Betriebsschwingungen eines 8-Gang-Automatgetriebes

Beim Prototyp eines 8-Gang-Automatgetriebes der 8HP-Baureihe traten abhängig vom eingelegten Gang Schwingungen am abtriebsseitigen Radsatz auf.

Zur Ursachenermittlung wurde ein Dynamikmodell des Getriebes (oberes Bild) erstellt. Dieses Modell umfasst neben dem Getriebegehäuse auch den kompletten Radsatz, die kinematischen Kopplungen in den 4 Planetenstufen und die gangabhängigen Kopplungen in den Lamellenkupplungen und Bremsen. Im mittleren Bild ist beispielhaft das FE-Modell des abtriebsseitigen Radsatzes mit integriertem Lamellenträger dargestellt.

Über eine rechnerische Modalanalyse und eine nachgeschaltete Sensibilitätsanalyse hinsichtlich verschiedener Anregungsarten wurde die Beteiligung der kinematischen Nachgiebigkeiten der einzelnen Planetensätze, des Getriebegehäuse sowie der An- und Abtriebswelle an den wesentlichen Eigenformen und den daraus resultierenden Resonanzstellen herausgearbeitet.

Im unteren Bild ist beispielhaft die Schwingungsantwort für das Hohlrad des abtriebsseitigen Radsatzes bei Krafterregung an der Sonne dieses Radsatzes für verschiedene Koppelbedingungen in den Gleitlagern und Lamellenkupplungen dargestellt. Die genaue Lage der Resonanzen hängt zusätzlich von den äußeren Randbedingungen des Getriebegehäuses ab, welche zwischen Fahrzeugeinbau und Getriebeprüfstand stark variieren. Aus der Sensibilitätsanalyse kann zudem die erforderliche Wuchtgüte der einzelnen Getriebekomponenten abgeleitet werden.

Das Dynamikmodell wurde schließlich zur Optimierung des Körperschallverhaltens bei den Zahneingriffsfrequenzen der einzelnen Radsätze genutzt. Die für das Resonanzverhalten verantwortlichen Komponenten wurden lokalisiert und der Einfluss unterschiedlicher Zahneingriffsfolgen auf das Körperschallverhalten untersucht.