Es wird dargelegt, wie aus Sicht des Gesamtfahrzeugentwicklers auf Probleme an der Komponente Lenkung mittels der klassischen maschinendynamischen Optimierung unterstützt durch moderne Simulationsmethoden eingegangen wird und ohne Gefährdung des Produktionsanlaufs eine serientaugliche und kostengünstige Maßnahme umgesetzt wurde. Eine Einflussanalyse ergab, dass bei den sicherheitsrelevanten Kriterien Zuverlässigkeit und thermische Robustheit mittlere bis hohe Risken bestanden. Weitere Meldungen aus dem Fahrversuch betrafen die Sprungantwort sowie das Rückstellverhalten. Schließlich war der Komfort sowohl was das Durchlenken betrifft als auch hinsichtlich der akustischen Wahrnehmung beim Zischen, Grunzen, Hupen und Brummen als nicht kundentauglich eingestuft worden. Danach waren aus dem Status der Zielerreichung bei den Lastenheftwerten die risikobehafteten Komponenten herauszufiltern. Um die Risikokomponenten im Gesamtfahrzeug zu definieren, wurde zunächst eine Transferpfadanalyse des Systems Lenkung durchgeführt. Die Pfade konnten nach den unterschiedlichen Frequenzbereichen des Anregungsspektrums der Pumpe aufgeschlüsselt werden. Niederfrequente Vibrationen der ersten Pumpenordnung wirken sich über den Pfad Pumpe - Steuerventil - Hochdruckdehnschlauch - Ringventil - Servozylinder direkt auf das Fahrwerk aus und führen zu Vibrationen in Längs- und Querrichtung an den Komfortpunkten Sitz und Lenkrad. Nach eingehender Analyse aller Einflussfaktoren konnte auf Basis des entwickelten Systemverständnisses der Lenkung eine maschinendynamische Optimierung durchgeführt werden. Nach Auswahl einer bei niedrigen Drehzahlen leistungsfähigeren Pumpe galt das Hauptaugenmerk dem Hochdruckdehnschlauch, damit das Gesamtsystem sämtliche Anforderungen der Thermalerprobung, des Komforts und der Akustik sowohl im kalten als auch im warmen Zustand sowie der Fahrdynamik erfüllen konnte. Durch Auswahl eines speziellen Drosselungssystems mit einer minimalen Anzahl an Drosseln und auf Durchfluss optimierten Drosseldurchmessern sowie einer Abstimmung der Schlauchlängen konnten wesentliche Verbesserungen erzielt werden.
Maschinendynamische Optimierung des Lenksystems
2005
13 Seiten, 11 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch