Einfluss des Dämpferdom-Gummilagers in der virtuellen Vertikaldynamikabstimmung von PKW

Abstract

In modernen PKW werden die Aufbauschwingungsdämpfer elastisch mit je einem Dämpferdomgummilager an die Fahrzeugkarosserie angebunden. Die Anbindung mit dem Domlager dient der Isolation des Aufbaus gegenüber hochfrequenten Schwingungen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der Domlagerparameter auf das mechanische Schwingungsverhalten von PKW im unteren, für den mechanischen Schwingungskomfort relevanten, Frequenzbereich. Bei der Variation der Domlagerparameter statische Steifigkeit und Verlustwinkel an einem nichtlinearen Mehrkörpersimulationsmodell einer McPherson-Federbein Vorderachse und einer Schwertlenker Hinterachse zeigt sich, dass ein steifes Domlager mit hohem Verlustwinkel zu den besten Werten in den Komfortkriterien führt. Bei niedrigen statischen Domlagersteifigkeiten steigen die Radlastschwankungen stark an, daraus ergibt sich eine Mindeststeifigkeit des Domlagers. Die bei Variation der Domlagerparameter an den Achsmodellen aufgezeigten Tendenzen sind auch bei Simulationen mit einem komplexen Gesamtfahrzeugmodell zu beobachten. Bei gemeinsamer Variation von Dämpfer- und Domlagerparameter zeigt sich, dass realistische Änderungen der Dämpferparameter zu größeren Änderungen in den Bewertungskriterien führen als realistische Änderungen der Domlagerparameter. Weiter ist zu erkennen, dass der Einfluss der Domlagerparameter auf die Bewertungskriterien weitgehend unabhängig von den Dämpferkennlinien ist. Selbiges ist auch für den Einfluss der Dämpferparameter bei verschiedenen Domlagern erkennbar. Somit können in der virtuellen Abstimmung im Allgemeinen zuerst der Dämpfer und dann das Domlager ausgelegt werden. Eine sinnvolle Abschätzung der Domlagerparameter für die Dämpferauslegung wird anhand eines einfachen linearen Viertelfahrzeugmodells gezeigt.

In modern passenger cars, the dampers are mounted via a damper top mount to the body of the vehicle. The linkage with the elastic rubber top mount isolates the vehicle body against higher frequency vibrations. This thesis deals with the influence of the damper top mount characteristics on the mechanical vertical vibration behaviour of passenger cars in the lower frequency range regarding ride comfort. A variation of the topmount parameters static stiffness and loss angle on a multibody simulation model of a McPherson strut front axle and trailing blade suspension rear axle shows that a stiff topmount with a high loss angle leads to the best values in the comfort criteria. A low topmount stiffness leads to high dynamic wheel loads, so a minimum required topmount stiffness can be obtained. This influence of the topmount parameters can also be seen in simulations with a complex full vehicle model. Combined variations of the damper parameters and the topmount parameters show that changing the topmount parameters in a reasonable way has less influence on the performance criteria than reasonable changes of the damper parameters. Furthermore, the influence of the damper parameters is widely independent from the topmount. Vice versa the effect of the topmount parameters is widely independent from different damper settings. Hence a virtual damper tuning is suggested to be done first. Afterwards, a virtual tuning of the topmount can be carried out. Reasonable topmount parameters for the virtual damper tuning can be obtained with a simple linear quarter car model, as shown within this thesis.