Revolutionizing Vehicle Transmission Systems with Electric Linear Actuators

Sina, ein Forscher im Rahmen eines Forschungsstipendiums der MARIE-SKLODOWSKA-CURIE-AKTIONEN, nutzte einen TiMOTION-Antrieb, den er als forschungsförderndes Geschenk erhalten hatte, zur Ausarbeitung seiner Doktorarbeit. Sein Promotionsprogramm war ein Teilprojekt des übergeordneten Projekts mit dem Titel LIVE-I. LIVE-I steht für „Lightening and Innovating transmission for improving vehicle environmental impacts“ (Gewichtsreduzierung und Innovation im Getriebebereich zur Verbesserung der Umweltbilanz von Fahrzeugen). Sina führte seine Forschungsarbeit an der Universität Neapel Federico II in Italien und bei ADAPTRONICA sp. z o.o. in Polen durch. Am 28. Februar 2024 schloss er seine Dissertation ab.

Die Herausforderung: Verbesserung der NVH-Leistung in Getrieben

Das Doktoratsprojekt zielt darauf ab, Geräusche und Vibrationen im Fahrzeuggetriebe mithilfe einer semi-aktiven Regelungslösung zu mindern. Semi-aktive Lösungen stellen einen Kompromiss zwischen aktiven und passiven Lösungen dar. Sina nutzte Metallkautschuk, um das semi-aktive Konzept umzusetzen. Durch Vorverdichtung von Metallkautschuken lassen sich verschiedene Steifigkeits- und Dämpfungsgrade erzielen, um die Regelungsstufen zu erzeugen.

Abbildung 1. Explosionszeichnung des Gehäuses eines Fiat-Schaltgetriebes

Elektrische Antriebe von TiMOTION als Herzstück der Innovation

TiMOTION Europe stellte freundlicherweise einen TA29 zur Verfügung, einen sorgfältig ausgewählten Linearantrieb, dessen Spezifikationen nahtlos zu den Anforderungen des Projekts passten. Obwohl die Integration relativ reibungslos verlief, traten kleinere Hindernisse auf, darunter Probleme mit der Pinbelegungsbeschreibung des Antriebs und den betrieblichen Biegemomenten. Doch der Einfallsreichtum des Teams setzte sich durch: Die Hindernisse wurden durch Modifikationen an der Halterung und eine duale Steuerungsstrategie überwunden, die Hall-Sensoren und zeitbasierte Bedienelemente integrierte.

Vielversprechende Ergebnisse für die semiaktive Schwingungsdämpfung

Mit dem TA29 an der Spitze hat das Projekt die Erwartungen nicht nur erfüllt, sondern übertroffen. Der semiaktive Isolator, ein Beweis für Innovation, zeigte bemerkenswerte Ergebnisse. In Phase eins wurde eine Reduzierung der Schwingungen um 55 % erzielt, während in Phase zwei eine beachtliche Dämpfung der Schwingungspegel um 28,71 % bzw. 23,57 % durch Strategien mit offenem bzw. geschlossenem Regelkreis erreicht wurde. Darüber hinaus wurde durch die Strategien mit offenem und geschlossenem Regelkreis eine akustische Isolationsrate von 25,03 % bzw. 19,98 % erreicht. Diese Ergebnisse unterstreichen die Wirksamkeit und das Potenzial semi-aktiver Lösungen bei der NVH-Regelung im Automobilbereich.

Abbildung 2. Versuchsaufbau: (links) Schwingungsmessung, (rechts) Geräuschmessung.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Projekt eine innovative semiaktive Lösung zur Schwingungsdämpfung in Fahrzeuggetrieben bietet. Durch den Einsatz linearer elektrischer Antriebe wie dem TA29 von TiMOTION in Kombination mit fortschrittlichen Regelungsstrategien lassen sich erhebliche Verbesserungen der NVH-Leistung erzielen.

Dieser Ansatz eröffnet spannende neue Perspektiven für die Entwicklung leiserer und komfortablerer Fahrzeuggetriebe. Elektrische Antriebe erweisen sich somit als Schlüsseltechnologie zur Bewältigung der vibrations- und geräuschtechnischen Herausforderungen der modernen Automobilindustrie.

Kontaktieren Sie uns gerne, um mehr über unsere Lösungen für elektrische Linearantriebe zu erfahren und zu entdecken, wie diese Ihre Projekte revolutionieren können.