Schritt für Schritt zum richtigen Aggregatelager

Die Lagerung aktueller Pkw-Motoren muss vielfältigen Anforderungen genügen und stellt daher immer einen Kompromiss zwischen unterschiedlichen Zielsetzungen wie Dauerhaltbarkeit, Fahrbarkeit, Package, Gewicht, Kosten und angestrebtem Akustikverhalten dar. Insbesondere vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungstrends wie Downsizing und Zylinderabschaltung ist die Lagerauslegung eine herausfordernde Aufgabenstellung. Die Randbedingungen dieser Aufgabe werden zudem durch den steigenden Bauraumbedarf alternativer Antriebskonzepte komplexer. Auf der einen Seite erfordern die geringen Bauraumvorgaben und der Wunsch nach agilem Fahrverhalten ein steifes Lagerkonzept. Auf der anderen Seite sind weiche Aggregatelager und geringe Dämpfung notwendig, um eine hohe Schwingungsisolation zu erzielen. Ein gut ausgestalteter Entwicklungsprozess und smarte Entwicklungswerkzeuge sind in diesem Zusammenhang unabdingbar.

Der Entwicklungsprozess

Die Definitionsphase stellt die erste Phase des NVH-bezogenen Entwicklungsprozesses einer Aggregatelagerung dar. In ihr werden die Zielwerte definiert und das Lastenheft anhand von globalen Fahrzeugparametern festgelegt. Als Basis hierfür dient die umfangreiche FEV-Datenbank mit den Ergebnissen unterschiedlichster Benchmark-Untersuchungen. Diese globalen Zielwerte werden im Anschluss auf komponentenbezogene Zielwerte heruntergebrochen, aus denen sich die einzelnen angestrebten Lagerparameter herleiten lassen.

Simulation und frühzeitige Prototypenteile

Den zweiten Schritt stellt die konzeptionelle Auslegung des Lagersystems dar. Hierzu stehen bei FEV verschiedene
simulierende Entwicklungswerkzeuge zur Verfügung. Unter anderem wird der sogenannte „Powertrain Mount Designer“ eingesetzt – ein interaktives Werkzeug zur Konzeptauslegung. Dieser liefert sofortige Aussagen über den Einfluss von veränderten Lagerparametern – beispielsweise Position oder Steifigkeit. Dabei deckt der Powertrain Mount Designer verschiedene Standardanalysen ab, darunter kinetische Energieverteilung, Modenverteilung und -trennung sowie das Fahrzeuginnengeräusch. Dies ermöglicht eine schnelle Festlegung von zahlreichen Lagercharakteristika, anhand derer die Herstellung erster Prototypenteile durch den Lagerhersteller erfolgt. Mit fortschreitender Detaillierung des Lagerkonzepts kommen verfeinerte Mehrkörpersimulationsmodelle in der Software „FEV Virtual Engine“ zum Einsatz. Diese ist üblicherweise ein wichtiger Bestandteil der Prototypphase, in der die Definition der finalen Spezifikationen erfolgt. Hier ist ein Höchstmaß an Simulationsgenauigkeit erforderlich.

Von der Validierung zur Serienfertigung

Die letzten Schritte stellt die Validierung der Prototypenteile im Hinblick auf Fahrbarkeit, Bauraumbedarf und Akustikverhalten dar. Diese Validierung erfolgt beispielsweise im Fahrzeug auf der 4-Stempel-Anlage oder auf Schlechtwegstrecken. Mit dem Übergang vom 1-Kaliberwerkzeug zum Mehrkaliber-Serienwerkzeug wird die Serienfertigung vorbereitet.

Die Gesamtheit der Aktivitäten zeigt die Notwendigkeit einer umfassenden Zusammenarbeit zwischen OEM und Lagerhersteller auf. Die FEV als Entwicklungsdienstleister für die Automobilindustrie unterstützt bei allen Entwicklungsschritten mit zahlreichen Software-Werkzeugen, Versuchen sowie Benchmark-Datenbanken.

DER AGGREGATELAGER-ENTWICKLUNGSPROZESS BEI DER FEV