Teambeschreibung
In unserem Team arbeiten aktuell zehn BA-Ingenieure, die im Rahmen ihrer Qualifikationserweiterung einen Masterstudiengang absolvieren und durch ihre verschiedenen Vertiefungsrichtungen, das Projekt unterstützen. Das Team Fahrwerk und Lenkung wird von Dipl.‑Ing. Stephan Gottlieb betreut.
Arbeitspakete
Die Aufgabe unserer Arbeitsgruppe besteht darin, das optimale Fahrwerk mit einem zum Fahrzeug passenden Lenkungs- und Bremssystem zu entwerfen, die den Anforderungen an Sicherheit und Fahrkomfort des Nuevo 35 gerecht werden. Dabei kommt sowohl dem Fahrwerk, der Lenkung wie auch dem Bremssystem eine entscheidende Rolle im Gesamtfahrzeug zu. Das Fahrwerk, die Lenkung und das Bremssystem stellen die Verbindung des Fahrzeugs zur Fahrbahn her. Halten wir uns vor Augen: kein Fahrwerk, kein Auto. Das Fahrwerk, die Lenkung und das Bremssystem als Zentralbaugruppen stellen sicher, dass das Fahrzeug im Fahrbetrieb bei jeder Fahrsituation genug Kontakt mit der Fahrbahn hat, sodass Fahrmanöver zu jeder Zeit sicher umgesetzt werden können. Die Lenkung setzt die vom Fahrer initiierten Lenkbewegungen in eine Positionswinkelbewegung der Räder um. Unser Ziel ist der Entwurf einer Pushrod-Aufhängung, einer Steer-By-Wire Lenkung und ein Bremssystem. Dazu ist unsere Gruppe in die Arbeitspakete Fahrwerks-Simulation, Lenkung, Bremse, FEM und CAD/Konstruktion eingeteilt.
Im Arbeitspaket Fahrwerks-Simulation wird mittels der Software Adams Car von MSC Software die in den vorherigen Semestern entworfenen Radhubkinematik überprüft. Dabei werden diverse Größen wie beispielsweise der Sturzwinkel oder der Spurwinkel in Abhängigkeit des Radhubes untersucht und deren Einfluss auf das Fahrverhalten bewertet. Weiterhin findet hier die Auslegung des Feder-Dämpfer-Elementes, sowie die Positionierung und Ausrichtung des Umlenkhebels am Chassis statt. Bei einer Pushrod-Aufhängung kommt dem Einfederverhalten des Feder-Dämpfer Elements eine besondere Bedeutung zu, sodass dieses ausführlich beachtet werden muss.
Das Team Lenkung behandelt die zur Lenkung relevanten Arbeitspakete. Dazu zählt die Konstruktion des Linearaktuators, die zugehörige Verbindung zum Radträger sowie zum Chassis. Darüber hinaus müssen die Steuerfunktionen des Linearaktuators erstellt werden.
Die am Radträger befestigte Bremse wird vom AP Bremse ausgelegt. Bestandteil der Auslegung ist unter anderem die Dimensionierung der Bremsscheibe und Bremsbeläge anhand des Fahrzeuggewichts und der geforderten Bremsverzögerung. Des Weiteren wird auch der Bremssattel eigenständig konstruiert.
Das Arbeitspaket FEM, als übergreifendes Arbeitspaket, beschäftigt sich mit der Festigkeitsauslegung der einzelnen Bauteile. Dadurch können diese gewichtsoptimiert und mit möglichst kleinen Spannungsspitzen konstruiert werden. Besonders betrachtet wird der Querlenker, der die Kraft zum Feder-Dämpfer-Element überträgt, sowie der Radträger.
Im Arbeitspaket CAD/Konstruktion wird die Baugruppe des Fahrwerkes erstellt. Ebenfalls werden noch fehlende Elemente konstruiert und bereits existierende Bauteile überprüft.
Ihr Browser kann das Video „Fokus Lenkung” nicht darstellen.
Ihr Browser kann das Video „Nahaufnahme Reifen mit Drehung” nicht darstellen.
Ihr Browser kann das Video „Slomo der Entspannung der Feder des Rades vorne links” nicht darstellen.
Ihr Browser kann das Video „Fokus Lenkung” nicht darstellen.
Was wurde bisher erreicht?
Es wurde eine Doppelquerlenkerachse für den Nuevo 35 ausgelegt. Mittels der Software Adams Car konnte die Radhubkinematik der Vorderachse überprüft werden. Außerdem wurde die im vorherigen Semester vorgeschlagene Anordnung von Feder-Dämpfer-Element und Umlenkhebel der Pushrod-Aufhängung validiert.
Im Arbeitspaket Lenkung wurde das Konzept der Steer-by-Wire Lenkung weiterentwickelt. Dieses Konzept bringt viele neue Herausforderungen mit sich, die ausführlich betrachtet werden müssen.
In diesem Semester ist die Auslegung der Bremse fortgeschritten. Es existiert nun eine Bremsscheibe sowie ein passender Bremssattel, die beide von den Studierenden selbstständig ausgelegt worden sind.
Der bereits im vorherigen Semester entwickelte Querlenker, der auch das Feder-Dämpfer-Element mit der Radaufhängung verbindet, wurde mittels einer FEM-Analyse simuliert. Nach Analyse der FEM-Simulation wurde der Querlenker entsprechend optimiert, sodass Spannungsspitzen möglichst vermieden werden und Gewicht eingespart werden kann.
Darüber hinaus wurden diverse konstruktive Anpassungen vorgenommen, die zuvor noch nicht erledigt wurden oder, die durch andere Änderungen notwendig geworden sind.
Ziele für die nächsten Semester
Die Ziele für das nächste Semester sind folgende:
- FEM Berechnung aller Bauteile und Gewichtsoptimierung
- Auslegung Feder-Dämpfer-Element
- Dynamische Fahrwerks-Simulation in Adams Car
- Erstellen der Steuerfunktionen für den Linearhubaktuator
- Konstruktion von Sollbruchstellen im Falle eines Crashs
- Aufbau einer Force-Feedback Lenkung, sodass angreifende Reifenkräfte am Lenkrad spürbar werden
