Im Mittelpunkt des Artikels steht die Beschreibung einer Methodik zur simulationsunterstützten Fahrzeugkonzepterstellung, verstanden als gemeinsame Optimierung der Antriebsstrangkomponenten Motor und Getriebe. Nach der Beschreibung der dafür nötigen Motor- und Getriebesimulationsmodelle und ausgehend von der Analyse der möglichen 'freien' Optimierungsparameter an den Komponenten Motor und Getriebe werden zwei Anwendungsbeispiele ausgewählt. Beim gewähltem LKW-Beispiel werden die Auswirkungen verschiedener Motor-Emissionsabstimmungen, unterschiedlicher Motorcharakteristiken, der Einfluss des Fahrers und des Downsizings bei konstant gehaltener Leitung auf den Kraftstoffverbrauch in unterschiedlichen Fahrprofilen untersucht. Der Einflus der erwähnten Maßnahmen auf den Kraftstoffverbrauch wird quantifiziert und so wird es dem Fahrzeugingenieur ermöglicht, treffsichere Konzeptentscheidungen für ein bestimmtes Fahrzeug in seinen überwiegenden Einsatzbedingungen zu treffen. Im Traktorbeispiel wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Getriebekonzepte - Handschalt- und Stufenlosgetriebe - in der Betriebsart Pflügen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass das CVT Konzept den besseren Lösungsansatz für den Zielkonflikt zwischen hoher Flächenleistung und Kraftstoffverbrauch bietet. Durch geschickte Wahl von Motorcharakteristik und abgestimmter Getriebeabstufung kann allerdings auch mit dem Handschaltgetriebe ein guter Kompromiss gefunden werden. Es bleibt aber die manuelle Wahl des Ganges und damit die mögliche Fehleinschätzung des Geländes, während der Fahrer bei einem CVT durch den Wegfall der Gangwahl entlastet wird und die Gertriebesteuerung den Traktor für die Aufgabe im optimalen Betriebsbereich hält. CVT ist also das überlegene Getriebesystem für diese Betriebsart. Die Beipiele zeigen auf, dass mittels Off-line-Simulation die Antriebskomponenten Motor und Getriebe sinnvoll aufeinander abgestimmt werden können und das Werkzeug auch für die Optimierung der freien Parameter eingesetzt werden kann.
Motor- und Antriebsstrangoptimierung mit Hilfe von Simulationswerkzeugen
Engine and drivetrain optimisation supported by simulation
2000
23 Seiten, 20 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Motor- und Antriebsstrangoptimierung mit Hilfe von Simulationswerkzeugen
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