Modellbildung und Simulation der Antriebsdynamik von Personenwagen:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
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| adam_text | Titel: Modellbildung und Simulation der Antriebsdynamik von Personenwagen
Autor: Schmitz, Thomas
Jahr: 1994
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Literaturübersicht............................. 3 1.2 Inhalt und Ziel der Arbeit........................ 6 1.3 Bemerkungen zur Schreibweise...................... 8 2 Der Antriebsstrang als Subsystem eines räumlichen Fahrzeugmodells 9 2.1 Abgrenzung der Aufgabenstellung.................... 9 2.2 Bewegungsgleichungen für Mehrkörpersysteme............. 11 2.2.1 Kinematik............................. 12 2.2.2 Dynamik.............................. 14 2.3 Allgemeine Aspekte bei der Modellbildung des Antriebsstranges ... 17 2.3.1 Systembeschreibung und Systemgrenze............. 17 2.3.2 Elastische Körper......................... 19 2.4 Ubertragungsverhalten ausgewählter Bauelemente...........20 2.4.1 Kardangelenkwelle........................20 2.4.2 Gleichlaufgelenkwelle.......................23 2.4.3 Zahnradgetriebe..........................28 2.5 Kraftgesetze................................30 2.5.1 Elastische Bauelemente......................30 2.5.2 Differentialsperren ........................31 2.5.3 Verbrennungsmotor........................33 2.6 Motorlager.................................34 2.6.1 Kinematisches Ersatzsystem...................34 2.6.2 Hydrolager ............................36 2.7 Rechenzeitoptimiertes Aufstellen der Bewegungsgleichungen.....39
VI Inhaltsverzeichnis 3 Modellierung spezieller Antriebsstränge 45 3.1 Frontantrieb................................45 3.2 Heckantrieb................................50 3.3 Allradantrieb...............................54 3.4 Einfluß des Antriebskonzeptes auf die Fahrdynamik..........59 4 Auslegung einer Antriebsschlupfregelung mit Hilfe der Fuzzy-Logik 62 4.1 Prinzip und Aufbau eines Fuzzy-Reglers................62 4.2 Entwurf des Reglers............................66 4.3 Wirkungsweise des Reglers........................71 5 Anwendungsspezifische Modellbildung 74 5.1 Längsdynamik...............................74 5.1.1 Beschreibung des Modells....................74 5.1.2 Formulierung der Bewegungsgleichungen............76 5.2 Analytische Untersuchung des Konstantruckeins............78 5.2.1 Modellreduktion .........................78 5.2.2 Stabilität der Schwingung....................81 5.3 Zeitsimulation des Konstantruckeins...................84 6 Baugruppenorientierte Simulationsumgebung für die Antriebsdynamik 86 6.1 Modularisierung des Antriebsstranges..................86 6.2 Bewegungsgleichungen unter Berücksichtigung von Bindungen .... 88 6.3 Dynamik für Systeme mit zeitvarianter Struktur............90 6.3.1 Auswerten der rechten Seite der Bewegungsgleichungen .... 92
Inhaltsverzeichnis VII 6.3.2 Erfassen der Umschaltpunkte..................93 6.3.3 Neuinitialisierung des Systems..................95 6.3.4 Kritische Anmerkungen zur Modellierung Coulombscher Reibung..............................98 6.4 Numerische Integration unter Berücksichtigung algebraischer Nebenbedingungen ................................98 6.4.1 Allgemeine Bindungen......................98 6.4.2 Lineare Bindungen........................100 6.5 Basiselemente mit zeitvarianter Struktur ................102 6.5.1 Spielbehaftetes Antriebselement.................103 6.5.2 Reibungsbehaftetes Antriebselement ..............106 6.6 Spezialfall eines n-Massen-Schwingers..................108 7 Strukturvariante Teilsysteme des Antriebsstranges 110 7.1 Verbrennungsmotor............................110 7.2 Aus Basiselementen aufgebaute Teilsysteme..............112 7.2.1 Schaltbare Reibungskupplung................. . 112 7.2.2 Freilaufsperren..........................113 7.2.3 Blockierende Räder........................115 7.3 Schaltgetriebe...............................117 7.4 Automatikgetriebe............................119 7.4.1 Bewegungsgleichungen für die Basistopologie..........120 7.4.2 Hydrodynamischer Wandler...................122 7.4.3 Berücksichtigung der Zeitvarianten Struktur..........124 7.4.4 Simulation eines Beschleunigungsvorganges...........126 7.5 Rasselschwingungen in Zahnradgetrieben................127
VIII Inhaltsverzeichnis 7.5.1 Modellbildung...........................127 7.5.2 Betrachtung einer Getriebestufe.................129 7.5.3 Simulationsergebnisse.......................131 7.5.4 Interpretation der Rasselschwingungen.............132 7.6 Zweimassenschwungrad..........................134 7.6.1 Möglichkeiten der Schwingungsisolation.............134 7.6.2 Modellbildung...........................135 7.6.3 Redundante Bindungen......................137 7.6.4 Vergleich des Schwingungsverhaltens eines Zweimassenschwungrades und eines Torsionsdämpfers................138 8 Zusammenfassung 139 A Kinematik eines Gleichlaufgelenkes 141 B Grundlagen der Fuzzy-Logik 143 Literaturverzeichnis 145
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