomen vor.
Simulation von Pkw-Antriebsstrangschwingungen - Aktuelle Herausforderungen im Bereich Modellbildung und Parametrierung
2013
15 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 10 Quellen
Conference paper
Storage medium
German
Personenkraftwagen , Antriebsstrang , Schwingungsanregung , Schallentwicklung , Fahrzeuginnenraum , Fahrkomfort , Echtzeitanalyse , modellbezogener Entwurf , Hardware-in-the-Loop-Simulation , Rollenprüfstand , Echtzeitoptimierung , Kraftfahrzeugmotor , Fahrzeuggetriebe , Reifen (Fahrzeugreifen) , Vorhersagemodell , Optimierungsmodell , Parameteridentifikation
Automotive engineering | 2013
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