ISBN 9783843904933

978-3-8439-0493-3, Reihe Fahrzeugtechnik

Sebastian Sauerland
Einfluss kundenrelevanter Missbrauchmanöver auf die Bauteilbelastungen von manuellen Pkw-Getrieben

257 Seiten, Dissertation Technische Universität Clausthal (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die heutige Automobilentwicklung ist mehr denn je geprägt durch einen stetig härter werdenden Wettbewerb. Kürzere Markteinführungszeiten mit hohem Kostendruck, bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Qualität, Mehrleistung, Sicherheit und Fahrkomfort stehen dabei im Konflikt mit der ebenfalls angestrebten Gewichtsreduzierung zur Senkung der Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs.

Die Aufgabe der Entwicklungsingenieure im Automobilbau besteht darin, die Bauteile eines Fahrzeugs mit Hilfe der Betriebsfestigkeit so zu dimensionieren, dass bei minimalem Bauteilgewicht während der Nutzungsdauer ein Versagen mit definierter statistischer Sicherheit ausgeschlossen werden kann.

In der Antriebsstrangentwicklung wird diesbezüglich zwischen normalen Belastungen, hohen Belastungen und Extrembelastungen unterschieden. Während die im Kundenbetrieb auftretenden normalen und hohen Belastungen sehr gut bekannt und vorhersagbar sind, benötigen die Extrem- bzw. Missbrauchbelastungen ein besonderes Augenmerk.

So kommt es, dass der Entwicklungsprozess neuer Fahrzeuggenerationen mehr den je durch den Einsatz numerischer Simulationsmethoden geprägt wird. Die in dieser Arbeit entwickelte modulare Simulationsumgebung leistet durch die zuverlässige Simulation der Missbrauchbelastungen einen Beitrag zur Verkürzung des Entwicklungsprozesses von manuellen Handschaltgetrieben und erlaubt das Ausschöpfen von Leichtbaupotentialen im gesamten Antriebsstrang.

Die Grundlage für die Validierung der in der Simulationsumgebung abgebildeten Simulationsmodelle bilden dabei Messdaten, die mit innovativen Messmethoden durch Fahrzeugversuche aufgezeichnet wurden. Mit Hilfe der Simulationsmodelle wird der Einfluss von Parametern aus dem System Mensch-Maschine-Umwelt auf die Missbrauchbelastungen untersucht und anhand von Vergleichskennzahlen beurteilt. Die Variantenrechnungen werden dabei mit drei verschiedenen Fahrzeug- bzw. Triebstrangkonzepten und vier verschiedenen kundenrelevanten Missbrauchmanövern durchgeführt. Weiterhin wird die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen vorgestellt, durch die auch in einer späten Phase des Entwicklungsprozesses noch eine Reduzierung von zu hohen Missbrauchbelastungen erreicht werden kann.