Beitrag zur systematischen, rechnergestützten Synthese und Bewertung mehrgängiger konventioneller und hybrider Planetenautomatikgetriebe:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
[Auerbach]
Verl. Wiss. Scripten
2012
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 403 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTVERZEICHNIS
7
INHALTSVERZEICHNIS
0 UEBERSICHT DER FORMELZEICHEN, INDIZES UND ABKUERZUNGEN 12
0.1 FORMELZEICHEN 12
0.2 INDIZES 2 3
0.3 ABKUERZUNGEN 2 4
1 EINFUEHRUNG 25
1.1 PROBLEMSTELLUNG 28
1.2 ZIEL DER ARBEIT 3 1
1.3 VORGEHENSWEISE 31
2 GRUNDLAGEN 33
2.1 FAHRZEUGGETRIEBE ALS KENNFELDWANDLER 3 3
2.1.1 LEISTUNGSBEDARF D E R FAHRWIDERSTAENDE 3 3
2.1.2 LEISTUNGSANGEBOT VON ANTRIEBSMOTOREN 37
2.1.3 DEFINITION D E R UEBERSETZUNGSREIHE 4 4
2.2 ANTRIEBSSTRAENGE IM FAHRZEUG 50
2.2.1 P K W MIT FRONTANTRIEB 5 0
2.2.2 P K W MIT HECKANTRIEB 5 1
2.2.3 P K W MIT ALLRADANTRIEB 5 2
2.2.4 ANTRIEBSSTRAENGE BEI N K W 5 3
2.3 FAHRZEUGGETRIEBE 5 4
2.3.1 KONVENTIONELLE FAHRZEUGGETRIEBE 5 5
2.3.1.1 EINTEILUNG KONVENTIONELLER FAHRZEUGGETRIEBE 5 5
2.3.1.2 AUTOMATISIERTE SCHALTGETRIEBE 5 8
2.3.1.3 DOPPELKUPPLUNGSGETRIEBE 6 0
2.3.1.4 PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE 6 2
2.3.1.5 STUFENLOSGETRIEBE 6 4
2.3.2 FAHRZEUGGETRIEBE FUER HYBRIDE ANTRIEBSSTRAENGE 6 7
2.3.2.1 MOTIVATION FUER DIE HYBRIDISIERUNG 6 7
2.3.2.2 KLASSIFIZIERUNG UND AUSFUEHRUNGSFORMEN 6 9
2.4 DEFINITIONEN UND BERECHNUNG VON PLANETENGETRIEBEN 75
2.4.1 BEGRIFFE PLANETENGETRIEBE 7 5
2.4.2 BERECHNUNG EINFACHER PLANETENGETRIEBE 7 8
2.4.2.1 GRUNDLEGENDE Z U S A M M E N H AE N G E DES STANDGETRIEBES 7 8
2.4.2.2 BAUFORMEN EINFACHER PLANETENGETRIEBE 7 9
2.4.2.3 STANDUEBERSETZUNG 81
2.4.2.4 KINEMATIK 8 2
2.4.2.5 KINETIK 8 8
2.4.2.6 LEISTUNG 9 1
2.4.2.7 BERECHNUNG MIT MATRIZEN 9 6
2.4.3 BERECHNUNG ZUSAMMENGESETZTER PLANETENGETRIEBE 100
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IMAGE 2
8 INHALTVERZEICHNIS
2.4.3.1 BEZEICHNUNGEN 100
2.4.3.2 ERGAENZUNGEN ZUR BERECHNUNG 101
2.4.3.3 REDUZIERTE PLANETENGETRIEBE 103
3 STAND DER TECHNIK 105
3.1 FAHRZEUGGETRIEBE MIT PLANETENGETRIEBEN 105
3.1.1 KONVENTIONELLE FAHRZEUGGETRIEBE 105
3.1.1.1 RAVIGNEAUX-AUTOMATIKGETRIEBE 105
3.1.1.2 LEPELLETIER-AUTOMATIKGETRIEBE 106
3.1.1.3 AISIN-ACHTGANG-AUTOMATIKGETRIEBE 107
3.1.1.4 DAIMLER-FUENFGANG-AUTOMATIKGETRIEBE 107
3.1.1.5 DAIMLER-SIEBENGANG-AUTOMATIKGETRIEBE 108
3.1.1.6 GENERAL MOTORS-SECHSGANG-AUTOMATIKGETRIEBE 108
3.1.1.7 ZF-ACHTGANG-AUTOMATIKGETRIEBE 109
3.1.1.8 POLAK-AUTOMATIKGETRIEBE 110
3.1.1.9 ECOMAT-AUTOMATIKGETRIEBE 111
3.1.2 FAHRZEUGGETRIEBE FUER HYBRIDE ANTRIEBSSTRAENGE 111
3.1.2.1 TOYOTA HYBRID SYSTEM/HYBRID SYNERGY DRIVE 111
3.1.2.2 TWO-MODE-HYBRID 114
3.1.2.3 SEL-GETRIEBE 116
3.1.2.4 DUALDRIVE 116
3.1.2.5 GEELY HYBRID POWER-TRAIN 117
3.1.2.6 MULTISTRANG-GETRIEBE 118
3.1.2.7 ELEKTRODYNAMISCHES ANFAHRELEMENT 119
3.2 SYNTHESE MEHRGAENGIGER PLANETENGETRIEBE UND HYBRIDGETRIEBE 120
3.3 ENTWICKLUNG ZUKUENFTIGER GETRIEBEGENERATIONEN 122
4 CODIERUNG UND RECHNERGESTUETZTE ANALYSE VON GETRIEBEN 125
4.1 BEZEICHNUNGEN DER WELLEN UND SCHALTELEMENTE 126
4.2 CODIERUNG DER GETRIEBE UND RANDBEDINGUNGEN 127
4.2.1 BESCHREIBUNG D E R RADSATZSTRUKTUR 127
4.2.2 BESCHREIBUNG D E R SCHALTELEMENTE 129
4.2.3 BESCHREIBUNG D E R MASSENTRAEGHEITEN 130
4.2.4 BESCHREIBUNG D E R SCHALTLOGIK 131
4.2.5 BESCHREIBUNG D E R AEUSSEREN KINEMATISCHEN UND KINETISCHEN
RANDBEDINGUNGEN 133
4.3 RECHNERGESTUETZTE ANALYSE VON GETRIEBEN 137
4.3.1 BERECHNUNGSALGORITHMUS D E R KINEMATIK 137
4.3.2 BERECHNUNGSALGORITHMUS D E R KINETIK 140
4.3.3 ANWENDUNG D E R ANALYSEMETHODIK A M BEISPIEL 148
5 SYNTHESE KONVENTIONELLER UND HYBRIDER PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE 155
5.1 ERZEUGUNG DER PLANETENRADSATZSTRUKTUR 155
5.1.1 DEFINITION D E R WELLENCODIERUNG UND BETRACHTUNGEN Z U R
ISOMORPHIE 155
5.1.2 ERZEUGUNG D E R VARIANTEN EINES PLANETENRADSATZES 156
5.1.3 ZUSAMMENSETZEN D E R PLANETENRADSAETZE 158
5.1.4 ENTFERNUNG D E R ISOMORPHIEN UND DREIFACHKOPPLUNGEN 160
5.1.5 EINTEILUNG D E R REDUZIERTEN GETRIEBE-MATRIZEN 165
IMAGE 3
INHALTVERZEICHNIS 9
5.1.6 VORGEHENSWEISE FUER EINE EFFIZIENTE GENERIERUNG 167
5.2 ERZEUGUNG DER SCHALTELEMENTE 169
5.2.1 DEFINITION D E R SCHALTELEMENTE 169
5.2.2 ERZEUGUNG D E R KOPPEL-MATRIZEN 169
5.2.3 EINTEILUNG D E R KOPPEL-MATRIZEN 171
5.3 ERZEUGUNG DER GETRIEBESTRUKTUREN 173
5.3.1 ERSTELLUNG D E R GETRIEBESTRUKTUREN 173
5.3.2 UEBERPRUEFUNG D E R TECHNISCHEN RELEVANZ 176
5.3.3 UEBERPRUEFUNG D E R BINDBARKEIT UNTER VERWENDUNG D E R
GRAPHENTHEORIE 177
5.3.3.1 DIE GRAPHENTHEORIE 178
5.3.3.2 DIE ABBILDUNG D E R GETRIEBESTRUKTUR DURCH EINEN GRAPHEN 180
5.3.4 EINTEILUNG D E R GETRIEBESTRUKTUREN 188
5.3.5 BINDBARKEIT D E R GETRIEBESTRUKTUR MIT ZUSAETZLICHER ELEKTRISCHER
MASCHINE 190
5.4 ERMITTLUNG DER MAXIMALEN GANGANZAHL 192
5.4.1 SCHALTZUSTAENDE ZUSAMMENGESETZTER PLANETENGETRIEBE 193
5.4.2 BESTIMMUNG NUTZBARER SCHALTZUSTAENDE FUER VERSCHIEDENE GAENGE 194
5.4.3 MAXIMALE GANGANZAHL D E R GETRIEBESTRUKTUREN D E R ANBINDUNGS
FAELLE 2 0 0
5.5 OPTIMIERUNG DER STANDUEBERSETZUNGEN UND DER SCHALTLOGIK 202
5.5.1 VORSTELLUNG DES OPTIMIERUNGSABLAUFS 2 0 3
5.5.2 VOROPTIMIERUNG D E R STANDUEBERSETZUNGEN OHNE BEACHTUNG D E R
SCHALTLOGIK 2 0 5
5.5.2.1 ERSTELLUNG D E R SCHALTLOGIK-MATRIZEN 2 0 5
5.5.2.2 DEFINITION DER ZIELFUNKTION 2 0 6
5.5.2.3 DEFINITION D E R OPTIMIERUNGSRAEUME 211
5.5.2.4 OPTIMIERUNG D E R STANDUEBERSETZUNGEN OHNE SCHALTLOGIK 2 1 4
5.5.3 NACHOPTIMIERUNG D E R STANDUEBERSETZUNGEN UNTER BEACHTUNG D E R
SCHALTLOGIK 2 2 2
5.5.3.1 VARIATION D E R SCHALTLOGIK-MATRIZEN 2 2 2
5.5.3.2 MODIFIZIERUNG D E R ZIELFUNKTION 2 2 3
5.5.3.3 OPTIMIERUNG D E R STANDUEBERSETZUNGEN U N D SCHALTLOGIK 2 2 5
5.5.4 UEBERPRUEFUNG DES OPTIMIERUNGSERGEBNISSES 2 2 8
5.6 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS 231
6 ANALYSE DES VERBRENNUNGSMOTORSTARTS 234
6.1 STARTVERHALTEN DES VERBRENNUNGSMOTORS 235
6.2 START MIT HYBRIDMODUL 239
6.2.1 FUNKTIONSWEISE UND BERECHNUNG 2 3 9
6.2.2 SIMULATIONSERGEBNISSE 2 4 2
6.3 START MIT IM GETRIEBE INTEGRIERTER E-MASCHINE 244
6.3.1 SCHALTZUSTAENDE Z U M START DES VERBRENNUNGSMOTORS 2 4 4
6.3.2 BELASTUNGEN I M AUTOMATIKGETRIEBE UND AN D E R E-MASCHINE 2 4 9
6.4 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS 252
7 ANALYSE DES ELEKTRISCHEN FAHRENS 254
7.1 ZUGKRAFTANGEBOT DURCH DEN ELEKTROMOTOR 255
7.2 ELEKTRISCHES FAHREN MIT HYBRIDMODUL 259
7.2.1 FUNKTIONSWEISE UND BERECHNUNG VON STRUKTURVARIANTEN 2 6 0
IMAGE 4
10
INHALTVERZEICHNIS
7.2.2 SIMULATIONSERGEBNISSE 2 6 8
7.3 ELEKTRISCHES FAHREN MIT IM GETRIEBE INTEGRIERTER E-MASCHINE 275
7.3.1 SCHALTLOGIKEN Z U M ELEKTRISCHEN FAHREN 2 7 6
7.3.1.1 SCHALTZUSTAENDE FUER ELEKTRISCHE GAENGE 2 7 6
7.3.1.2 UEBERPRUEFUNG D E R SCHALTZUSTAENDE FUER EINEN ANTRIEBSWECHSEL 2 8 3
7.3.1.3 SCHALTLOGIKEN FUER DAS ELEKTRISCHE FAHREN 2 8 6
7.3.2 BELASTUNGEN I M AUTOMATIKGETRIEBE UND RESULTIERENDE FAHRDYNAMIK
291
7.4 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS 296
8 ANALYSE DES BOOSTENS UND DER REKUPERATION 298
8.1 STEIGERUNG DES ZUGKRAFTANGEBOTS DURCH DAS BOOSTEN 298
8.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM BOOSTEN UND REKUPERIEREN 307
8.2.1 LEISTUNGSVERMOEGEN EINER E-MASCHINE IM DREHZAHLBEREICH DES
VERBRENNUNGSMOTORS 307
8.2.2 LEISTUNGSVERMOEGEN EINER E-MASCHINE I M ZYKLUS 3 1 0
8.2.3 ELASTIZITAETSVERBESSERUNG DURCH BOOSTEN 3 2 2
8.2.4 BELASTUNGEN I M AUTOMATIKGETRIEBE UND AN D E R E-MASCHINE 3 2 5
8.3 ZUSAMMENFASSUNG DES KAPITELS 335
9 BEWERTUNG KONVENTIONELLER UND HYBRIDER PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE 338
9.1 ABLAUF DER NUTZWERTANALYSE 338
9.2 EIGENSCHAFTEN UND DEREN KORRELATION MIT ENTWICKLUNGSZIELEN 340
9.2.1 EIGENSCHAFTEN DES VERBRENNUNGSMOTORISCHEN FAHRENS 3 4 2
9.2.2 EIGENSCHAFTEN DES VERBRENNUNGSMOTORSSTARTS 3 4 5
9.2.3 EIGENSCHAFTEN DES ELEKTRISCHEN FAHRENS 3 4 6
9.2.4 EIGENSCHAFTEN DES BOOSTENS 3 4 7
9.2.5 EIGENSCHAFTEN D E R REKUPERATION 3 4 8
9.3 DEFINITION DER EINGABEPARAMETER 349
9.3.1 VORSORTIERUNGSPARAMETER 3 4 9
9.3.2 BERECHNUNGSPARAMETER 3 5 0
9.3.3 KILLERWERTE 3 5 3
9.3.4 GEWICHTUNGSFAKTOREN 3 5 4
9.4 ANALYSE DER EIGENSCHAFTEN 355
9.5 ERMITTLUNG DER BEWERTUNGSZAHLEN 356
9.6 ERMITTLUNG DER SYSTEMREIHENFOLGE 358
9.6.1 KILLERSUCHE 358
9.6.2 BERECHNUNG D E R EINZELERFUELLUNGSGRADE 3 5 8
9.6.3 DETEKTIERUNG VON GETRIEBEFAMILIEN 3 5 9
9.6.4 BERECHNUNG D E R GESAMTERFUELLUNGSGRADE UND ERSTELLUNG DES RANKINGS
3 6 2
9.7 SENSITIVITAETSANALYSEN ZUR STEIGERUNG DER ERGEBNISQUALITAET 364
10 VORSTELLUNG SYNTHETISIERTER GETRIEBESTRUKTUREN 366
10.1 NEUE PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE FUER PKW-ANWENDUNGEN 366
10.1.1 ACHTGANG-AUTOMATIKGETRIEBE FUER STANDARDANWENDUNGEN 3 6 6
10.1.2 ACHTGANG-AUTOMATIKGETRIEBE FUER FRONTQUERANWENDUNGEN 3 7 2
IMAGE 5
INHALTVERZEICHNIS 11
10.2 NEUE PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE FUER NKW-ANWENDUNGEN 376
10.2.1 NEUNGANG-AUTOMATIKGETRIEBE FUER FLEXIBLE UEBERSETZUNGSREIHEN 3 7 6
10.2.2 NEUNGANG-AUTOMATIKGETRIEBE MIT ABLEITBARER ACHTGANG-VARIANTE 3 8
0
10.2.3 NEUNGANG-AUTOMATIKGETRIEBE FUER HOECHSTE WIRKUNGSGRADE 3 8 4
10.3 WEITERE NEUE PLANETENAUTOMATIKGETRIEBE 386
10.4 RESUEMEE ZU DEN SYNTHESEERGEBNISSEN 389
11 SCHLUSSBETRACHTUNGEN 390
11.1 ZUSAMMENFASSUNG 390
11.2 AUSBLICK 393
12 LITERATUR 396
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