TY - BOOK

T1 - Simulation des dynamischen/akustischen Verhaltens von Steuerkettentrieben

AU - Grinschgl, Markus

N1 - gesperrt bis 18-01-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Methode zur Modellierung von Steuerkettentrieben vorgestellt. Diese Methode erlaubt es, die Dynamik von Steuerkettentrieben unter Berücksichtigung von elastisch modellierten Strukturen, wie zum Beispiel Spann- und Führungsschienen, zu simulieren. Das Modell wird an einem Zweiräder-Trieb mit Ergebnissen von einem Kettentriebsprüfstand (Messungen durchgeführt von der Firma IWIS Motorsysteme GmbH \& Co. KG) validiert, wobei zur Validierung die Drehungleichförmigkeiten, Lagerkräfte und Öldrucke im Kettenspanner herangezogen werden. Die Simulationsergebnisse zeigen in der Drehungleichförmigkeit am Abtriebsrad eine gute Übereinstimmung in der hier dominanten Polygonordnung (Amplituden in den Resonanzstellen weichen um ~ 20-25 \% von der Messung ab). Auch die Lagerkräfte am Abtriebsrad lassen sich in Hinblick auf die Amplituden und Frequenzen gut voraussagen (Abweichung in Frequenzlage der Resonanzstellen < 10 \%). Ein zweiter Schwerpunkt dieser Arbeit ist die physikalisch richtige Modellierung von Kettenspannern anhand von in der Entwicklung bekannten Größen und Randbedingungen wie Geometrie, Öldaten und Betriebszustand. Je nach Spannertyp sind verschiedene Komponenten für die richtige Modellierung wesentlich. So ist der Einfluss der Leckspaltgeometrie und der Lage des Plungers im Gehäuse vor allem bei Spannern, die aufgrund einer fehlenden Entlüftungsbohrung bzw. eines engen Entlüftungskanales im Betrieb hohe Öldrucke im Hochdruckraum aufbauen, entscheidend. Es wird gezeigt, dass durch Berücksichtigung aller relevanten physikalischen Effekte in Kombination mit einer angenommenen mittleren Exzentrizität des Plungers eine gute Übereinstimmung des dynamischen Verhaltens (Bereich bis 200 Hz) mit der Messung erreicht werden kann, ohne das Modell „tunen“ zu müssen. Die maximal auftretenden Spannerkräfte weichen bei vorgegebener Weganregung und Frequenzen von 25 bis 200 Hz um maximal 20 \% ab. Dadurch wird eine Modellierung von Kettenspannern zur Kettentriebs-Dynamiksimulation ermöglicht, ohne auf gemessene Hysteresen angewiesen zu sein.

AB - In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Methode zur Modellierung von Steuerkettentrieben vorgestellt. Diese Methode erlaubt es, die Dynamik von Steuerkettentrieben unter Berücksichtigung von elastisch modellierten Strukturen, wie zum Beispiel Spann- und Führungsschienen, zu simulieren. Das Modell wird an einem Zweiräder-Trieb mit Ergebnissen von einem Kettentriebsprüfstand (Messungen durchgeführt von der Firma IWIS Motorsysteme GmbH \& Co. KG) validiert, wobei zur Validierung die Drehungleichförmigkeiten, Lagerkräfte und Öldrucke im Kettenspanner herangezogen werden. Die Simulationsergebnisse zeigen in der Drehungleichförmigkeit am Abtriebsrad eine gute Übereinstimmung in der hier dominanten Polygonordnung (Amplituden in den Resonanzstellen weichen um ~ 20-25 \% von der Messung ab). Auch die Lagerkräfte am Abtriebsrad lassen sich in Hinblick auf die Amplituden und Frequenzen gut voraussagen (Abweichung in Frequenzlage der Resonanzstellen < 10 \%). Ein zweiter Schwerpunkt dieser Arbeit ist die physikalisch richtige Modellierung von Kettenspannern anhand von in der Entwicklung bekannten Größen und Randbedingungen wie Geometrie, Öldaten und Betriebszustand. Je nach Spannertyp sind verschiedene Komponenten für die richtige Modellierung wesentlich. So ist der Einfluss der Leckspaltgeometrie und der Lage des Plungers im Gehäuse vor allem bei Spannern, die aufgrund einer fehlenden Entlüftungsbohrung bzw. eines engen Entlüftungskanales im Betrieb hohe Öldrucke im Hochdruckraum aufbauen, entscheidend. Es wird gezeigt, dass durch Berücksichtigung aller relevanten physikalischen Effekte in Kombination mit einer angenommenen mittleren Exzentrizität des Plungers eine gute Übereinstimmung des dynamischen Verhaltens (Bereich bis 200 Hz) mit der Messung erreicht werden kann, ohne das Modell „tunen“ zu müssen. Die maximal auftretenden Spannerkräfte weichen bei vorgegebener Weganregung und Frequenzen von 25 bis 200 Hz um maximal 20 \% ab. Dadurch wird eine Modellierung von Kettenspannern zur Kettentriebs-Dynamiksimulation ermöglicht, ohne auf gemessene Hysteresen angewiesen zu sein.

KW - Dynamiksimulation

KW - Kettentriebsdynamik

KW - hydraulischer Kettenspanner

KW - Spannerhysterese

KW - dynamic simulation

KW - chain drive dynamics

KW - hydraulic chain tensioner

KW - tensioner hysteresis

M3 - Dissertation

ER -