Diesel-elektrische Hybridlinienbusse bieten einen erfolgsversprechenden Lösungsansatz für energieeffiziente, emissionsarme und leise Fahrzeuge im öffentlichen Personennahverkehr. Diese Fahrzeugsysteme sind zugleich eine Brückentechnologie auf dem Weg zu vollständig emissionsfreien Linienbussen mit Brennstoffzellentechnik oder reinem Batterieantrieb. Begründet durch die Komplexität der Systemarchitektur und die technischen Besonderheiten der Aggregate und Komponenten resultiert bei diesel-elektrischen Hybridlinienbussen teilweise ein neuartiges Akustik- und Schwingungsverhalten, insbesondere im elektrischen Fahrbetrieb. Die wesentlichen Zielvorgaben an die Akustikentwicklung sind eine Reduktion der Außengeräuschemissionen sowie eine Steigerung des NVH-Komforts im Fahrgastraum. Dabei bieten serielle Hybridlinienbuskonzepte die größten Freiheiten für die Gestaltung des Akustik- und Schwingungsverhaltens. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Untersuchungsansatz entwickelt und angewendet, der das Akustik- und Schwingungsverhalten auf Gesamtfahrzeugebene zusammenhängend berücksichtigt. Schwerpunkte waren die Analyse der Wirkzusammenhänge und eine daraus abgeleitete, detaillierte Entwicklung von Verbesserungsmaßnahmen und Gestaltungskriterien für die relevanten NVH-Aspekte von diesel-elektrischen Hybridlinienbussen. Zu Beginn der Arbeit erfolgte eine umfassende experimentelle Analyse eines seriellhybriden Demonstrator-Fahrzeugs. Dabei wurden die in vier Kategorien untergliederten Teilsysteme "Dieselmotor-Generator-Einheit", "Elektrifizierte Fahrantriebe", "Leistungselektronik" und "Nebenaggregate" untersucht und die NVH-relevanten Aspekte für eine gesamtheitliche Optimierung identifiziert. Die experimentell ermittelten Daten bildeten darüber hinaus die Grundlage für die simulationsbasierten Arbeiten. Dementsprechend wurden im nächsten Schritt Simulationsmodelle für die Untersuchung einzelner Teilsysteme aufgebaut. Die Dieselmotor-Generator-Einheit ist durch die Kopplung eines detaillierten Drehschwingungsmodells mit einem Aggregatlagermodell in der Mehrkörper-Simulation abgebildet worden. Dabei wurden neben der Kurbeltriebkinematik und der Brennfunktion des Dieselmotors auch die Eigenschaften des Generators sowie die Schwingungscharakteristika der Aggregatlagerung mit berücksichtigt. Die Validierung des Gesamtmodells erfolgte anhand von in Versuchen gemessenen Dreh- und Körperschallschwingungen. In einem weiteren Ansatz wurden die Teilsysteme "Dieselmotor-Generator-Einheit", "Elektrische Fahrantriebe" und "Hybridspezifische Nebenaggregate" in der Modellumgebung der Transferpfad-Simulation abgebildet, um wesentliche Aspekte der NVH-Integration auf Gesamtfahrzeugebene simulationsgestützt zu analysieren und zu verbessern. Schwerpunkte der Modellierung waren dabei die Abbildung der Strukturanbindungen und Koppelstellen sowie die Betriebszustände der verschiedenen Aggregate und Komponenten. Auch hier erfolgte die Validierung anhand der in Praxisversuchen gemessenen Fahr- und Betriebszustände.


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    Titel :

    Untersuchung zum Akustik- und Schwingungsverhalten eines Linienbusses mit Hybridantrieb


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    156 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch