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Team Fahrwerk und Lenkung

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.

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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

Was habt ihr dazu gelernt?

„Durch das Projekt habe ich aus erster Hand erlebt, dass das Bild des Ingenieurs, der still und leise in seine Ecke werkelt falsch ist - Kommunikation und diplomatisches Geschick sind für Ingenieure ebenso wichtig wie technisches Know-How“    K. Nekkah
„Das Licht inmitten der Dunkelheit finden. Der Weg eines Ingenieurs ist voller Ungewissheit. Man ist sich nie sicher, ob die Aufgabe, die man erledigen soll, nicht bereits in der Vergangenheit erledigt wurde oder ob es bereits eine Lösung für das Problem gibt, das man zu lösen versucht. Durch dieses Projekt habe ich gelernt, mich meinen Unsicherheiten zu stellen und die Aufgabe immer wieder zu analysieren, bis ich den Anfang der Lösung gefunden habe, und das ist das Licht in der Mitte der Dunkelheit“    F. Moumani Tchokouaha
„Das Projekt hat mir das methodische Herangehen an ein Projekt dieser Größenordnung nähergebracht. Es hat mir gezeigt, dass neben Know-How auch die ständige Kommunikation sowie Diplomatie zwischen den Teams von besonderer Bedeutung sind."   R. Bieniek 
„Eine der wesentlichen Herausforderungen im Masterprojekt war es sich eigenständig in neue Aufgabenstellungen einzuarbeiten. Komplexe Sachverhalten müssen selbstständig verstanden und alle zu berücksichtigen Aspekte identifiziert werden. Dies ist nicht zuletzt wichtig, um eine reibungsfreie Zusammenarbeit mit den anderen Teams zu gewährleisten."   P. Blechmann
„Durch das Masterprojekt konnte ich nicht nur meine Fachkenntnisse verbessern, sondern auch Fortschritte im Bereich der Team- und Projektarbeit machen. Insgesamt fühle ich mich durch das Projekt gut auf den späteren Berufsalltag eines Ingenieurs vorbereitet.“   Y. Krüger
„Durch das Masterprojekt habe ich neben dem eigentlichen Thema „Fahrwerk & Lenkung“, vor allem viel über Projektarbeit gelernt. Sowohl was die Abstimmung und Kompromissfähigkeit innerhalb, aber auch nach außen mit anderen Teams angeht.“   R. Kerff
„Durch das Masterprojekt konnte ich wichtige Erfahrungen im Projektumfeld sammeln. Neben den organisatorischen und kommunikativen Aufgaben als Teilprojektleiter konnte ich mein technisches Wissen im Fahrwerksbereich von der Konzeption bis zur Festigkeitssimulation erweitern.“   L. Speerschneider

Verantwortlicher Mentor

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