Rechnerische Wirkungsgraduntersuchung an lastschaltbaren Fahrzeuggetrieben

Calculative efficiency analysis of automotive powershift transmissions

  • Die vorliegende Diplomarbeit leistet einen Beitrag zur Analyse, Prognose und Verbesserung des Wirkungsgrades von lastschaltbaren Fahrzeuggetrieben. Durch Effizienzsteigerung im Antriebsstrang wird den geforderten CO2-Grenzwerten Rechnung getragen. Hierfür zeigt die Arbeit eine Methodik auf, damit zukünftig in der Entwicklungsphase detaillierte Aussagen zur Verlustverteilung getroffen werden, um gezielte Optimierungsmaßnahmen zu schlussfolgern. Nach der Recherche der einzelnen Verlustquellen und ihren mathematischen Berechnungsansätzen wird mittels Computersoftware ein Modell erstellt, mit dem automatisch Verlustleistungskennfelder generiert werden. Diese Kennfelder bilden die Grundlage für Fahrzyklussimulationen, womit die Berechnung des durchschnittlichen Wirkungsgrades, Verbrauches sowie der CO2-Emission für verbrauchsrelevante Geschwindigkeitsverläufe erfolgt. Anschließend werden Verbesserungsmaßnahmen, welche von der Aktorik, Verzahnung, Lagerung, Übersetzung bis zu den Synchronisierungen reichen, abgeleitet und im Fahrzyklus bewertet. Am Beispiel eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes der IAV wird dieser Lösungsweg dargelegt. Dabei wird für konkrete Randbedingungen nachgewiesen, dass der mittlere Gesamtwirkungsgrad von 92,5 % auf 95,1 % steigerungsfähig ist. Den Abschluss bilden ein Variantenvergleich dieser vorgeschlagenen Maßnahmen und eine Konstruktionsempfehlung.
  • The present diploma thesis contributes to analysis, prediction and enhancement the effectiveness of automotive powershift transmission systems. Through raising the powertrain efficiency fulfills the claimed CO2-limit value. This finale paper shows a method to give detailed statements about loss distribution in the development phase in future time. Thereby it is possible to reason determined optimization measures. After researching the unique loss sources and their mathematical approaches, is drawn up a model with computer software. This enables to generate automatically power loss maps. The characteristic diagrams are the basis of driving cycle simulations and with that they can be calculated for the average efficiency, consumption and also the CO2-emission for obligatory driving cycles. It can derive and assess the optimization measures in the driving cycles. The methods reach from actuating, tooth design, bearing, alternative ration up to synchronizers. This process chain is shown at a seven-speed dual-clutch transmission designed by IAV GmbH. The overall efficiency for define boundary conditions rises of 92.5 % up to 95.1 %. The conclusion forms a comparison of suggested measures and engineering recommendations.

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Metadaten
Author:Martin Feustel
Advisor:Frank ForbrigGND, Jörn GetzlaffGND
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:IAV GmbH
Kauffahrtei 25, 09120 Chemnitz
Date of Publication (online):2014/01/28
Year of first Publication:2014
Date of final exam:2014/01/28
Tag:Fahrzyklussimulation; Längsdynamiksimulation; Verlustleistungskennfeld; Wirkungsgradkennfeld
GND Keyword:Fahrzeuggetriebe; Doppelkupplungsgetriebe; Wirkungsgrad; Verlustleistung; Fahrzyklus; Simulation
Page Number:84 Seiten, 47 Abb., 16 Tab., 28 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Maschinenbau und Kraftfahrzeugtechnik (bis 2018)
Release Date:2014/01/28