Der neue 2.7-l-Lion-V6-HSDI-Dieselmotor von Ford und PSA Peugeot Citroen wird seit einiger Zeit in Fahrzeugen eingesetzt. Im Beitrag werden die Simulationsmethoden, die bei der Erstellung und Validierung der Grundmotorenbauteile in den einzelnen Phasen des Ford-Entwicklungsprozesses eingesetzt wurden, beschrieben. Die komplexen Wechselwirkungen der Kurbelwelle innerhalb der Motorstruktur können nur mit Hilfe von speziell für diesen Zweck entwickelter Software genau vorhergesagt werden. Es wurde die von Perkins entwickelte Software 'Rumble' eingesetzt. Rumble beinhaltet ein Elasto-Hydrodynamik-Lagermodell (EHD). Mit Hilfe eines FE-Modells des gesamten Motors wurde die benötigte Genauigkeit hinsichtlich lokaler Steifigkeiten und Lastverteilungen zwischen den angrenzenden Lagerböcken erreicht. Während der frühen Phase der Entwicklung basierte die Analyse des Kurbelgehäuses auf einem Teilmodell. Das Modell umfasst typischerweise Lagergürtel, -deckel, -schalen und Schrauben (Zylinderkopf und Lagerdeckel). Der mechanische Belastungszustand in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel wurde aus der EHD-Kurbelwellensimulation als ein Kennfeld entsprechender radialer Lagerkräfte, die auf die Lagerschalen irken, gewonnen. Analog zur Vorgehensweise bei der Kurbelwelle wurde das Zylinderkopfdesign zunächst anhand von Teilmodellen begutachtet. Während der Wärmeübergangs- und Strukturberechnungen folgende weitere Komponenten in das Modell aufgenommen: Einlass- und Auslassventile, Sitzringe und Führungen, Kolben und Kolbenringe, Zylinderkopfdichtung, Zylinderkopfschrauben. Die Verteilung des Wärmeübergangskoeffizienten für den Wassermantel von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse wurde mit Hilfe einer dreidimensionalen CFD-Analyse bestimmt und direkt mit dem FE-Modell verknüpft. Durch die Verwendung von umfassenden Materialmodellen innerhalb dieses aufwändigen Lebensdauerbelastungsansatzes können die Haltbarkeitsvorhersagen direkt mit entsprechenden Prüfstandstests beziehungsweise realen Fahrbedingungen korreliert werden. Anhand von Beispielen wird erläutert, wie die Designfindung der Hauptbauteile des Motors während der einzelnen Phasen im Entwicklungsprogramm mit der Vorhersageanalyse unterstützt wurde. Es wurden signifikante Vorteile durch die Integration von CAE-Methoden in den Designprozess erzielt. So konnten sehr schnell Designvorschläge beurteilt und Designoptimierungen unterstützt und gesteuert werden, bevor Prototypenbauteile verfügbar waren.


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    Titel :

    Strukturanalysen bei der Entwicklung des neuen Ford-Lion-V6-Dieselmotors


    Beteiligte:
    Parker, Martin J. (Autor:in) / Moore, David S. (Autor:in) / Gill, Steve (Autor:in) / Rowley, John (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2006


    Format / Umfang :

    8 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Strukturanalysen bei der Entwicklung des neuen Ford Lion V6 Dieselmotors

    Parker,M.J. / Moore,D.S. / Gill,S. et al. | Kraftfahrwesen | 2006



    Entwicklung des neuen Dieselmotors fuer den Smart

    Thiemann,W. / Brueggemann,H. / Wawra,H. et al. | Kraftfahrwesen | 1999


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