Wenn Simulation zur RealitÀt wird

Bis zu 20% kĂŒrzere Entwicklungszeit bei hochmodernen Getrieben durch Simulations-Methode der Merkle & Partner aus Heidenheim

Wenn Simulation zur RealitÀt wird

Stromlinien der Ölverteilung bei einem Doppelkupplungsgetriebe. (Bildquelle: @Merkle&Partner)

Getriebe in modernen Fahrzeugen sind Hochleistungs-Komponenten. Vom GehĂ€use bis zu den Lagern mit Spalt-Toleranzen im Mikrobereich mĂŒssen alle Bauteile perfekt aufeinander abgestimmt sein. Oft werden die Entwicklungsergebnisse erst in der prĂ€zisen Beölung aller sich drehender Bauteile im Getriebe klar. Durch die neue Methode “M&P-ÖlSim” der Merkle & Partner aus Heidenheim lĂ€sst sich das komplette Getriebe in realistischen Belastungs-Situationen ĂŒber unterschiedlichste Berechnungs- und PrĂŒf-Merkmale abbilden. Ein deutlicher Fortschritt zu bisherigen eher akademisch orientierten Testmodellen.

Moderne Fahrzeuggetriebe mĂŒssen viel Leistung erbringen, gleichzeitig jedoch den Kraftstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß so gering wie möglich halten. Dies kann nur mit einer prĂ€zisen Beölung aller sich drehenden Bauteile in einem Getriebe erreicht werden. Besonderes Augenmerk gilt dabei den Lagern, da sie fĂŒr eine reibungsfreie Bewegung der ZahnrĂ€der verantwortlich sind.
Ist der Ölstand zu gering, erhitzt sich das Getriebe. LagerschĂ€den oder hoher Verschleiß kann sich kein Hersteller erlauben. Verwendet man zu viel Öl, sinkt die LeistungsfĂ€higkeit des Getriebes drastisch.

Der Herausforderung einer optimalen Beölung begegnen die Entwickler mit herkömmlichen Experimenten. Dabei wird auf einem PrĂŒfstand ein Getriebe aus Glas intensiv getestet. Dass diese Methode sehr zeitaufwĂ€ndig, teuer und oft auch ungenau ist, lĂ€sst sich selbst ohne technisches Studium erahnen. Das Verhalten eines Getriebes in realen Situationen wie Kurvenfahrten, Beschleunigungen oder bei extremen Temperaturunterschieden lĂ€sst sich so nur sehr schwer abbilden.

Die Experten fĂŒr Strömungssimulation von Merkle & Partner haben hierfĂŒr in Zusammenarbeit mit mehreren OEMs das virtuelle Verfahren “M&P-ÖlSim” entwickelt.

Anhand eines dreidimensionalen virtuellen Getriebes kann so die Verteilung des Öls zu jedem Zeitpunkt an jeder Stelle analysiert und als Bild oder Animation visualisiert werden. Es werden dabei alle wichtigen Bauteile wie Zahnradpaarungen, Wellen, Lager und Ölleitelemente betrachtet. Gleichzeitig können physikalische Effekte, wie hohe Temperaturunterschiede oder FliehkrĂ€fte in Kurvenfahren, berĂŒcksichtigt werden. So Beölung.de können bereits in einem frĂŒhen Stadium der Getriebeentwicklung wertvolle Aussagen ĂŒber die Ölversorgung von allen wichtigen Bauteilen getroffen werden.

M&P-ÖlSim wird am 06.07.2017 auf der Fachkonferenz “Multiphase Flows in Automotive Applications” in Leinfelden-Echterdingen vorgestellt.

Wie die Simulation der Ölverteilung genau verlĂ€uft, verdeutlicht Merkel & Partner in kostenfreien Webinars unter www.beoelung.de.

Das IngenieurbĂŒro Merkle & Partner in Heidenheim wurde 1989 vom Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegrĂŒndet und zĂ€hlt zu den ersten Dienstleistern ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Hamburg und Homburg/Saar bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtuelle Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zĂ€hlen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie und dem Schiffbau.

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