Antriebsstränge mit Verbrennungsmotoren zwingen den Berechnungsingenieur oft, abseits ausgetretener Pfade zu denken. Die Kalibrierung von Motor, Schwingungsdämpfern, Kupplungen und Antriebsstrang kann dabei eine Herausforderung darstellen, besonders, wenn die Materialeigenschaften, wie z. B. Steifigkeit und Dämpfung, temperaturabhängig sind. Um Drehschwingungen Herr zu werden, müssen die Komponenten so ausgelegt sein, dass sie sowohl kurzen, transienten Lasten als auch stationärem Betrieb standhält. Darum ist es nötig, sie als Teil des gesamten Antriebsstrangs zu betrachten einschließlich aller mechanischen und thermischen Wechselwirkungen. Das mechanische wie auch thermische Verhalten wurde auf ein Netzwerkmodel übertragen. Geometriedaten dienen der Parametrierung der Elemente. Nichtlinearitäten sind anhand von Kennlinien oder Formeln beschrieben. Die Materialwerte kommen von einer enthaltenen Datenbank. Die in diesem Beitrag vorgestellten Methoden gelten universell und können auf sämtliche Antriebskomponenten mit temperaturabhängigen Eigenschaften übertragen werden. Ein Dieselmotor mit viskosem Drehschwingungsdämpfer zeigt die Modellierung und Analyse eines solchen Systems. Besonderes Augenmerk liegt auf dem stationären Temperaturverhalten im Dämpfer sowie auf dem Wechselspiel zwischen der Temperatur und den Eigenschaften der Dämpferkomponenten. Das Dämpfermodell wird mithilfe eines kommerziellen Simulationswerkzeugs in den Dieselmotor eingebunden. Unterschiedliche Betriebszustände des Antriebs können damit simuliert und analysiert werden, wobei transiente wie stationäre Simulation in ein und demselben Modell laufen.

    Powertrains with combustion engines often force CAE engineers to think off the beaten track. The calibration of engine, vibration dampers, couplings and driveline can be challenging, especially when the materials' characteristics, such as elasticity and damping, are temperature-sensitive. In order to handle torsional vibrations, the components must be designed to withstand both short, transient loads and steady state operation. They must thus be analyzed as part of the powertrain with an accurate description of all mechanical and thermal interactions. The mechanical as well as the thermal behavior is mapped to a network model. Geometry data are used for the parameterization of the elements. Nonlinearities are described by curves or formulas. The material values come from an included database. The methods presented in this paper are universal and can be applied to all driveline components with temperature-dependent characteristics. A Diesel engine with a viscous torsional damper illustrates the modeling and analysis approach of such systems. Special attention is paid to steady-state temperature behavior in the damper as well as interactions between temperature and properties of the damper's components. The damper model is embedded in the Diesel engine by the help of a commercial simulation tool. Different operations of the drive can be simulated and analysed by running transient and steady-state simulations in one model.


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    Title :

    Temperature-Sensitive Drive Train Components - System Simulation and Analysis in the Frequency Domain


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2014


    Size :

    7 Seiten, Bilder, 3 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




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