Die Schwingungsdämpfung in Fahrzeugen erfolgt ausschließlich mittels hydraulischer Dämpfer, selbst wenn die Federung durch Gasfedern erfolgt. Die Möglichkeit der Schwingungsdämpfung mit kompressiblen Medien als dissipatives Element bietet wegen der nur so gegebenen Frequenzselektivität der Dämpfarbeit den Vorteil, besonders bei Frequenzen oberhalb der Achseigenfrequenz keine Dämpfenergie in den Aufbau einzuleiten. Bei Frequenzen deutlich kleiner als die Abstimmfrequenz sind die Dämpfkräfte prinzipbedingt in manchen Fällen zu gering. Das macht sich in störenden, niederfrequenten Bewegungen des Aufbaus bemerkbar. Ferner ist es für eine optimale Schwingungsisolation sinnvoll, das Maximum der Dämpfarbeit über der Frequenz anregungsabhängig verschieben zu können. In Fahrzeuganwendungen hat es sich daher als notwendig erwiesen, das Dämpfungsventil eines Luft-Feder-Dämpfers (LFD) steuer- bzw. regelbar zu gestalten. Simulationen für verschiedene Anregungsarten haben gezeigt, dass ein Dämpfungsventil mit 5 verstellbaren Parametern vergleichbare Werte für Radlastschwankungen und Aufbaubeschleunigungen liefert, wie ein hydraulisch bedämpftes Fahrzeug. Voraussetzung ist jedoch eine funktionierende Ventildynamik, die die geforderten Öffnungsquerschnitte unabhängig von den herrschenden Strömungs- und Druckzuständen ausreichend schnell umsetzt. Daraus ergibt sich die Aufgabe, geeignete Diagnosewerkzeuge zur Bewertung des Ventils zu schaffen. Mittels Messungen an einem speziellen Prüfzylinder und durch vergleichende Simulationsrechnungen werden die dynamischen Eigenschaften des Ventils ermittelt. Die durch dieses Verfahren offengelegten Schwächen eines ersten Ventildesigns werden in einem anschließenden Optimierungsschritt unter Zuhilfenahme von CFD-Werkzeugen beseitigt.
The damping of vehicles today is exclusively done by hydraulic shock absorbers. In contrast, using compressible media as an energy dissipating element gives the advantage of real frequency selective damping, where especially on higher frequencies no damping energy is transferred into the body. Damping forces in such damping elements at frequencies less than the characteristic damping frequency may too small in some cases, which causes undesired low frequency vibrations. Furthermore there is the need of shifting the maximum of damping work over frequency according to road conditions. Therefore vehicle applications of air-spring-dampers require a controllable valve. Various simulations have shown that a valve with 5 tuneable parameters may result in similar results regarding body acceleration and wheel load variation compared to suspensions with hydraulic dampers. To get such results one has to ensure a sufficient dynamic behaviour of the valve. Using special testing equipment in connection with various numerical simulations these valve properties has been examined. Repeatedly redesign and testing of the valve lead to an optimized airspring- damper. Some experiments on a four wheel test rig show the function of the proposed valve.
Entwicklung des Verstellventils für Luft-Feder-Dämpfer
2007
16 Seiten, 14 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
FEDER-DÄMPFER-SYSTEM UND ZWEIRADFAHRZEUG MIT FEDER-DÄMPFER-SYSTEM
Europäisches Patentamt | 2024
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