Die Berechnung und Simulation des Betriebsverhaltens von Kraftfahrzeugbauteilen erhält innerhalb der frühen Entwurfsphase eines neuen Projektes einen immer höheren Stellenwert. Das Ziel ist, mit Hilfe von früher zur Verfügung stehenden Simulationsergebnissen, Bauteile besser aufeinander abzustimmen, beziehungsweise schon frühzeitig und damit kostengünstig korrigierend eingreifen zu können. Bei der Entwicklung von Abgasanlagen stehen dabei Entwurfsparameter wie Schalldämpfervolumen, Routing und Materialwahl den Anforderungen wie niedriges Gesamtgewicht, Haltbarkeit unter definierten Belastungen, Abgasreinigung und Bauraumbedarf gegenüber. Ein bei der Volkswagen AG neu entwickelter Prozess der Abgasanlagenauslegung erlaubt noch in der Konzeptphase eine hinreichend genaue Abschätzung der Schnittlasten und des Bauraumbedarfs, sowie der notwendigen Aufhängungsauslegung. Voraussetzungen für diesen Prozess sind zum einen eine hochwirksame Entkopplung der motornahen Komponenten von der Abgasanlage im Unterbodenbereich und zum anderen das Vorliegen von Schalldämpfern und Katalysatoren als Modul inklusive FEM-Modell. Die im Beitrag dargestellte flexible Methodik erlaubt eine variantenreiche und schnelle Auslegung und Optimierung der Geometrien, sowie eine kurzfristige Aussage über die benötigten Bauräume und Beanspruchungen der Anlage. Bei dem für die Vorauslegung von Abgasanlagen entwickelte Prozess (kurz: AGAVE für Ab- GAsanlagenVorEntwicklung) wird aus einer Schalldämpfer-Bibliothek von bereits vernetzten Konzeptschalldämpfern oder Konstruktionsständen im Rahmen der Vorauslegung eine Auswahl getroffen. Danach wird mit Hilfe bestehender Unterbodenkonzepte eine erste Festlegung für das Routing zwischen den Töpfen getroffen. Mit diesen Informationen (Rohrverlauf und Rohrmaterialdaten, sowie Topfauswahl) ist AGAVE bereits in der Lage, ein fertig vernetztes Abgasanlagenmodell zu liefern, mit dem dann erste Ergebnisse erzeugt werden können. Sich im Verlauf des Prozesses ergebende weitere Informationen, wie geändertes Routing, Material oder auch Aufhängungskonzepte, können unmittelbar in diesen Stand eingepflegt werden. In der von AGAVE zur Verfügung gestellten FE-Repräsentierung der Abgasanlage sind strukturelle Details wie Sicken, angeschweißte Strukturen (zum Beispiel Halterungen), Abschirmbleche, Tragarme etc. nicht berücksichtigt, da solche Informationen ja auch erst später im Entwicklungsprozess zur Verfügung stehen. Das fertige AGAVE-Modell der Konzeptabgasanlage kann in das sogenannte MNFFormat (Modal Neutral File) übersetzt werden. Mit Hilfe der kommerziellen MKS-Software ADAMS können dann sowohl statische, als auch dynamische Lasten auf die Anlage beaufschlagt werden.
Auslegung und Berechnung von Abgasanlagen in der Konzeptphase
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 109 , 2 ; 148-153
2007
6 Seiten, 7 Bilder, 2 Tabellen
Article (Journal)
German
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