Ferit Küçükay

This book presents essential information on systems and interactions in automotive transmission technology and outlines the methodologies used to analyze and develop transmission concepts and designs. Functions of and interactions between components and subassemblies of transmissions are introduced, providing a basis for designing transmission systems and for determining their potentials and properties in vehicle-specific applications: passenger cars, trucks, buses, tractors and motorcycles. With these fundamentals the presentation provides universal resources for both state-of-the-art and future transmission technologies, including systems for electric and hybrid electric vehicles.

This book presents essential information on systems and interactions in automotive transmission technology and outlines the methodologies used to analyze and develop transmission concepts and designs. Functions of and interactions between components and subassemblies of transmissions are introduced, providing a basis for designing transmission systems and for determining their potentials and properties in vehicle-specific applications: passenger cars, trucks, buses, tractors and motorcycles. With these fundamentals the presentation provides universal resources for both state-of-the-art and future transmission technologies, including systems for electric and hybrid electric vehicles.

Entwicklungsaufgaben der Fahrzeugtechnik lassen sich effektiv nur auf Basis zugehöriger Grundlagen behandeln. Daher liegt der Schwerpunkt des Buches in der ausführlichen sowie möglichst verständlichen Darstellung und Anwendung theoretischer Grundlagen der Längs-, Quer- und Vertikaldynamik. Der allgemeine Teil I beschäftigt sich mit der Definition wesentlicher Fahrzeugparameter und Kräfte, Rad- und Reifeneigenschaften, häufig verwendeter Normen und Regelungen sowie der 3F-Methodik, welche die Grundlage der repräsentativen Auslegung und Erprobung in der Fahrzeugtechnik darstellt. In Teil II werden Fahrwiderstände, Kraftschlussbeanspruchung, Antriebskonzepte, Anfahraggregate, Getriebe, Sperren, Allradsysteme und Bremsen sowie Energieverbrauch und Emissionen betrachtet. Teil III behandelt das Eigenlenkverhalten sowie die Zusammenhänge zwischen den Fahrzeugparametern und den fahrdynamischen Fahrzeugeigenschaften anhand von Ein- und Zweispurmodellen sowie ausgesuchten Fahrmanövern und unter Berücksichtigung der Einachs- und Allradlenkung. Ferner werden Lenkungseigenschaften sowie aktive Fahrwerk- und Regelsysteme erläutert. Teil IV widmet sich der Fahrzeugvertikaldynamik auf Basis von Schwingungsmodellen unterschiedlicher Komplexität, zugehörigen Bewegungsgleichungen sowie länderspezifisch gemessenen Fahrbahnunebenheiten. Außerdem werden Methoden zur Beurteilung des dynamischen Sitzkomforts vorgestellt sowie Aufbaufedern und -dämpfer erläutert.

Die Getriebetechnik hat einen bedeutenden Einfluss auf Verbrauch, Fahrbarkeit, Gewicht und Kosten von Fahrzeugen. Die Relevanz dieser Eigenschaften hat in der jüngeren Vergangenheit wesentlich zugenommen, und in der Wechselwirkung mit dem gesamten Antriebsstrang bzw. dem Gesamtfahrzeug werden Getriebe zunehmend wichtiger.Mit dem Auftreten der Hybridtechnik ist noch mehr Leben in die Getriebewelt gekommen. Die Freiheitsgrade nehmen weiter zu und vielfältige Kombinationen aus Getriebe, Verbrennungsmotor und E-Motor sind machbar. Das Getriebebuch hat zum Ziel, das System- und Methodenwissen zur Getriebetechnologie darzustellen sowie Funktionen und Wechselwirkungen kennen zu lernen. Abstrahierend werden die zahlreichen Komponenten und Sub-Systeme eingeführt, so dass eine zeitlose Kompetenz vermittelt wird. Mit dem Wissen dieses Buches können auch neue Getriebekonzepte bewertet und entwickelt werden.

1.1 EinfUhrung Das Zahnradgetriebe ist Bestandteil eines Antriebsstranges, dem weitere Elemente, wie z.B. Motor, Kupplung und Arbeitsmaschine angehoren. Zu den haufigsten Aufgaben der zahnradgetriebe gehort die Anpassung des Motormoments bzw. der -drehzahl an die Arbeits- maschine. Wichtige Anforderungen an die Getriebeeinheit sind hierbei niedriger Preis, geringer Raumbedarf, Leichtbau sowie schwingungs- und gerauscharmer Lauf. Insbesondere die letztge- nannte Aufgabe erfordert bereits in der Konstruktionsphase die Kenntnis uber das dynamische Verhalten des Antriebsstranges. Die einzelnen Antriebselemente konnen fur sich komplizierte Schwingungssysteme darstellen. So treten in Zahnradgetrieben fast aIle in der Schwingungstechnik bekannten Schwingungen, wie nicht- lineare, parameter-, stor- und selbsterregte Schwingungen, auf. Bei gering verspannten Zahnradgetrieben konnen schwingungsformige Bewegungen durch fortlaufende StoBe zwischen den einzelnen Zahnen (Rasselschwingungen) angeregt werden. In der Industrie wird bei Getriebeauslegungen das Schwingungsver- halten des Getriebes fast nur mit Hilfe von uberschlagigen Ver- fahren berucksichtigt, wie sie in DIN-Normen beschrieben sind. Bei genaueren Untersuchungen werden Messungen durchgefuhrt. Das Ziel der intensiven Hochschulforschung in den letzten Jahren und heute war und ist deshalb, die "teueren" Versuche weitgehend durch effektive theoretische Getriebemodelle mit entsprechenden Rechenprogrammen zu reduzieren, die eine praxisnahe Simulation des Getriebes erlauben. Trotz des vorhandenen hohen Kenntnisstandes auf dem Gebiet der Dynamik der Zahnradgetriebe ist das gesetzte Ziel noch nicht erreicht. Dabei liegen die ProbLeme im wesentlichen in der Er- stellung von geeigneten Ersatzmodellen .und ihrer mathematischen 2 Behandlung, wobei die M6dellbildung ein allgemeines Problem in fast allen Bereichen der Technik darstellt.