Upload
tecosim-group
View
74
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Unterdrückung und Verhinderung von Schwappgeräuschen in KraftfahrzeugtanksZusammenfassung der Ergebnisse eines Forschungsprojektes –gefördert vom BMWi und Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Ausgangssituation
Tankinhalt in Bewegung.
Fahrkomfort gehört zu den wesentlichen Voraussetzungen für die Kaufentscheidung für einen Fahrzeugtyp.
Moderne Fahrzeuge sind geräuscharm, so dass Schwapp-Geräusche des Kraftstoffs im Tank bewusster wahrgenommen und als störend empfunden werden.
Dies ist besonders bei modernen Antriebs-konzepten der Fall wie zum Beispiel Elektromotoren und Start/Stopp-Automatik.
| Aug. 20162
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Aufgabenstellung
Entwicklung eines CAE-Prozesses, der es erlaubt für einen vorgegebenen Bauraum eine für möglichst viele Fahrszenarien geräuscharme Tankgeometrie zu finden.
Randbedingungen- Die Belastung der Tankwand durch die Schwappkräfte soll um 75 - 80
Prozent gesenkt werden.
- Die zeitliche Änderungsrate der Belastungspeaks an der Tankwand soll um 15 - 20 Prozent gesenkt werden.
- Das Volumen von Einbauten zum Reduzieren des Schwappens soll zwei Prozentdes Tankvolumens nicht überschreiten.
- Es wird eine Reduzierung der Last auf die schwappreduzierenden Maßnahmen von 30 - 50 Prozent angestrebt.
| Aug. 20163
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Lösungsansätze: Der Tankschwapp CAE-ProzessCFD Simulation
Instationäre Simulation des Strömungs- und Druckfeldes Erstellen eines Films, anhand dessen kritische
Strömungszustände und -Bereiche identifiziert werden können.
Zeitabhängige Monitordaten z.B. flächengemittelter Druck an der Tankwand.
Zeitabhängige Druckwerte an der Tankwand zur weiteren Verwendung in einem Akustikprogramm.
FEM oder BEM Akustik Simulation
Berechnung des Luftschalls über den Schalldruck an 6 Position auf einer Kugel Umrechnen und Darstellen der instationären lokalen
Schalldrücke in dB. Umsetzen des Schalldrucksignals in ein “akustisch“
wahrnehmbares Geräusch.| Aug. 20164
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Projektbeschreibung / UmsetzungSchritt 1: zeitabhängige CFD Simulation Analyse der lokalen Oberflächendruckverteilung und derFluidströmung im Tank sowie Berechnung des Drucks und der Druckgradienten an den Tankwänden. Ergebnisse: Geschwindigkeits-, Druck- und Fluidverteilung im Tank. Datenaufbereitung via Fast Fourier Transformation für dieanschließende FEM-Berechnung.
Schritt 2: frequenzabhängige FEM-Berechnung Untersuchung der Deformation der Tankoberfläche, die sich aufgrund der Fluid-Druckschwankungen ergeben.
Schritt 3: frequenzabhängige Akustik-Analyse des Luftschalls (Sound Pressure Level, SPL), durchgeführtan ausgewählten Punkten in einem vorgegebenen Abstandvom Tank.
| Aug. 20165
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Ergebnisse und Ausblick
Es wurden verschiedene Schwallblech-varianten mit Hilfe der Strömungs-simulation untersucht.
Die Berechnungen zeigen, dass die Druck- und Druckgradienten-Maxima in ihrer Intensität und ihrem zeitlichen Verlauf stark vom Füllvolumen abhängen.
Mit der Erweiterung des CFD-Simulations-prozesses hat TECOSIM eine Methode entwickelt, die genaue Aussagen über das akustische Verhalten eines Tanks ermöglichen.
Untersuchte Schwallblechvarianten mit Höhen zwischen 0,1m und 0,18m
| Aug. 20166
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Vorteile auf einen Blick
Der Entwicklungsprozess kann auf reale Tankgeometrien übertragen werden.
Dies erlaubt eine Reduzierung der Geräuschbildung, gleichzeitig kann die Anzahl und und die exakte Montageposition der Schwallbleche optimiert werden, deren Installation sehr kostenintensiv ist.
Die Methodik bietet Automobilherstellern und Herstellern von Kunststofftanks einen deutlichen Vorteil im frühen Produktentwicklungsstadium.
Die Reduzierung der Geräuschentwicklung bietet dem Fahrzeuginsassen mehr Komfort.
| Aug. 20167
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Die TECOSIM Gruppe
8 | Aug. 2016
Die TECOSIM Gruppe: Marktführer für Computer Aided Engineering (CAE) sowie Anbieter von Software + Prozessen zur Effizienzsteigerung in der Produkt-entwicklung.
Kunden: Hersteller (OEM) und Zulieferer aus den Geschäftsfeldern Mobilität, Energie, Industrie und Technik sowie Gesundheit.
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
Global tätig – lokal verankert
England Basildon Coventry
Indien Bangalore Pune
Japan Tokio
Standort
Kooperation / Partner
USA Detroit
Korea Seoul
Deutschland Ingolstadt Köln München Neckarsulm Rüsselsheim Stuttgart
Österreich Graz
| Aug. 20169
| Forschungsprojekt Verhinderung von Schwappgeräuschen in Fahrzeugtanks
TECOSIM Technische Simulation GmbHMartin WesterwaldGeschäftsführerFerdinand-Stuttmann-Straße 15D - 65428 Rüsselsheim
Tel. +49 6142 8272340Email [email protected] www.tecosim.com
Sie möchten mehr erfahren?
| Aug. 201610