Semi-Aktives Motorlager

Semi-Aktives Motorlager

Im Antriebsstrang treten aufgrund von Lastwechseln (plötzliches Gasgeben bzw. abrupter Gaswegnahme oder auch Gangwechsel) unerwünschte Schwingungen auf. Hierzu zählen eine ganze Reihe von Phänomenen, wie beispielsweise der Getriebe-Clonk, der akustisch wahrgenommen wird, das Fahrzeugruckeln, das Konstantruckeln und als Mischform der Lastwechselschlag. Letzterer bedeutet ein Anschlagen des Motoraggregats in seinen Motorlagern, wohingegen das Ruckeln, auch „Bonanza-Effekt“ genannt, als Schwingen der Drehträgheiten des Fahrzeugantriebsstrangs gegenüber der Fahrzeugkarosserie definiert ist.

Beschreibung

In der Literatur ist oft untersucht worden, inwieweit das Aggregat Einfluss auf den gesamten Antriebsstrang hat. Obwohl dieser Einfluss dadurch hinreichend bekannt ist, kann bisher aufgrund der eingeschränkten Kompensationsmöglichkeiten am Aggregat nur bedingt eingegriffen werden. Ansätze zur Lösung dieses Schwingungsproblems werden in der aktuellen Fahrzeugentwicklung hauptsächlich softwareseitig mithilfe des Motorsteuergeräts realisiert. Eine andere Möglichkeit bietet sich im frühen Entwicklungsstadium in der Konzeption und Konstruktion der Motorlager. Hier entsteht allerdings ein Zielkonflikt zwischen optimaler Schwingungskompensation und Komfort- bzw. Geräuschanforderungen.

Zur Unterbindung der Schwingungsübertragung auf das Fahrzeug müsste das Motoraggregat im optimalen Fall fest an das Chassis befestigt sein. Demgegenüber steht der Wunsch einer akustischen Entkopplung, die nur durch eine weiche Motorlagerung erreicht wird. Dieser Auslegungskonflikt kann durch passive Motorlager nicht gelöst werden, da es keinen Werkstoff gibt, der bei niedrigen Frequenzen eine hohe Dämpfung und im höherfrequenten Bereich eine niedrige Dämpfung bereitstellen kann. Abhilfe könnten semi- oder vollaktive Lagerungssysteme schaffen, welche bisher jedoch keine hinreichend schnelle Reaktion realisieren können, da eine sinnvolle Vorkonditionierung fehlt und das Gesamtsystem Triebstrang bei der Ansteuerung und Regelung nicht berücksichtigt wird.

Am Mechatronik-Zentrum wurde ein Semi-Aktives Motorlager entwickelt, welches auf dem Reluktanzkraftprinzip basiert und die Anpresskraft auf sog. Reibbeläge variieren kann. Durch diese Variation der Normalkraft kann die Reibkraft (also die Dämpfkraft) kontinuiertlich geregelt werden und entsprechend dem Betriebszustand angepasst werden.