Charakterisierung der Pkw-Dämpferreibung bei geringen Bewegungsamplituden

Die inhärente Reibung eines Kraftfahrzeug-Dämpfers hat direkten Einfluss auf dessen Übertragungsverhalten und damit auf die Komforteigenschaften dieser Fahrwerkkomponente. An allen relativ zueinander bewegten Kontaktstellen in hydraulischen Teleskopdämpfern tritt Reibung auf. Da in vielen zukünftigen Fahrzeugen der Antriebsstrang aufgrund teilweiser oder vollständiger Elektrifizierung eine geringere Schwingungsmaskierung bietet, treten fahrwerk- bzw. straßeninduzierte Geräusche und Vibrationen noch deutlicher in den Fokus der NVH-Optimierung. Auf konventionellem Wege erfolgt die Reibungsermittlung an vollständig montierten Dämpfern inklusive Ölfüllung und Gasdruckbeaufschlagung bei mittleren Amplituden um ca. 5–10 mm und sehr geringer Bewegungsgeschwindigkeit, da hierdurch die hydraulischen Dämpfkraftanteile minimiert werden. Durch dieses Messverfahren sind präzise Aussagen zum Reibungsverhalten bei geringen Amplituden (<2 mm) und geringen bis höheren Anregungsfrequenzen (0–100 Hz) kaum möglich. Beispielhafte Schwingungsphänomene mit wenigstens partiellem Fahrwerkbezug in diesem Frequenzbereich sind Achsschwingungen, Dröhnen, Achsrauigkeiten sowie, in Grenzen, das Abrollen (vgl. Fahrwerkhandbuch, Springer Vieweg, Wiesbaden). Da insbesondere bei sehr kleinen Amplituden und hohen Frequenzen die Annahme naheliegt, dass die Reibung eine dominierende Rolle durch die häufigen Umkehrspiele und die dabei entstehenden Losbrechkräfte einnimmt, sind derartige Anregungsprofile von gesteigertem Interesse für die Charakterisierung der Reibeigenschaften. Bei Amplituden <2 mm und niedrigen Frequenzen bzw. kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten kann ferner das Reibungsverhalten im Detail beobachtet werden. Hierbei sind eine eventuelle Hysterese bzw. Verformungen/Kriecheffekte und Haftkräfte von Bedeutung, da durch diese auf das grundsätzliche Verhalten der Reibpartner bei Dämpferbewegungen jeglicher Art und deren Einfluss auf die Reibung und damit das Übertragungsverhalten geschlossen werden kann. Ziel ist infolgedessen die Charakterisierung der Reibeigenschaften ohne den Einfluss der die Reibkräfte geschwindigkeitsabhängig überlagernden hydraulischen Dämpfkräfte bei minimalen Amplituden sowie bei geringen bis höheren Anregungsfrequenzen und damit geringen bis mittleren Bewegungsgeschwindigkeiten.