Selbsterregung infolge von Reibung ist eine wesentliche Ursache von unerwünschten Schwingungen beim Betätigen von Schaltgetrieben im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. In Getrieben kann eine Vielzahl von Zusammenhängen zwischen unterschiedlichen, reibungsbestimmten Wirkmechanismen bestehen, die zum Energieaustausch zwischen Freiheitsgraden und damit zum so genannten Mode-Coupling Flutter führen. Im Beitrag wird der Mechanismus der Kopplung in der Verzahnung untersucht, aus dem axiale Schwingungen der Kupplungsscheibe resultieren. In modernen Schaltgetrieben mit Schrägverzahnung werden nicht nur Drehungsfreiheitsgrade, sondern auch axiale und radiale Freiheitsgrade von Kupplungs- und Getriebewelle miteinander gekoppelt, und Torsionsmomente werden in axiale und radiale Kräfte umgewandelt. Das Reibmoment aus der Kupplungsscheibe wird im Verzahnungseingriff zu einer Kraft mit axialen und radialen Komponenten, die die Normalkraft im Reibkontakt verstärkt und Instabilitäten erzeugen kann, die zum Entstehen einer Schwingung führen. Ausgehend von diesen Grundgedanken wird im Beitrag zunächst ein einfaches Modell vorgestellt, mit dem die Instabilität sowie die Einflüsse von Parametern aus Geometrie, Betätigung und der physikalischen Eigenschaften auf die Ruhelage und die Stabilität des Systems gezeigt werden. Anschließend werden mehr Freiheitsgrade hinzugefügt, um den Einfluss verschiedener Komponenten zu erklären. Die vorgestellte lineare Stabilitätsanalyse liefert eine Abschätzung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Schwingungen (Quietschen), jedoch keine Information über die zu erwartende Intensität. Dies bleibt einer zukünftigen Analyse eines nichtlinearen Systems vorbehalten.
Schwingungen in Schaltgetrieben - Selbsterregung durch Reibung in der Kupplung und Modenkopplung in der Verzahnung
2013
14 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen
Conference paper
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