Simulation von Kolben, Ringen und Zylinder als Gesamtsystem in der Konzept- und Entwicklungsphase

摘要

Die Automobilindustrie hat die Entwicklung von numerischer Simulation stark vorangetrieben und ihre Anwendung weit in die fruhen Entwicklungsphasen verlagert, um dort eine hohe Produktreife zu erreichen und damit Entwicklungszeit und -kosten zu reduzieren. Dennoch sind die Moglichkeiten im Virtual Engineering noch nicht voll ausgeschopft. Hochspezialisierte Simulationssoftware wird bisher selten in den fruhen Phasen der Entwicklung eingesetzt, da viele Daten benotigt werden, welche dann noch unklar sind oder einer langwierigen Auf-bereitung bedurfen. Daruber hinaus ist die Bedienung oft so aufwandig, dass die Nutzung sehr zeitintensiv wird und wenigen Spezialisten vorbehalten bleibt. PRIDE (Piston and Ring Initial Design Evaluation) wurde aufbauend auf einem Code des MIT Lubrication in Internal Combustion Engines Consortium entwickelt, um die Potentiale dieses Codes durch eine schnelle Analyse des Systems aus Kolben, Ringe und Zylinder in der fruhen Entwicklungsphase zu nutzen und damit den Anforderungen der Kunden einer kurzen Time-to-Market gerecht zu werden. Der Vorteil dieser Analyse ist, dass die schon optimierten Einzelkomponenten durch Betrachtung des Gesamtsystems noch besser aufeinander abgestimmt werden konnen. Das Ziel der Programmentwicklung war, unter Beruck-sichtigung der in der fruhen Entwicklungsphase noch veranderbar definierten Randbedingungen, ein aussagekraftiges Ergebnis des Gesamtsystems in kurzer Zeit zu erhalten. Diese Herangehensweise ermoglicht den Einsatz dieser Analyse in allen Kundenprojekten und wurde bei MAHLE als Standard in die Konzept- und Entwicklungsphase eingefuhrt. Um die unterschiedlichen Kundenanforderungen erfullen zu konnen, wurden Auslegungskriterien entwickelt. Der Beitrag umfasst die Beschreibung des Programmes und die entwickelten Optimierungs-strategien mit dem Zielkonflikt sich widersprechender Anforderungen und zeigt anhand eines Beispiels das Potential der Systembetrachtung.