Systematische Synthese und Bewertung der Mehrwellen- und Planetengetriebe

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Lin Li

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Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer Methodik zur Synthese moderner Getriebekonzepte. Dabei sollen sämtliche potentielle Konzepte im Lösungsraum berücksichtigt werden. Die technischen Bewertungskriterien in der Getriebeentwicklung sollen in die Synthese integriert und automatisiert angewandt werden, um die erfolgversprechendsten Konzepte im gesamten Lösungsraum zu identifizieren. Die zugehörigen Komponenten in den Getriebekonzepten sollen möglichst detailliert konkretisiert werden, um den Entwicklungsprozess bereits in der frühen Phase zu unterstützen. Für Mehrwellen- und Planetengetriebe wurde in der vorliegenden Arbeit jeweils ein Synthesevorgang erarbeitet. Für Mehrwellengetriebe werden sämtliche mögliche Leistungspfade zwischen Getriebeeingang und -ausgang ermittelt, die zu Getriebetopologien zusammengesetzt werden. In einzelnen Getriebetopologien werden Getriebekomponenten konkretisiert und zu Getriebekonzepten zusammengebaut. Für Planetengetriebe werden Übersetzungsgetriebe generiert. Durch Zusammensetzen der Übersetzungsgetriebe entstehen Getriebekonzepte, welche die Zielübersetzungen aufweisen. Für Hybridgetriebe werden zusätzlich noch E-Maschinen im Getriebe verbaut. Die realisierbaren Fahrmodi wie elektrisches Fahren, eCVT und Parallelhybrid werden ermittelt. Alle generierten Getriebekonzepte werden hinsichtlich ihrer Effizienz, des Bauraums sowie der Konstruktion bewertet. Die Bewertungen erfolgen einerseits anhand der Getriebeeigenschaften und andererseits im Kontext des Gesamtfahrzeugs und Energieverbrauchs im Fahrzyklus. Als Ergebnisse der Synthese stehen die erfolgversprechendsten Getriebekonzepte mit konkreter Getriebestruktur sowie den verbauten Komponenten, der Schaltmatrix und weiteren wichtigen Auslegungsdaten zur Verfügung.