TU Darmstadt / ULB / TUprints

Simulation von Heißrubbeln im Gesamtbremssystem

Könning, Maximilian :
Simulation von Heißrubbeln im Gesamtbremssystem.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2017)

[img]
Preview
Dissertation zum Thema Heißrubbeln - Text
2017_Simulation_Heißrubbeln_Könning.pdf - Accepted Version
Available under CC-BY-NC-ND 4.0 International - Creative Commons Attribution Non-commercial No-derivatives 4.0.

Download (6MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Simulation von Heißrubbeln im Gesamtbremssystem
Language: German
Abstract:

Bremsenrubbeln ist eine fremderregte Schwingung des Bremssystems, die es in der Ent-wicklung zu vermeiden gilt. Eine Wirkungskette des Heißrubbelns wurde in einem Vorgängerprojekt erarbeitet und bildet die Grundlage für diese Arbeit. Die Entstehung des Heißrubbelns besteht aus verschiedenen Phasen und beginnt mit einer initialen Verwellung. Daraus resultieren im Bremssystem Bremsmomentschwankungen und die schwankende Reibleistung führt wiederum zu einem Wachstum der Bremsscheibenverformung. In der Entwicklung werden zur Vermeidung von Heißrubbeln bei den Herstellern von Bremssystemen und Personenkraftwagen neben experimentellen Untersuchungen auch Simulationsmodelle angewandt. In der Simulation haben sich vor allem zwei Arbeitsgebiete etabliert. Zum einen wird die Entstehung von Side-Face-Runout (SRO) und Hotspots untersucht. Zum anderen erfolgt eine Analyse der Auswirkung einer Anregung des Bremssystems durch SRO und der Bildung von Bremsmomentschwankungen. Die vorhandenen Modelle in den jeweiligen Arbeitsgebieten decken jedoch jeweils nur Teile der experimentell beobachteten Ordnun-gen aus der Literatur und auch für das Referenzbremssystem ab. Vor allem die Entstehung von SRO in niedrigen Ordnungen, die Wirkung von Einflussparametern innerhalb des Bremssystems bei einer Anregung in mittleren und hohen Ordnungen und die Entstehung von frequenzgetreuem Verhalten sind noch größtenteils offene Themengebiete. Anhand der Prüfstandsergebnisse eines Partnerprojektes am Fachgebiet für Fahrzeugtechnik an der TU Darmstadt können sowohl die Relevanz, als auch die Unabhängigkeit von unterschiedlichen Ordnungen im SRO und BTV für das Referenzbremssystem dar-gestellt werden. Für die Entstehung von SRO in niedrigen Ordnungen wird der Einfluss geometrischer Fehler in der Bremsscheibengeometrie dargestellt und auch der Einfluss der thermischen Belastung für zwei unterschiedliche Fehlerbilder aufgezeigt. Die Entstehung und das Wachstum von SRO werden auch für weitere Ordnungen betrachtet. So erweisen sich die Verwendung eines iterativ angepassten Wärmestroms und ein reduziertes, transientes Modell als hilfreich, um die dominanten Ordnungen im SRO der Bremsscheibe abzubilden. Basierend auf einem vereinfachten Modell des Bremssystems, zeigt sich in Untersuchungen mit unterschiedlichen Anregungsordnungen neben der Wirksamkeit von einzelnen Parametern auch, dass die Wirkung der Maßnahmen mit der Anregungsordnung bzw. frequenz variieren kann. Dabei ergeben sich vor allem drei Gruppen für die Abhängigkeit der Parameter von der Anregung. Das in Messungen aufgetretene frequenzgetreue Verhalten des Bremssystems kann in dem linearisierten Berechnungsmodell auf eine instabile axiale Schwingung zurückgeführt werden. Durch die Bildung von SRO und Hotspots ist dadurch auch eine Fremderregung des Systems möglich. Damit erfolgt auch erstmals eine Verknüpfung zwischen selbsterregtem und fremderregtem Verhalten für Heißrubbeln.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Hot judder is a forced vibration of the brake system that should be eliminated during the development process. A cause-effect-chain for hot judder has been established in a previous project and is now the basis for this project. Hot judder develops in different phases and the first of them is the initial side-face-runout of the brake disc. The resulting variations in the brake torque and the friction power will then lead to an increase of the brake disc deformation. During the development of a brake system not only experiments but also simulation models are used to avoid hot judder. In the field of simulation there have been established mainly two topics for hot judder. The first is the simulation of the side-face-runout for brake discs. The second one is the simulation of the brake system to analyze the influence of parameters on the resulting brake torque variation with a deformed brake disc as input. Current models in both those topics only cover parts of the pheonomena of the exeperimental studies from literature but also for a reference-system from a partner project. Especially the initial SRO in lower orders, the influence of parameters on the resulting brake torque for higher orders and the existence of a frequency-true behavior are not covered in simulation. Based on experimental results from a partner project at the Institute of Automotive Engineering at TU Darmstadt the relevance as well as the causal independence of the different orders of deformation and torque variations can be shown for the reference-system. For SRO of lower orders the influence of geometric tolerances of the brake disc is simulated. In addition to that a iterative model of the heat flux into the brake disc and a reduced, transient model help to represent the growth of the side-face-runout under thermal load. Based on a model with only few degrees of freedom for the brake system different influences on the resulting brake torque are shown and how their behavior can change with the order of the brake disc deformation. Experiments on the reference-system showed a frequency-true behavior for some applications. In a first approach this is modelled using a linear approach for the full brake system. This model shows possible self-excited vibrations under certain circumstances.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Automotive Engineering (FZD) > Brake Technology
Date Deposited: 14 Dec 2017 13:36
Last Modified: 14 Dec 2017 13:36
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-67288
Referees: Winner, Prof. Dr. Hermann and Schäfer, Prof. Dr. Michael
Refereed: 9 May 2017
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/6728
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year