Instabilitat der gleitenden Fahrzeugkupplungen: Vom analytischen Grundmodell zur Simulation des Gesamtgetriebes

摘要

Dynamische Effekte in Fahrzeugkupplungen und Getrieben sind sehr vielfaltig. Eine besondere Gruppe bilden dabei die Phanomene, die wahrend der Schlupfphase der Kupplung entstehen. Dazu gehoren neben den klassischen storenden Vibrationen (bekannt unter den Oberbegriff "Rupfen") auch zahlreiche Gerausche. Einige davon konnen auf Krafterregung zuruckgefuhrt werden, andere werden durch unterschiedliche, zum Teil sehr komplexe Selbstanregungsmechanismen hervorgerufen. In diesem Beitrag wird das bei LuK entwickelte Simulationstool SimPaGe vorgestellt. Das Programm ermoglicht, das dynamische Verhalten trockener Kupplungen in Handschalt- und in Doppelkupplungsgetrieben zu simulieren. Die Modellierungstiefe umfasst hierbei die 3D-Dynamik von Schwungrad- und Kupplungskomponenten sowie der elastischen Getriebestruktur inklusive Verzahnungen. Es ist moglich, sowohl nichtlineare Berechnungen im Zeitbereich, als auch Modalanalyse im Frequenzbereich durchzufuhren. Dadurch wird die Moglichkeit eines tiefen Einblicks in die innere Dynamik von Kupplungen und Getrieben eroffnet, die messtechnisch nur schwer erfassbar ist. Das Tool kann im fruhen Entwicklungsstadium zum Vergleich unterschiedlicher Konzepte aber auch fur Problemanalysen eingesetzt werden: es kann somit einen entscheidenden Beitrag bei der Losungssuche leisten. Dies wird am Beispiel des sog. "Eek-Noise" illustriert. Dabei wird viel Wert darauf gelegt, nicht nur das konkrete Problem und mogliche Losungen zu schildern, sondern auch ein vertieftes Verstandnis des physikalischen Phanomens zu entwickeln, um ahnliche Probleme in zukunftigen Projekten a priori zu vermeiden. Dies wird anhand einfacher Prinzipmodelle gemacht, die sich auf das Wesentliche am jeweiligen Phanomen konzentrieren.