Virtuelle Produktentstehung für Fahrzeug und Antrieb im Kfz (eBook)

Prozesse, Komponenten, Beispiele aus der Praxis

Ulrich Seiffert, Gotthard Ph. Rainer (Herausgeber)

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2008 | 2008
XVIII, 387 Seiten
Vieweg & Teubner (Verlag)
978-3-8348-9479-3 (ISBN)

Infos

Dieses Fachbuch stellt in anschaulicher Art den Bereich der virtuellen Produktentstehung am Beispiel des Kraftfahrzeugs dar. Anhand zahlreicher Praxisbeispiele aus den Bereichen Gesamtfahrzeug, Motor, Elektronik, Antriebsstrang und Nebenaggregate werden aktuelle virtuelle Techniken und Auslegungstools sowie Simulationsmethoden mit vielen aussagekräftigen Abbildungen anschaulich erläutert. Ihnen kommt wegen der wachsenden Komplexität und der gestiegenen Anforderungen im Produktentstehungsprozess stetig mehr Bedeutung zu, vor allem auch in der Darstellung ganzheitlicher Lösungen.

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert, ehemaliger Forschungs- und Entwicklungsvorstand der Volkswagen AG, ist geschäftsführender Gesellschafter der WiTech Engineering GmbH, Honorarprofessor und Sprecher des Zentrums für Verkehr der TU Braunschweig und Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der MTZ.
Dr. Gotthard Rainer ist Vice President Advanced Simulation Technologies der AVL List GmbH, Graz und Programmbeirat der jährlichen Veranstaltung Virtual Powertrain Creation der ATZ/MTZ.

Inhalt

Vorwort 5
Autorenverzeichnis 6
Inhaltsverzeichnis 9
Abkürzungen und Akronyme 15
1 Gesamtfahrzeug 17
1.1 Einsatz virtueller Techniken in der Produktentwicklung 17
1.2 Auslegungstools und Expertenwissen 45
1.3 Virtuelle Produktentwicklung in der Konzeptphase von Nutzfahrzeugen 74
1.4 Beschleunigung des Produktprozesses 91
1.5 Virtueller verteilter Entwicklungsprozess bei Abgasanlagen und - konzepten 104
2 Elektronik 115
2.1 Elektronik als Schlüsseltechnologie zur unfallfreien und umweltfreundlichen Mobilität der Zukunft 115
2.2 AUTOSAR – Der Standard, seine Anwendung und die weitere Entwicklung 130
2.3 Virtuelle Systementwicklung – Von der Anforderung zum Steuergerät 149
3 Motor 170
3.1 Virtuelle Antriebsstrangentwicklung 170
3.2 Steuertriebsentwicklung mit Simulation und Versuch 188
3.3 Virtuelle Motorenentwicklung 205
3.4 Zuverlässigkeitsmethoden in der Motorentwicklung 218
3.5 3D-Simulation der Kolbengruppe 229
3.6 Einsatz der Prozess- und Ladungswechselsimulation zur Bedatung von Motorsteuergeräten 243
4 Getriebe 265
4.1 Optimierungsverfahren in der Antriebstechnik 265
5 Antriebsstrang/ Hybrid 302
5.1 Modellbasierte Antriebsstrangentwicklung 302
5.2 Hybridfahrzeug in seiner Verkehrsumgebung 314
5.3 Einfluss des Strömungssiedens auf den kühlmittelseitigen Wärmeübergang in Verbrennungsmotoren 326
5.4 Simulation des NVH-Verhaltens im Antriebsstrang 339
6 Nebenaggregate 361
6.1 Simulation in der Produktentwicklung 361
6.2 Integrierte Virtuelle Gesamtfahrzeugsimulation ausgeführt am Beispiel des Thermischen Managements 374
Ausblick 396
Sachwortverzeichnis 397

Textauszug

3 Motor

3.1 Virtuelle Antriebsstrangentwicklung (S. 154-155)

Der Stand der Technik am Beispiel der Kalibrierung

3.1.1 Einleitung

Die rasant wachsende Komplexität moderner Antriebsstrangkonzepte sowie die steigende Anzahl von Fahrzeugvarianten bei gleichzeitig reduzierten Entwicklungszeiten bilden die wesentlichen Treiber einer simulationsgestützten (virtuellen) Entwicklung. Zusätzlich verlangt die zunehmende Vernetzung der Einzelkomponenten im Gesamtfahrzeug (z. B. Verbrennungsmotor und automatische Getriebetypen oder Verbrennungsmotor und Elektromotor in einem Hybridantrieb) die durchgängige Entwicklung und Optimierung im Sinne des Gesamtsystems. Ein wesentlicher Anspruch an die simulationsgestützte, virtuelle Antriebsstrangentwicklung besteht daher in der Nachbildung von nicht vorhandenen Antriebs- bzw. Fahrzeug-Komponenten zur Prüfung bzw. Abstimmung einer oder mehrerer Teile des Gesamtantriebsstranges an beliebiger Station im Prozess.

Dies betrifft sowohl die Fahrzeughersteller als auch deren Zulieferer und Dienstleister jeweils lokal als auch in deren vernetzter Zusammenarbeit. Die Verlagerung von Entwicklungsaufgaben im Entwicklungsprozess nach vorne ermöglicht es, tragfähige Entscheidungen zu einem früheren Zeitpunkt zu treffen und damit einerseits durch die möglich gewordene Parallelisierung, andererseits durch Vermeidung zeitintensiver Schleifen Entwicklungszeit und –aufwand einzusparen (Bild 3-1).

Eine sehr effektive und effiziente Methode dazu stellt die Simulation dar, mit deren Hilfe heute bereits in der Konzept- und der Designphase detaillierte Komponentenspezifikationen und -optimierungen möglich sind (siehe dazu Kapitel 5.4). Eine weitere Möglichkeit liegt in zielgerichteten Zuverlässigkeitsmethoden zur Vermeidung zeitintensiver Entwicklungsschleifen (siehe dazu Kapitel 3.4). Dieser Beitrag soll konkret am Beispiel des Kalibrierungsprozesses die virtuelle Antriebsstrangentwicklung skizzieren [1].

Dabei wird der Weg vom kundennahen Fahrversuch auf der Straße über verschiedene Prüfstandssysteme bis zum rein virtuellen Test dargestellt. Dieser Prozess wird auch als „Road to Rig to Office" bezeichnet. Ziel ist schlussendlich die Entwicklung einer Methodik, die eine simulationsgestützte Antriebsstrangentwicklung vom Büro bis zur Straße (also „from Office to Road") ermöglicht. Virtuelle Antriebsstrangentwicklung heißt also nicht, die Entwicklung ohne Prüfstands- und Fahrversuche, sondern die Unterstützung des gesamten Entwicklungsprozesses mit Hilfe der Simulation bzw. virtueller Antriebskomponenten.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 31.8.2008
• Reihe/Serie: ATZ/MTZ-Fachbuch
• Reihe/Serie: ATZ/MTZ-Fachbuch
• Zusatzinfo: XVIII, 387 S.
• Verlagsort: Wiesbaden
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Logistik / Produktion
• Schlagworte: Antriebsstrang • Auslegungstools • AUTOSAR • CAE-Methoden • Designprozess • Fahrzeug • Getriebe • Ladungswechsel • Motor • Nutzfahrzeug • Simulation • Steuergerät • Virtuelle Fahrzeugentwicklung • Virtuelle Gesamtfahrzeugsimulation
• ISBN-10: 3-8348-9479-6 / 3834894796
• ISBN-13: 978-3-8348-9479-3 / 9783834894793