Dissertation

Zielformulierung und entwicklungsbegleitende Bewertung von Vorderachsen hinsichtlich des Abrollgeräuschs

Autor*in:

Sebastian Volkhausen

Seitenzahl:

155

DOI:

10.18154/RWTH-2021-02148

Keywords:

Abrollgeräusch, Anforderungsmanagement, Fahrdynamik, Reifen-Fahrbahn-Geräusch, Transferpfadanalyse

Jahr:

2021

Sprache:

Deutsch

Format:

gedruckt

Der akustische Fahrkomfort von PKW und die fahrdynamischen Ziele stellen Ingenieure seit je her vor einen Zielkonflikt. Aktuelle Entwicklungen versieren das Qualitätsbewusstsein in der multikulturellen Wahrnehmung internationaler Kunden, während der sich wandelnde Antrieb im Kontext neuer Mobilitätsformen – vom Verbrennungsmotor zum autonom fahrenden Elektrofahrzeug – die Wahrnehmung des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs in den Fokus rückt. Zur Steigerung der Qualität wird mit dem Ziel der prädiktiven Berücksichtigung und Reduzierung des vom Insassen wahrgenommenen Abrollgeräuschs ein entwicklungsbegleitender, methodischer Ansatz hergeleitet. Der Objektivierung des Phänomens folgt unter Berücksichtigung der funktionalen Trennung sowie hierarchischer Verantwortlichkeiten die Definition von Schnittebenen. Das Ziel ist die Prognose und Beurteilung des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs für den eigenständig betrachteten Subsystemumfang der Vorderachse im Kontext der Fahrdynamik. Vor diesem Hintergrund werden physikalische Größen hinsichtlich ihrer Eignung zur Beurteilung des Innengeräuschs bewertet, Randbedingungen definiert und in einem Prüfstand fusioniert. Die Entwicklung eines ganzheitlichen, evolutionären Ansatzes, welcher in die bestehenden Entwicklungsprozesse integriert werden kann, ist eine elementare Randbedingung. Bestehende Verfahren der Simulation sowie Karosserieuntersuchungen werden bewusst genutzt und durch neue Simulationsmodelle und Gesamtfahrzeuganalysen zur Ermittlung der Schnittkräfte ergänzt. Die in der frühen Phase der Achsarchitekturentwicklung häufig unbekannte Karosseriewird vereinfacht und in ein generisches Modell überführt. Basierend auf statistischen Erkenntnissen bisheriger Entwicklungen werden Fahrzeuge, den Produktlinienentsprechend, geclustert und untersucht. Resultierende, vibroakustische Übertragungsfunktionen beruhen auf statistischen Aussagen und ermöglichen in der frühen Phase sowohl Prognosen, als auch die Ableitung von Kraftzielen für die Vorderachse. Die Konzeption und Validierung der Methode erfolgen anhand von Ein-Gelenk- und Zwei-Gelenk-Federbein-Vorderachsen. Es wird sowohl die Möglichkeit zum Einsatz als entwicklungsbegleitendes Quality Gate als auch der Nutzen zur Ableitung konstruktiver Maßnahmen durch die eindeutige Identifizierung von Stellhebeln aufgezeigt. Die ganzheitliche Methode ermöglicht eine signifikante Qualitätssteigerung sowie Einsparungen in Folge der Substitution von Sekundärmaßnahmen und der damit verbundenen, verkürzten Entwicklungszeit.