Luk 1 Engleza

Schae er KOLLOQUIUM 2010

1 Kupplungssysteme und Torsionsdmpfer

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1Kupplungssysteme und Torsionsdmpfer

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9Schae er KOLLOQUIUM 2010Schae er KOLLOQUIUM 20108

LuK Kupplungssysteme und Torsionsdmpfer

Schlsselelemente fr e ziente Antriebsstrnge

Matt hias ZinkMarkus Hausner





1EinleitungBis vor wenigen Jahren war die Motorenentwick-lung stark geprgt durch eine steti ge Erhhung des spezifi schen Motormoments bei Dieselmotoren mit neuen Einspritztechnologien kombiniert mit Aufl adung. Seit Beginn der 90er Jahre wurden da-durch die auf den Hubraum bezogenen mglichen Motormomente in etwa verdreifacht. Der typische Dieselmotor hatt e dabei ein Hubvolumen von etwa zwei Litern und vier Zylinder, womit diese Aggrega-te heute in der Lage sind 450 Nm und mehr zu er-zeugen [1]. Diese Evoluti on bei den Dieselmotoren steigerte in hohem Mae Fahrspa und E zienz. Damit auch bezglich Komfort kompromisslose Er-gebnisse erzielt werden knnen, wuchsen in ver-gleichbarem Mae die Anforderungen an den Drehschwingungsdmpfer, der zum einen die ho-hen Momente bertragen und zum anderen die hohen Wechselmomente wirkungsvoll vom An-triebsstrang fern halten muss.

Bei der Wahl des Getriebes konnte sich der Kunde bis-her im Wesentlichen zwischen einem Handschaltge-triebe oder einem Automati kgetriebe entscheiden, in vergleichsweise seltenen Fllen auch fr ein CVT oder ein automati siertes Handschaltgetriebe.

Seit einigen Jahren wchst nun weltweit der Druck bezglich Verbrauchsreduzierung und Redukti on des CO2-Ausstoes, wobei Fahrspa und Komfort erhal-ten bleiben sollen. Beispielsweise soll laut einer Stu-die [2] der durchschnitt liche Kraft sto verbrauch in Deutschland bis 2030 von derzeit 7,6 Liter auf min-

destens 6,1 Liter abgesenkt werden (-20 %). Bei ho-hem Hybridisierungsgrad und beschleunigtem techno-logischem Wandel, beispielsweise bezglich alterna-ti ven Kraft sto en und Antrieben, wird sogar eine mg-liche Absenkung auf 5,2 Liter vorausgesagt (-31 %).

Global fhrt dies zu einer Tendenz hin zu kleineren und leichteren Fahrzeugen. Fr den Antriebsstrang sind massive Anstrengungen notwendig, um den Gesamtwirkungsgrad zu erhhen.

Fr den Verbrennungsmotor erfolgt dies durch weiteres Downsizing, wobei insbesondere bei Ben-zinmotoren verstrkt nun auch Aufl adung zum Ein-satz kommt. Konkret bedeutet dies, eine Drehmo-mentklasse mit mglichst kleinen Motoren abzudecken (Bild 2). 2,0 Liter Aggregate werden beispielsweise durch 1,5 Liter Aggregate mit ver-gleichbarem Drehmoment ersetzt. Insbesondere verzeichnen kleine Motoren bis 1,3 Liter Hubraum hohe Zuwchse, dagegen verringert sich der Anteil von Motoren mit ber 1,8 Liter Hubraum.

Beim Antriebsstrang soll mit Automati sierung und Elektrifi zierung erreicht werden, dass der Verbren-nungsmotor bei opti malen Lasten und Drehzahlen betrieben werden kann.

GetriebevielfaltTrotz der starken Bewegungen bei der Getriebe-technologie hat weltweit nach wie vor das Hand-schaltgetriebe das grte Produkti onsvolumen.

Vorteile dieser Getrie-betechnologie sind ver-gleichsweise geringe Kosten, ein hoher Wir-kungsgrad und gute Fahrleistungen. Auch in den nchsten Jahren wird dies weltweit die dominante Getriebeva-riante bleiben und bis 2018 mit einer prog-nosti zierten Steigerung um 11 Millionen Ein-heiten den hchsten absoluten Stckzahlzu-wachs verzeichnen.

Gegenber einem Hand-schaltgetriebe stellte

bisher ein Automati kgetriebe fl chendeckend die einzige Mglichkeit dar kuppelfrei zu schalten. Dem hohen Komfort des Automati kgetriebes steht bisher ein vergleichsweise hoher Verbrauch gegen-ber, da bei ti efen Drehzahlen die Wandlerber-brckungskupplung aus Komfortgrnden ge net werden muss. Gerade aber bei niedrigen Drehzah-

len knnen gnsti ge Verbrauchswerte er-zielt werden. Dadurch stellt insbesondere auch fr Automati kge-triebe die Dmpfer-technologie eine Schlsselrolle dar, da die Leistungsfhigkeit des Dmpfers mage-bend besti mmt, ab welcher Drehzahl schlup rei und damit verbrauchsoptimiert gefahren werden kann. LuK hat bereits gezeigt, was in dieser Hinsicht heute technisch mach-bar ist. Im Vergleich mit einem konventi onellen Dmpfer kann der Iso-lati onsgrad mit Dop-

peldmpfer und Fliehkraft pendel (FKP) um mehr als 60 % gesteigert werden. Dadurch wird die Vor-aussetzung gescha en, deutliche Verbrauchsvor-teile zu realisieren [3].

Der Wunsch, die Vorteile des Handschaltgetriebes mit denen des Automati kgetriebes zu verbinden,

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Bild 1 Prognose durchschnitt licher PKW K raft sto verbrauch in Deutschland

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Bild 2 Motorenprodukti on in Europa nach Hubraum und spezifi schem Moment (Quelle: CSM)

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Handschalt-Handschalt-ggeetriebetriebe

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prproduziertoduzierte Gee Getriebetriebe Mio.Mio. // JahrJahr

Vernderung 2009 - 2018 gesamt: Mio.Mio.

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Bild 3 Weltweite Produkti onszahlen nach Getriebetypen





1fhrte zu der Entwicklung von Doppelkupplungsge-trieben. Dieses neue Getriebekonzept zeigt, wie sich Fahrspa, Verbrauch und Komfort beeindru-ckend kombinieren lassen. Hier werden in den nchsten Jahren die hchsten relati ven Zuwchse realisiert.

Die weitere Automati sierung und Elektrifi zierung fi ndet in der Hybridisierung ihre konsequente Fort-setzung. Auch hier ist das Ziel, ohne Abstriche bei Komfort und Fahrspa den Verbrauch durch Ener-giemanagement weiter zu senken. Wie stark sich die Marktdurchdringung und mit welchen Hybrid-konzepten diese sich entwickeln wird, ist derzeit noch nicht vollstndig absehbar. Sicher scheint je-doch, dass sich die Hybridisierung in den nchsten Jahren fl chendeckend in den Modellreihen der Automobilhersteller etablieren wird.

Der Beitrag der Getriebe zu gnstigen Ver-brauchswerten ergibt sich zu einem Groteil durch die Schaffung der Grundlage, den Ver-brennungsmotor bei geringem spezifischem Ver-brauch zu betreiben. Hierzu nimmt die Anzahl der Gnge sowie die Spreizung zu. Eine Automa-tisierung sorgt dafr, dass immer der richtige Gang eingelegt ist. Beim Handschaltgetriebe ist Letzteres dem Fahrer berlassen, aber auch hier kann eine visuelle Schaltempfehlung positiv un-tersttzen, wenn der Fahrer sich in dem empfoh-lenen Gang wohl fhlt.

Weitere Anstrengungen betre en den mechani-schen Wirkungsgrad. Geringere Reibung und Leichtbau fhren jedoch auch zu einer hheren Sensiti vitt gegenber Drehschwingungen, da we-niger Masse bewegt und Schwingungen weniger gedmpft werden. Insbesondere bei Doppelkupp-lungsgetrieben steigen die Anforderungen hin-sichtlich Drehungleichfrmigkeit gegenber einem Handschaltgetriebe deutlich an, da ein Teilgetriebe nicht im Kraft fl uss liegt und daher anfllig fr Ras-selgerusche ist. Daher muss gesamthaft berck-sichti gt werden, dass diesbezgliche Opti mierun-gen, je nach Ausgangslage, auch mit hheren Anforderungen an die Drehschwingungsdmpfer einhergehen.

Opti male Dmpfer fr komfortables Fahren bei geringem VerbrauchUnabhngig vom Getriebekonzept werden Fahr-zeuge, abgesehen vom rein elektrischen Fahren, in absehbarer Zukunft nach wie vor verbrennungs-motorisch angetrieben. Das bedeutet, die grund-

stzlichen Anforderun-gen an der Schnitt stelle zwischen Motor und Getriebe sind fr alle Getriebevarianten zu-nchst gleich. Neben einem Anfahrelement und der bertragung des mitt leren Momen-tes mssen die Wech-selmomente bedmpft werden. Dabei steigt die Anforderung an den Dmpfer mit hhe-ren Momenten bei niedrigen Drehzahlen und Reduzierung der Zylinderzahl. Oder an-ders ausgedrckt: Die Anforderungen an den Dmpfer steigen bei der Zielstellung nach geringem Verbrauch, bei gleichbleibendem Fahrspa und Komfort.

Verbrauchsredukti on durch opti mierte DmpferEin Drehschwingungsdmpfer an sich reduziert selbst-verstndlich nicht direkt den Verbrauch, allerdings wird in einem einfachen Beispiel verdeutlicht, wie eng die Wahl der Dmpfertechnologie mit dem Kraft sto -verbrauch verknpft ist. Die Basis bildet hierbei ein aktueller 2 Liter Dieselmotor mit etwa 350 Nm. Die Schwingungen werden mit einem opti mal ausgeleg-ten Zweimassenschwungrad (ZMS) wirkungsvoll redu-ziert. Wird mit diesem Fahrzeug bei gegebener Getrie-bebersetzung konstant mit 70 km/h im 5. Gang gefahren, betrgt der spezifi sche Kraft sto verbrauch 385 g/kWh. Dies entspricht fr dieses Fahrzeug umge-rechnet einem Kraft sto verbrauch von 3,96 Liter auf 100 km. Wird die Gangbersetzung beispielhaft um 20 % reduziert, verringert sich um denselben Faktor die Motordrehzahl. Der spezifi sche Kraft sto ver-brauch sinkt dadurch auf 330 g/kWh, beziehungswei-se der Verbrauch auf 3,39 Liter je 100 km. Dies ent-spricht einer Reduzierung von 14 %!

Eine vergleichbare Verbesserung wird erreicht, wenn die Geschwindigkeit von 70 km/h im 6. Gang anstatt im 5. Gang gefahren wird.

Zur Ermitt lung des erzielbaren Vorteils durch Fah-ren bei niedrigerer Motordrehzahl im neuen euro-pischen Fahrzyklus (NEFZ) wurden Verbrauchssi-mulati onen durchgefhrt. In Bild 5 ist das Ergebnis vergleichend fr einen Stadtzyklus dargestellt. Zu-sammen mit dem Verbrauchskennfeld aus Bild 4 wird fr den Stadtzyklus ein Verbrauchsvorteil von 0,92 Liter je 100 km beziehungsweise 11,4 % be-rechnet. Fr den gesamten Zyklus sinkt der Ver-brauch von 6,08 auf 5,44 Liter je 100km. Dies er-gibt eine Ersparnis von 10,5 %.

Durch die Absenkung der Motordrehzahl steigt in gleichem Mae das Motormoment und beides fhrt zu einer Verschlechterung des Fahrkomforts, da zum einen die Ungleichfrmigkeit der Kurbel-welle zunimmt und zum anderen der Isolati ons-grad des ZMS abnimmt. Mit einem leistungsfhige-ren Dmpfer kann diese Verschlechterung wieder kompensiert werden. Das von LuK entwickelte FKP bietet hierzu ausreichendes Potenzial [4, 5], um den geschilderten Verbrauchsvorteil ohne Kom-forteinbuen zu realisieren.

LuK beschft igt sich schon lange damit, dieses Prin-zip zur Schwingungsredukti on im PKW-Antriebs-strang zu nutzen. Schon beim Kolloquium 1990

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FFahrahrwiderwiderssttand im 5. Gangand im 5. Gangmit rmit reduzierteduzierter Aner Antriebtriebsssstrtrangberangbersesetztzung (-20 %)ung (-20 %)

FFahrahrwiderwiderssttand im 5. Gangand im 5. Gang

kkonsonsttanantte Leise Leistung 6 kW (70 km/h)tung 6 kW (70 km/h)spespezifischer Kzifischer Krraaftsftsttoffoffvverbrerbrauchauch in gin g/kWh/kWhbbee

Bild 4 Verbrauchskennfeld 2,0 Liter Dieselmotor Potenzial Verbrauchsreduzierung durch Drehzahlabsenkung (Downspeeding)

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Bild 5 Auswirkungen von Downspeeding im NEFZ Verbrauchssimulati on (Stadtzyklus)





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wurde diese Technik in Verbindung mit einer ge-dmpft en Kupplungsscheibe erlutert [6]. Im Kol-loquium 2002 wurde das FKP auf der Sekundrsei-te eines ZMS vorgestellt [7] und seit 2008 ist diese Technologie erfolgreich in Serie.

Im realen Fahrbetrieb wird das Verbrauchsreduzie-rungspotenzial bei Einsatz eines ZMS mit FKP best-

ti gt. Zusammen mit anderen Manahmen konnte der Verbrauch bei einem Serienfahr-zeug mit Handschaltge-triebe um 0,7 Liter ohne Komforteinbuen ge-senkt werden. Ein Er-folg, der ohne leistungs-fhigen Dmpfer nicht mglich gewesen wre.

Dieses Potenzial ist un-eingeschrnkt bertrag-bar auf alle anderen Ge-triebekonzepte (Bild 7). Ein besserer Dmpfer untersttzt auch bei Doppelkupplungsgetrie-ben oder Automati kge-trieben das Fahren im

verbrauchsgnsti gen Drehzahlbereich. Bei einem Au-tomati kgetriebe ermglicht eine bessere Schwin-gungsabkopplung zustzlich, dass der Wandler ent-sprechend frher berbrckt werden kann. So kann nicht nur der Wirkungsgrad des Motors, sondern auch der Wirkungsgrad des Getriebes positi v beein-fl usst werden. Insbesondere fr Automati kgetriebe sind e ekti ve Dmpfer elementar wichti g, um bezg-

lich Verbrauch gegen-ber anderen Getriebe-konzepten konkurrenz-fhig zu sein.

Die Entwicklung und Opti mierung von Dreh-schwingungsdmpfern war und ist getrieben durch das Streben nach gerusch- und vibrati -onsarmen Fahrzeugan-trieben. Daher knnen selbstverstndlich bes-sere Dmpfer nach wie vor fr eine reine Kom-fortsteigerung einge-setzt werden. Die Mg-lichkeiten durch eine e zientere Schwingungsreduzierung sind in Bild 8 qualitati v zusammengefasst. Je nach Ausgangslage und Zielsetzung kann ganz fl exibel gewhlt wer-den, zu welchen Anteilen das Potenzial bezglich Komfortsteigerung oder Verbrauchsreduzierung verwendet werden soll. Wie erwhnt, sind diese Opti onen unabhngig vom Getriebetyp. Kompro-misse beim Komfort, beispielsweise als Folge von Einsparmanahmen, bleiben ohne Einfl uss auf die Verbrauchswerte im NEFZ. Im realen Fahrbetrieb werden sie sich jedoch nachteilig auf den Ver-brauch auswirken.

Neue Herausforderungen Eine Systembetrachtung am Beispiel des 3-ZylindermotorsBei greren Motoren ist die Reduzierung der Zy-linderzahl lngst umgesetzt. Heuti ge 6-Zylinder Ag-gregate ersetzen die 8-Zylinder vergangener Tage, sowie die 4-Zylinder die 6-Zylinder. Die Vorteile sind naheliegend: Geringere Masse, weniger be-wegliche Teile und geringere Reibung fhren zu weniger Verlustleistung. Allerdings steht den Vor-teilen der zylinderrmeren Motoren zunchst eine schlechtere Laufruhe gegenber, insbesondere wenn der Motor verbrauchsopti miert im unteren Drehzahlbereich betrieben werden soll.

Dies ist ein mglicher Grund dafr, dass aufgelade-ne und damit drehmomentstarke Varianten mit 3 oder gar nur 2 Zylindern noch vergleichsweise sel-ten sind. Die Anforderungen an die Geruschredu-zierung steigen berproporti onal. Wird beispiels-weise ein 4-Zylindermotor mit ZMS durch eine 3-Zylindervariante ersetzt, fhrt dies bei gleicher Dmpfertechnologie in etwa zu einer Verdoppelung der Drehungleichfrmigkeit am Getriebeeingang. Der Grund dafr ist die geringere Zndfrequenz, welche zu einer hheren Ungleichfrmigkeit der Kurbelwelle und zu einer Verschiebung der An-triebsstrangresonanz nher in den fahrrelevanten Drehzahlbereich fhrt.

Neben der kriti scheren Situati on auf der Getriebe-seite verschrft sich ebenfalls deutlich die Anforde-rung fr den Nebenabtrieb. Auch hier steigt die Ungleichfrmigkeit fr die reduzierte Zylinderan-zahl trotz gleichem Motormoment extrem an. Fr den Nebenabtrieb wre ein Einmassenschwungrad (EMS) von Vorteil.

Auf der Antriebsstrangseite verschiebt sich die Re-sonanz ebenfalls zu hheren Drehzahlen. Dies ist allerdings im Gegensatz zu einem ZMS positi v, da die Resonanz ohnehin im fahrbaren Drehzahlbe-reich liegt. Durch die Verschiebung zu hheren Drehzahlen wird bei einem EMS die Resonanz we-niger stark angeregt, dennoch liegen die Drehzahl-schwankungen deutlich ber denen eines 4-Zylin-dermotors (Bild 9).

Um mit konventi oneller Dmpfertechnologie bes-sere Ergebnisse zu erzielen, wre eine Verschie-

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Doppelkupplungs-getriebe

Automatikgetriebe

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Handschaltgetriebe

Standard-DmpferDmpfer mit Fliehkraftpendel

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Bild 7 LuK FKP Mastab der Drehschwingungsisolati on bei allen GetriebeartenRR

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Bild 8 Flexible Opti onen in Verbindung mit verbesserter Dmpfertechnologie am Beispiel des Handschaltgetriebes

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Und damit der untertourige Diesel nicht holprig luftwie ein Sack Nsse, bemht sich ein schwingungstilgendesFliehkraftpendel-Schwungrad sehr erfolgreich um Laufkultur.

AutAutoZoZeitung 19/2009eitung 19/2009Das ermglicht ein neuartiges Fliehkraftpendel, das in das bekannteZweimassenschwungrad integriert wurde. Diese Technik setzt dieSchaltdrehzahl um bis zu 400 Umdrehungen herab, weil sich derFahrer im niedertourigen Bereich ohne Ruckeln wohler fhlt, ...

AAuuttooMMoottoorrSSppoorrt 19/2009t 19/2009

Besonders beeindruckt hat unsaber das sogenannte Fliehkraft-Pendel im Zweimassen-Schwung-rad. ... Das gefllt uns: RuckfreiesBummeln ... Selbst bei 1000 Tourenmuckt der 320d nicht - gut so.AAuuttooBBIILLDD 3355//22000099

Bild 6 LuK FKP Erfolgreiche Umsetzung in Serie





1

bung der Antriebsstrangresonanz hilfreich. Fr ein ZMS msste diese Resonanzfrequenz reduziert und fr ein EMS erhht werden. Konkret wrde dies bedeuten, die Steifi gkeit des Antriebsstrangs zu modifi zieren, um dadurch den Einsatzbereich der Dmpfer zu erweitern (Bild 10).

Das theoretische Potenzial ist erheblich. Sofern es die Randbedingungen und andere Anforde-rungen zulassen, sollte die Mglichkeit einer An-triebsstrangmodifikation mglichst frh in der Konzeptphase bercksichtigt werden. Ein ZMS knnte bei entsprechender Reduzierung der Antriebsstrangsteifigkeit auch fr aufgeladene 3-Zylindermotoren bezglich Drehschwingungen am Getriebe die erste Wahl bleiben. Hingegen

kann das Potenzial eines EMS durch eine Erh-hung der Antriebsstrangsteifigkeit signifikant ge-steigert werden.

Fr den Fall, dass eine Anpassung des Antriebs-strangs nicht mglich ist und mit konventi oneller Dmpfertechnologie kein befriedigendes Ergebnis erreichbar ist, muss frhzeiti g ber alternati ve Konzepte nachgedacht werden. Auch hier kann das Potenzial der von LuK entwickelten Technologie des FKP genutzt werden. In Anbetracht der Ge-samtsituati on knnen sowohl Pendel in Kombinati -on mit ZMS als auch mit EMS interessante Lsun-gen darstellen.

Im Falle eines EMS hat sich gezeigt, dass die dop-pelte Haupterregerordnung nicht vernachlssigbar

ist. Die gnsti gsten Ergebnisse werden erreicht, wenn mit dem FKP sowohl die einfache als auch die doppelte Haupterregerordnung beti lgt werden.

Aus Sicht des Antriebsstrangs stellt das ZMS mit FKP die beste Lsung dar. Ab einer Drehzahl von 1000 1/min werden hervorragende Isolati onswer-te erreicht. Der Vorteil einer Lsung mit EMS

kommt insbesondere dem Nebenabtrieb zu Gute, da das FKP direkt die Ungleichfrmigkeit des Mo-tors reduziert.

Welche Variante fr eine konkrete Anwendung die gnsti gste ist, muss gesamthaft bewertet werden. Fr den Antriebsstrang kann auch bei 3-Zylinder-motoren mit ZMS ein opti males Ergebnis erzielt

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MotMotor 4-Zor 4-Zylinderylinder

Bild 9 Steigende Anforderungen bei Reduzierung der Zylinderzahl Beispiel 3 statt 4 Zylinder bei gleichem maximalen Motormoment

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MotMotoror

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DiffDiffererenzialenzial

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GeGetriebetriebe

Bild 10 Bercksichti gung Gesamtantriebsstrang zur Reduzierung von Drehschwingungen

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MotMotor wor weicher Aneicher Antriebtriebsssstrtrangang GeGetriebetriebe wweicher Aneicher AntriebtriebsssstrtrangangGeGetriebetriebe sstteifeifer Aner AntriebtriebsssstrtrangangMotMotoror sstteifeifer Aner Antriebtriebsssstrtrangang

Bild 11 Leistungsgrenzen von Drehschwingungsdmpfern im Gesamtantriebsstrang

00

100100

150150

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20002000 30003000 400040001000100000

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UngleichUngleichffrmigkrmigkeit Moteit Motoror UngleichUngleichffrmigkrmigkeit Geeit Getriebetriebe

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EMS ohne FKPEMS ohne FKP ZMS ohne FKPZMS ohne FKPZMS mit FKPZMS mit FKPEMS mit FKPEMS mit FKP

Bild 12 Isolati onspotenziale alternati ver Dmpfervarianten fr 3-Zylindermotoren





1werden. Fr eventuell kriti sche Schwingungen auf der Nebenabtriebsseite hat LuK ebenfalls eine L-sung entwickelt, die im folgenden Abschnitt erlu-tert wird.

Lsung fr den NebenabtriebBei den oben gezeigten Mglichkeiten zur Schwingungsreduzierung bei aufgeladenen 3-Zy-lindermotoren bieten auch Varianten mit ZMS das hchste Potenzial. Insbesondere kombiniert mit einem FKP knnen theoretisch beste Isolati-onsergebnisse schon ab niedriger Motordreh-zahl erreicht werden. Ein Nachteil gegenber Varianten mit EMS sind die greren Schwingun-gen auf der Nebenabtriebsseite. Auch hierfr hat LuK eine Lsung, mit der die Schwingungen auf ein geringes Niveau gebracht werden kn-nen. Das Vorbild ist das bewhrte Prinzip des ZMS. Mit dieser Technologie, in entsprechend kleinerer Ausfhrung, kann auch fr den Neben-abtrieb ein berkritischer Betrieb ermglicht werden. Bild 13 zeigt eine Konstruktion fr einen LuK Riemenscheibenentkoppler (RSE) [8]. Der RSE ist dabei direkt auf dem freien Kurbelwelle-

nende angeordnet. Dadurch profitiert der ge-samte Riementrieb vom Isolationspotenzial. Der RSE ist natrlich nicht nur den 3-Zylindermoto-ren vorbehalten, sondern kann bei allen Anwen-dungen eingesetzt werden, wo Wechselmomen-te mglichst effektiv vom Nebenabtrieb isoliert werden sollen.

In Bild 14 sind Vergleichsmessungen mit einem konventionellen Lichtmaschinenfreilauf an ei-nem 4-Zylinderdieselmotor mit 240 Nm darge-stellt. Das Schwingungsniveau an der Lichtma-schine ist mit dem RSE signifikant geringer. Ein weiterer Vorteil ist, dass die dynamischen Mo-mente gleich zwischen Kurbelwelle und Riemen-scheibe isoliert werden. Dadurch muss der Riemen nur noch geringe Wechselmomente bertragen und die Riemenvorspannung kann entsprechend geringer ausfallen. Eine geringere Riemenvorspannung wiederum bedeutet gerin-gere Reibung, wodurch letztendlich die Verluste im Riementrieb reduziert werden knnen [8]. Der RSE ermglicht somit neben einem beruhig-ten Nebenabtrieb ebenfalls einen weiteren Bei-trag zur Reduktion von Verbrauch und CO2-Aus-sto.

Stopp-Start System, der Einsti eg in die HybridisierungVerbrauchsvorteil durch Stopp-Start SystemBereits heute haben es viele Fahrzeuge an Bord, ein Stopp-Start System als Einstieg in die Hybri-

disierung. Eine Prognose [9] geht davon aus, dass bereits 2012 jedes zweite Neufahrzeug mit einem solchen System ausgerstet sein wird. Die Verbrauchsvorteile sind erheblich. Im NEFZ betrgt die Stopp-Zeit in Summe 240 s, das sind 20 % des gesamten Zyklus. Der dafr bentigte Kraftstoffanteil betrgt bis zu 5 %, beziehungs-weise im reinen Stadtzyklus sogar bis zu 8 %. Konkret knnen fr das oben betrachtete Fahr-zeug mit einem Leerlaufverbrauch von etwa 0,6 L/h (Bild 5) im Gesamtzyklus 4,5 % einge-spart werden.

33 4 Nm/4 Nm/

cca.a. 100 Nm100 Nm

Verdrehwinkel in

Mo

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Bild 13 LuK Riemenscheibenentkoppler (RSE) das ZMS fr den Nebenabtrieb

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MotMotorordrdrehzehzahlahl ininnnMotMot 1/min1/min

SchSchwungrwungradad RiemenscheibeRiemenscheibe LichLichtmaschinetmaschine

Bild 14 LuK Riemenscheibenentkoppler (rechts) Vergleich mit konventi onellem Lichtmaschinenfreilauf (links)

00

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NEFNEFZZ GesamGesamtztzyklusyklus(0 km/h-Ra(0 km/h-Ratte = 20 %)e = 20 %) (0 km/h-Ra(0 km/h-Rattee = 30 %)= 30 %)

NEFNEFZZ StStadtzadtzyklusyklus

Bild 15 Verbrauchsreduzierungspotenzial Stopp-Start System im NEFZ





1

Notwendigkeit und Opti on in Verbindung mit Stopp-Start SystemDie grundstzlichen Anforderungen an ein Kupp-lungs- und Dmpfersystem fr Anwendungen mit Stopp-Start Funkti on ndern sich nur geringfgig. Im Falle eines ZMS mssen mehr Stopp- und Start-vorgnge ertragen werden knnen. Eventuell muss der Anlasserzahnkranz etwas verschleifester aus-gefhrt werden. Hinsichtlich des Komforts ist si-cherlich das Stopp- und Startverhalten kriti scher zu betrachten. Da der Fahrer nicht, wie gewohnt, den Motor akti v aus- und einschaltet, ist aus dieser Sicht mit hheren Anforderungen zu rechnen.

Deutlichere Konsequenzen ergeben sich fr Aus-rcksystemkomponenten, da Stopp-Start Systeme

Informati onen bezglich der Kupplungspositi on benti gen. Die Positi onserfassung bei Kupplungs-systemen an sich ist nicht neu; es gibt eine Vielzahl von Systemen, die diese Informati on benti gen:

Stopp-Start System Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat) Start-Lock Kupplungen bei Hybridanwendungen Elektrische Parkbremse Berganfahrhilfe (Hill-Holder) Eingangssignal fr automati sierte Handschalt-

und Doppelkupplungsgetriebe

Aufgrund des Trends zu vermehrter Elektrifi zie-rung, beim Handschaltgetriebe stark getrieben

durch Stopp-Start Anwendungen, nimmt die An-zahl der Projekte bei Ausrckzylindern mit Weg-messtechnik in starkem Mae zu. Bei LuK fi nden hierzu intensive Entwicklungen statt , um aus Sicht von Bauraum, Leistung und Kosten das beste Mes-sprinzip zu fi nden [10].

Ein Szenario, welches in Verbindung mit Stopp-Start Systemen diskuti ert wird, ist das Systemverhalten bei einem sogenannten change-of-mind. Hierbei hat das System aufgrund der Fahrsituati on entschie-den, den Motor abzustellen. Allerdings mchte der Fahrer nun doch weiterfahren, ehe der Stoppvor-gang komplett abgeschlossen ist. Ein Wiederstart ist aber in der Auslaufphase des Motors nicht mglich. Es muss abgewartet werden, bis der Motor zum vl-ligen Sti llstand gekommen ist, ehe der Starter einge-spurt werden kann. In dieser Situati on kann es zu einer Verzgerung von einigen Zehntelsekunden kommen, die subjekti v nachteilig bewertet werden.

Um eine mgliche Verzgerung bei einem change-of-mind zu eliminieren, gibt es Entwicklungen, bei denen das Starterritzel im stndigen Eingri mit dem Anlasserzahnkranz steht. Der Starter bleibt dadurch immer eingespurt. Um dies zu ermgli-chen, ist ein zustzlicher Freilauf zwischen Anlas-serzahnkranz und Kurbelwelle notwendig, welcher den Anlasser bei niedrigen Drehzahlen ankoppelt und bei berschreiten einer Drehzahl abkoppelt (n

A in Bild 17). Dadurch kann der Motor auch in der Auslaufphase sofort und ohne Verzgerung gestar-tet werden. Untersuchungen haben bereits ge-zeigt, dass eine solche Strategie zu nennenswerten Vorteilen bei der subjekti ven Bewertung fhrt.

Rechts in Bild 17 ist ein Wiederstart vor dem vlli-gen Sti llstand des Motors dargestellt. In dem kon-kreten Beispiel betrgt der Zeitvorteil 0,2 Sekun-den gegenber Lsungen ohne permanent eingespurten Starter.

LuK Lsung fr einen permanent eingespurten Starter (PES)Die Herausforderung fr ein Stopp-Start System mit PES liegt in der Konstrukti on des Freilaufes. Bei einer Konstrukti on mit konventi onellem Frei-lauf ist der Anlasserzahnkranz ber ein Wlzlager auf dem Abtrieb der Kurbelwelle gelagert. Bei niedriger Drehzahl (Anlasserdrehzahl) ist der An-lasserzahnkranz ber den blockierten Freilauf mit der Kurbelwelle verbunden, bei hherer Drehzahl

Nehmerzylinder Geberzylinder

Sensor

Bild 16 Wegsensoren im Ausrcksystem nicht nur fr Stopp-Start Systeme

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Bild 17 Normalstart und Wiederstart des noch drehenden Motors (change-of-mind)

Anlasserzahnkranz

Kurbelgehuse

Freilauf

Wlzlager

Kurbelwelle

Bild 18 Konventi onelle Freilaufanordnung fr ein Stopp-Start System mit PES

nn >> nnAA

nn





1berholt die Kurbelwelle den Anlasser, womit er abgekoppelt wird. Bei einer solchen Anordnung wird das Wlzlager whrend des gesamten Betrie-bes beansprucht und zwar mit der Motordreh-zahl. Dadurch sind die Anforderungen an das La-ger extrem hoch, da es auf die maximale Motordrehzahl und die vollen Motorbetriebs-stunden ausgelegt werden muss. Ebenfalls luft der Freilauf immer mit Motordrehzahl um. Da-durch erzeugen beide Komponenten, Lager und Freilauf, whrend des gesamten Motorbetriebs ein Schleppmoment und damit zustzliche Ver-lustleistung.

Fr die LuK Lsung kann einfache Wlzlagertech-nik eingesetzt werden, da die Belastung um ein Vielfaches geringer ausfllt, als bei einer konven-ti onellen Freilaufanordnung. Hierbei wird der An-lasserzahnkranz nicht mehr auf dem drehenden Abtrieb der Kurbelwelle gelagert, sondern auf dem stehenden Kurbelgehuse (Bild 19). Der Frei-lauf ist als Fliehkraft kupplung ausgefhrt und mit der Kurbelwelle verschraubt. Bei berschreiten des Anlasserdrehzahlbereiches (nA in Bild 17) -net die Fliehkraft kupplung und koppelt dadurch den Anlasserzahnkranz von der Kurbelwelle ab. Bei dieser Anordnung muss das Wlzlager ledig-lich auf die Anlasserdrehzahl und auf die Dauer der Stopp- und Startvorgnge ausgelegt werden. Nach dem Motorstart erzeugt diese Anordnung kein zustzliches Schleppmoment und damit kei-ne Verlustleistung. Der LuK Freilauf fr ein PES ist dadurch uerst robust und ohne Nachteile fr den Gesamtwirkungsgrad.

Hhere Anforde-rungen an das KupplungssystemOpti mierungen bezglich Verbrauch und Dreh-schwingungen bei modernen Antriebsstrngen mit Verbrennungsmotor betre en prakti sch aus-schlielich das Fahren bei geschlossener Kupplung. Die Schnitt stelle zwischen Motor und Getriebe ist dabei durch den Drehschwingungsdmpfer ma-geblich geprgt. Die Verhltnisse ndern sich kom-plett fr Betriebszustnde mit schlupfender bezie-hungsweise betti gter Kupplung. Bei einem idealen Reibwertverhalten der Kupplung wrden, bei aus-reichend hoher Schlupfdrehzahl, theoreti sch keine Wechselmomente mehr direkt vom Motor auf das Getriebe bertragen werden. Ein E ekt, der bei schlupfgeregelten Systemen zur Drehschwingungs-isolati on genutzt wird.

Dennoch gibt es bekanntermaen eine Reihe von Komfort- und NVH-Problemen, fr die das Kupp-lungssystem beziehungsweise das gesamte Fahr-zeug ausgelegt werden mssen. In den vergangenen Jahren war dies ebenfalls stark getrieben durch die Evoluti on bei den Dieselmotoren. Die signifi kant ge-sti egenen Motormomente durch Turboaufl adung fhrten bei Handschaltgetrieben zu hheren Betti -gungskrft en [1], die vergleichsweise geringen ver-fgbaren Motormomente im unteren Drehzahlbe-reich in einigen Fllen zu Anfahrschwchen.

Letzteres ist einerseits ein Komfortt hema, jedoch wird dadurch auch die Situati on bezglich Anfahr-energie kriti scher. Dies kann zu einer reduzierten Lebensdauer, insbesondere aber auch zu hohen Temperaturen der Kupplung beim Anfahren am Berg mit Hnger fhren. Hier ist auch vermehrt mit Defi ziten bei aufgeladenen kleinvolumigen Benzin-motoren zu rechnen. Motorseiti g knnen e ekti ve Gegenmanahmen ergri en werden. Spezielle Mo-torkennfelder mit fallenden Teillastkennlinien sowie eine mglichst hohe Dynamik whrend der Anfahr-phase stabilisieren den Anfahrvorgang. Dies ist glei-chermaen positi v fr die Anfahrenergie als auch fr den Anfahrkomfort.

Ein Beispiel zeigt Bild 20. Zusammen mit einem Au-tomobilhersteller wurde das motorseiti ge Opti mie-rungspotenzial hinsichtlich Anfahrqualitt fr ei-nen kleinvolumigen, aufgeladenen Dieselmotor untersucht. Die Modifi kati on betraf in erster Linie den Verlauf der stati schen Teillastkennlinien (Lini-en Motormoment ber Motordrehzahl fr kons-tante Lastpedalstellung). Im Vergleich zur Basis (Serienstand, grau in Bild 20) konnte das Niveau der Anfahrenergie deutlich abgesenkt werden. Ins-besondere kriti sche Anfahrvorgnge mit hohen Energieeintrgen knnen durch die Manahme weitgehend vermieden werden. Bei der subjekti -ven Bewertung war der Unterschied ebenfalls er-

heblich. Im Mitt el wurden Verbesserungen von 1,5 Noten erreicht.

Insgesamt fhren verschrft e Randbedingungen von Motor und Getriebe zu hheren Anforderungen an das Kupplungssystem (Bild 21). Die motorseiti ge Anre-gung sowie die Sensiti vitt des Getriebes beziehungs-weise des gesamten Antriebsstrangs nehmen zu. Ins-besondere ist ein Trend zu grerer Vielfalt von Vibrati ons- und Geruschphnomenen in der Schlupf-phase festzustellen. Eine Reihe von Problemen kn-nen durch axiale Schwingungen der Kurbelwelle ver-ursacht werden. Einige wichti ge Beispiele hierfr sind:

Pedalvibrati onen

Betti gungsgerusche

Rupfen (Modulati onsanregung)

Antriebsstranggerusche (Rasseln, Ratt ern, Whoop)

Diese zwangs- oder impulserregten Phnomene knnen mit einem deckelfesten Ausrcksystem (DFA) [10] besonderst e ekti v gelst werden, da der Anregungsmechanismus kompensiert wird. Der DFA ist seit 2009 in einer Hybridanwendung in Serie, fr Handschaltgetriebe bei einigen Auto-mobilherstellern aus unterschiedlichen Problem-stellungen in der Konzeptphase.

00

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49MotMotorordrdrehzehzahlahl

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VVerterteilungeilung AnAnffahrahrenerenergiegie(12 % St(12 % Steigung mit Hngeigung mit Hnger)er)

SubjekSubjektivtivee BeBewwertungertung

AnAnffahrahrenerenergiegie in kJin kJ AnAnffahrahrsituasituationtion

MotMotorkorkennennffeldeld

Bild 20 Einfl uss Motorkennfeld auf Anfahrstabilitt Fahrversuch mit 10 Testpersonen

JahrJahr

MotMotorordrdrehzehzahlahl

MotMotorordrdrehzehzahlahl

JahrJahr

RandbedingungRandbedingungenen

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VVolllasolllasttCharCharakaktteriseristiktik

DoDownspeedingwnspeeding

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HherHhereeSensitivitSensitivittt AbAbsenksenkungung

LeerlaufLeerlaufdrdrehzehzahlahlKKurbelwurbelwellenellen

AxialschAxialschwingungwingungenen

ZunahmeZunahmeZusaZusatztzvverbrerbraucheraucher

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IsolaIsolationtion ImpactsImpactsMechan.Mechan.

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PPedalkredalkraaftftModulaModulationtion

RupRupffenenBelag-Belag-vvererschleischlei

AnAnffororderungderungenen

Bild 21 Verschrft e Randbedingungen und Anforderungen fr ein Kupplungssystem





1

Bild 22 zeigt ein Beispiel fr ein Geruschproblem (Rasseln) in der Schlupfphase, welches durch Kr-perschallspitzen am Getriebe im zeitlichen Abstand der 0,5-ten Motorordnung charakterisiert ist. Die Ausgangssituati on mit konventi onellem Ausrck-system ist mit einer subjekti ven Note von 4 gewer-

tet. Mit DFA wird die Note 10 erreicht, die Spitzen im Krperschallsignal whrend der Einkuppelphase sind komplett eliminiert.

Ein weiteres Beispiel fr die Wirksamkeit des DFA zeigt Bild 23. Bei der Rupfb ewertung kann in die-

sem Fahrzeug mit ei-nem DFA ebenfalls die Note 10 erreicht wer-den. Die Anregung ist nachweislich durch Kurbelwellenschwin-gungen verursacht.

Wie stark sich eine An-regung auf die subjekti -ve Note auswirkt, hngt mageblich von der Schwingungsfhig-keit des Systems ab, welches angeregt wird. Die gleiche Anregung kann dadurch in dem einen Fahrzeug zu ei-ner guten und in einem anderen Fahrzeug zu einer schlechten Bewertung fhren. Beispielsweise zei-gen bezglich der Rupfempfi ndlichkeit verschiede-ne Fahrzeuge gravierende Unterschiede, wie der Vergleich von etwa 40 Fahrzeugen in Bild 24 zeigt.

Der Fahrzeugfaktor auf der x-Achse reprsenti ert das e ekti ve Fahrzeuggewicht beziehungsweise die Fahrzeuggre. Die Rupfempfi ndlichkeit ist eine Fahrzeugkonstante. Sie ist der Faktor zwischen Ursache (Anregung) und Wirkung (Fahrzeugvibrati -on) und gilt fr eine harmonische Anregung in Rup requenz, wobei kleine Werte gnsti g sind.

Die Limousinen A und B sind in der gleichen Fahr-zeugklasse und hnlich motorisiert. Die Rupfemp-fi ndlichkeit von Limousine B ist mehr als doppelt so hoch wie bei Limousine A. Konkret bedeutet dies, dass bei gleicher Rupfanregung mehr als die dop-pelten Fahrzeugvibrati onen zu erwarten sind. Das gleiche gilt fr das Beispiel der beiden Kleinwagen. Allgemein sind die kleineren Fahrzeuge empfi ndli-cher als die greren, da weniger Masse beschleu-nigt werden muss. Allerdings kompensiert sich dies teilweise, da die Motoren kleiner und die Momen-tenkapazitten der Kupplungen geringer sind.

Die Unterschiede der Empfi ndlichkeiten ergeben sich im Wesentlichen aus den Wechselwirkungen des Antriebsstrangs mit den Eigenmoden des Mo-torblocks (Rotati on, Translati on) und der Radauf-hngung (Translati on).

Fahrzeuge mit hoher Rupfempfi ndlichkeit sind mit dem Stand der Technik nur schwer zu beherrschen. Spezielle Manahmen knnen notwendig werden, um Beanstandungen zu vermeiden. Neben Bau-

teilopti mierung kann je nach Anregungstyp ein de-ckelfestes Ausrcksystem (Bild 23) oder ein Schlag-ausgleichslager (Bild 26) helfen. Eine weitere Lsung bietet ein Rupft ilger [11] mit dem Vorteil, unabhngig vom Anregungstyp Rupfen e zient zu reduzieren beziehungsweise zu vermeiden.

Die mglichen Probleme sind vielschichti g und werden oft erst in der Fahrzeugerprobung und da-mit spt im Entwicklungsprozess identi fi ziert. Bei LuK werden intensiv Mess- und Simulati onsmetho-den entwickelt, um die verschiedenen Phnomene auf Gesamtsystem- und Komponentenebene nach-zubilden. Ziele sind eine mglichst frhe Erken-nung potenzieller Probleme sowie die Entwicklung von robusten Konstrukti onen und Abhilfemanah-men. Beispielsweise ist das sogenannte Eek-Noise, eine Instabilitt von Eigenmoden der Getriebeein-gangswelle, virtuell abgebildet worden. Erst da-durch war es mglich, stabilisierende Manahmen abzuleiten. Konkret wurden hierfr kipp- und radi-alweiche Kupplungsscheiben entwickelt, die die Wahrscheinlichkeit eines instabilen Systemverhal-tens deutlich reduzieren [11].

Im Zusammenhang mit Pedalvibrati onen kann mit Hilfe von fundierten Simulati onsmodellen das ge-samte System vom Schwungrad bis zum Pedal ana-lysiert und opti miert werden [12]. Diese Mglich-keit wird im Entwicklungsprozess intensiv genutzt, um Hydraulikleitungen und -dmpfer genau abzu-sti mmen [10]. Auch vermeintlich kleine Details werden exakt modelliert und untersucht. Ein Bei-spiel hierfr ist die Schnitt stelle zwischen Tellerfe-derzungen und Ausrcklager. Je nach Gestaltung von Zungenform und Reibwert in der Kontaktzone,

00 22 3311

00 22 3311

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AusrckAusrckssyyssttemem deckdeckelfelfesesttAusrckAusrckssyyssttemem kkononvvenentionelltionellsubjeksubjektivtivee NotNote 10e 10subjeksubjektivtivee NotNote 4e 4


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GetriebeMotor

Bild 22 Rasselgerusch in der Schlupfphase Wirksamkeit deckelfestes Ausrcksystem (DFA)

22

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AusrckAusrckssyyssttemem deckdeckelfelfesesttAusrckAusrckssyyssttemem kkononvvenentionelltionellsubjeksubjektivtivee NotNote 10e 10subjeksubjektivtivee NotNote 6,5e 6,5





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22

GetriebeMotor

Bild 23 Kurbelwellenerregtes Rupfen Wirksamkeit deckelfestes Ausrcksystem (DFA)

55

0,00,0

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FFahrzahrzeugfeugfakakttoror kkFzFzgg in 1/kgmin 1/kgm

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VVererssttrkrkungung

LimousineLimousine AA

LimousineLimousine BBKleinKleinwwagagenen AA

KleinKleinwwagagenen BB

Bild 24 Benchmark Rupfempfi ndlichkeit von Personenkraft wagen im 1. Gang





1sind auch an dieser Stelle je nach Aus-gangslage nennenswer-te Verbesserungen mglich (Bild 25). Posi-ti v ist ein mglichst ge-ringer Reibwert, der zuverlssig durch eine zustzliche Kontakt-scheibe am Ausrckla-ger realisiert werden kann [10].

Um mgliche Proble-me frhzeiti g zu identi -fi zieren, ist eine inten-sive Zusammenarbeit von Automobilherstel-ler und Lieferant auf-grund verschrft er Randbedingungen noch wichti ger geworden. Nur so kann ein Handlungs-bedarf mglichst frh erkannt und die aus techni-scher und kommerzieller Sicht beste Lsung ge-meinsam entwickelt werden. Einige bekannte, aber auch neue Beispiele fr problem- und kom-fortorienti erte Systemlsungen sind in Bild 26 dargestellt.

ZusammenfassungIm Wett lauf mit Hybridisierung und letztendlich Elektrifi zierung der Antriebsstrnge wird der Ver-brennungsmotor noch geraume Zeit die Fhrungs-rolle beanspruchen.

Motorseiti ge Opti mierungen sowie die Auswahl ei-nes geeigneten Getriebekonzeptes zur Ausschp-fung der Verbauchsredukti onspotenziale werden hier aus dem bisherigen Zielkonfl ikt Fahrspa oder E zienz das Ziel Fahrspa und E zienz machen.

Ein wesentliches Schlsselelement fr solche An-triebsstrnge werden die Dmpfer- und Kupplungs-systeme darstellen. Ihnen wird die Herkulesaufgabe zukommen, bei steigenden Ungleichfrmigkeiten, zunehmenden Komfortansprchen und reibungsop-ti mierten Antriebsstrngen opti male Isolati onsgra-de zu bieten.

Schaltempfehlungen, Stopp-Start Systeme sowie eben je nach Fahrzeugklasse die Automati sierung von Getrieben werden in absehbarer Zeit eine Selbstver-stndlichkeit sein und nicht mehr um die Akzeptanz der Fahrzeugkufer werben mssen. Das Gros dieser technischen Lsungen lsst sich durch intelligente Weiterentwicklung bestehender Komponenten wie ZMS, Kupplung und Ausrcksystem darstellen.

Mehr denn je wird eine enge Zusammenarbeit zwi-schen Automobilhersteller und Lieferant notwen-dig sein: zum einen bei der Konzeptauswahl bezie-hungsweise sogar bei der Antriebsstrangdefi niti on, zum anderen bei der Serienentwicklung.

Literatur[1] Zink, M.; Hausner, M.; Welter, R.; Shead, R.:

Kupplung und Ausrcksystem So macht Kuppeln Spa! 8. LuK Kolloquium 2006

[2] Shell Pkw-Szenarien bis 2030 Fakten, Trends und Handlungsopti onen fr nach-halti ge Auto-Mobilitt. htt p://www.shell.de/pkwszenarien

[3] Mller, B.: LuK-Drehmomentwandler Strategiefhige Wandler fr neue Automa-ti kgetriebe. VDI-Bericht Nr. 2029, Dssel-dorf 2008

[4] Zink, M.; Hausner, M.: Das Fliehkraft pendel Anwendung, Leistung und Grenzen dreh-zahladapti ver Tilger. ATZ, Heft 07/08 2009

[5] Kroll, J.; Kooy, A.; Seebacher, R.: Land in Sicht? - Torsionsschwingungsdmpfung fr zuknft ige Motoren. 9. LuK Kolloquium 2010

[6] Reik, W.: Torsionsschwingungsisolati on im Antriebsstrang Ein Wertungsversuch. 4. LuK Kolloquium 1990

[7] Kooy, A.; Gillmann, A.; Jckle, J.; Bosse, M.: ZMS Nichts Neues? 7. LuK Kolloquium 2002

[8] Sti ef, H.; Pfl ug, R.; Schmidt, T.; Fechler, C.: Riementriebsysteme CO2-Reduzierungs-potenziale und wie sie erreicht werden. 9. LuK Kolloquium 2010

[9] Bosch: Presseinformati on PI6753 August 2009

[10] Welter, R.; Lang, V.; Wolf, B.: Kupplungsbe-tti gung mit Kpfchen. 9. LuK Kolloquium 2010

[11] Freitag, J.; Gerhardt, F.; Hausner, M.; Witt -mann, C.: Das Kupplungssystem der Zu-kunft mehr als Trennen und Verbinden. 9. LuK Kolloquium 2010

[12] Fidlin, A.; Ineichen, L.; Kremer, E.; Klnder, D.; Tikhomolov, A.: Schwingungen im Kupplungssystem: Von der Kurbelwelle bis zum Pedal. VDI-Bericht Nr. 2077, Dssel-dorf 2009

DeckDeckelfelfesestteses AusrckAusrckssyyssttememEliminierung vEliminierung von NVH-Pron NVH-Problemenoblemenaufaufgrund vgrund von Kon Kurbelwurbelwellen-ellen-AxialschAxialschwingungwingungen [10]en [10]

SchlagSchlagausgleichslagausgleichslagererRReduzierung veduzierung von gon geomeeometrischertrischerRupRupffanranregung [10]egung [10]

KKribbelfiltribbelfiltererRReduzierung veduzierung von Pon Pedalvibredalvibraationentionen(insbesonder(insbesondere niederfre niederfrequenequenttes Pulsen)[10]es Pulsen)[10]

AusrcklagAusrcklagerer mit Kmit Kunsunstststtoffoffscheibescheibeggeringeringerere Re Reibung im Beeibung im Betttigungsstigungssyyssttem,em,RReduzierung veduzierung von Druckon Druckschschwingungwingungen [10]en [10]

HyHydrdraulischeraulischer TilgTilgererRReduzierung veduzierung von Druckon Druckschschwingungwingungenenim Ausrckim Ausrckssyyssttemem(Fr(Frequenzberequenzbereich ~ 100eich ~ 100 500Hz) [10]500Hz) [10]

KKupplungspedalupplungspedal mitmit FFederederspeicherspeicherRReduzierung der Beeduzierung der Betttigungskrtigungskrftfte,e,OpOptimierung Betimierung Betttigungskrtigungskraaftvftverlauf [10]erlauf [10] VVolumensolumenstrtromgomgereregegeltelterer PPTLTL

Schutz fr ZMS und AnSchutz fr ZMS und Antriebtriebsssstrtrang vang vororSpitzSpitzenmomenenmomentten, gen, geringeringe Dre Drosselvosselverluserlustteebei normaler Bebei normaler Betttigungsgtigungsgescheschwindigkwindigkeiteit

SerServvounounttererssttzttzungungggeringeringe Bee Betttigungskrtigungskrftfte unde undBeBetttigungshtigungshyyssttererese,ese,opoptimaler Ktimaler Krraaftvftverlauf [1]erlauf [1]

RupRupftilgftilgerer

RReduzierung aller zeduzierung aller zwwangsangangsangereregegtten Rupen Rupffschschwingungwingungen,en,VVermeidung vermeidung von Selbon Selbssttanranregung (Belagrupegung (Belagrupffen)[11]en)[11]

AbkAbkopplungs-Mitnehmeropplungs-MitnehmerscheibescheibeRReduzierung veduzierung von Geron Geruschen in deruschen in derSchlupSchlupfphase auffphase aufgrund insgrund insttabilerabilerGeGetriebeeingtriebeeingangsangswwellen-Moden [11]ellen-Moden [11]

Bild 26 Beispiele fr e ziente Produkte zur Opti mierung des Systemverhaltens in der Schlupfphase

a)a)

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0,00,0

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AxialeAxiale AnrAnregungegung

AxialschAxialschwingungwingung TTellerfellerfederzederzungungee

RadialschRadialschwingungwingung TTellerfellerfederzederzungungee

ggeringeringe Zunge Zungenhheenhheniedrigniedriger Rer Reibeibwwertert

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Bild 25 Pedalvibrati onen Detailopti mierung an der Kontaktstelle Tellerfederzungen zu Ausrcklager

Luk 1 Engleza

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