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Erschienen in: Forschung im Ingenieurwesen 2-3/2017

01.09.2017 | Originalarbeiten/Originals

General modelling method of power losses in transmission with parameter identification

Modellierungsmethode des Energieverlusts im Fahrzeuggetriebe mit Parameteridentifikation

verfasst von: Ye Shen, S. Rinderknecht, Maik Hoppert

Erschienen in: Forschung im Ingenieurwesen | Ausgabe 2-3/2017

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Abstract

There is rarely a general or standard method to calculate the overall efficiency of a complete vehicle gearbox. This paper aims to develop such method which can possibly be applied to different types of transmissions in a flexible way and provide a platform to compare several different products from different OEMs or suppliers in parallel.
A number of standards and publications concerning the calculation of power losses specifically for one transmission component such as gears, roller bearings or specific phenomenon like oil churning are available in the literature. Different models from these sources are compared, selected and combined to obtain the resulting efficiency map of a complete gearbox system.
This paper presents the calculation of such a combined efficiency map of a transmission for an electric vehicle through either the standard models (ISO14179) for industry transmissions or this new joint overall model. The comparisons of available experimental data and calculations show that the result of the joint overall model has a better proximity to the test results. Nevertheless, the uncertainties in the input parameters of the model strongly affect the calculated power loss and the resulting efficiency of the gearbox. Parameter studies are conducted to determine the most influential parameters in the joint overall model. Several selected parameters are identified through experimental overall efficiency maps by classic parameter identification method and algorithm. On the one hand, a much better proximity is achieved. On the other hand, the identified parameters indicate the optimization potential of the component losses for benchmarking of transmissions.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ernst CS, Eckstein L, Olschewski I (2012) CO2-Reduzierungspotenziale bei Pkw bis 2020. Abschlussbericht Dezember Ernst CS, Eckstein L, Olschewski I (2012) CO2-Reduzierungspotenziale bei Pkw bis 2020. Abschlussbericht Dezember
2.
Zurück zum Zitat Sedlmair M, Geiger J, Stemplinger J-P, Stahl K (2015) Efficiency potential of a manual transmission: simulation of optimization measures in gears and lubricants. 15th Intern. VDI-Congress dqDrivetrain for Vehicles. Sedlmair M, Geiger J, Stemplinger J-P, Stahl K (2015) Efficiency potential of a manual transmission: simulation of optimization measures in gears and lubricants. 15th Intern. VDI-Congress dqDrivetrain for Vehicles.
3.
Zurück zum Zitat ISO, B(2001) TR14179-2-2001 Gear-thermal capacity Part2: Thermal load-carrying capacity. ISO, B(2001) TR14179-2-2001 Gear-thermal capacity Part2: Thermal load-carrying capacity.
4.
Zurück zum Zitat Fernandes CMCG et al (2015) Gearbox power loss. Part III: application to a parallel axis and a planetary gearbox. Tribol Int 88:317–326CrossRef Fernandes CMCG et al (2015) Gearbox power loss. Part III: application to a parallel axis and a planetary gearbox. Tribol Int 88:317–326CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Rosander P et al (2008) Entwicklung eines Wirkungsgrad-modells für Schaltgetriebe. Atz-automobiltechnische Zeitschrift 110(4):346–357CrossRef Rosander P et al (2008) Entwicklung eines Wirkungsgrad-modells für Schaltgetriebe. Atz-automobiltechnische Zeitschrift 110(4):346–357CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Niemann G, Winter H (2003) Maschinenelemente, 2nd edn. vol. 2. Springer, Berlin HeidelbergCrossRef Niemann G, Winter H (2003) Maschinenelemente, 2nd edn. vol. 2. Springer, Berlin HeidelbergCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Anderson NE, Loewenthal SH (1982) Design of spur gears for improved efficiency. J Mech Des 104(4):767–774CrossRef Anderson NE, Loewenthal SH (1982) Design of spur gears for improved efficiency. J Mech Des 104(4):767–774CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Anderson NE, Loewenthal SH (1980) Spur-gear-system efficiency at part and full load. National Aeronautics And Space Administration Cleveland Ohio Lewis Research Center, Cleveland Anderson NE, Loewenthal SH (1980) Spur-gear-system efficiency at part and full load. National Aeronautics And Space Administration Cleveland Ohio Lewis Research Center, Cleveland
9.
Zurück zum Zitat Petry-Johnson TT et al (2008) An experimental investigation of spur gear efficiency. J Mech Des 130(6):062601CrossRef Petry-Johnson TT et al (2008) An experimental investigation of spur gear efficiency. J Mech Des 130(6):062601CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Mauz, Wolfgang(2008) Hydraulische Verluste von Stirnradgetrieben bei Umfangsgeschwindigkeiten bis 60m/s. Dissertation, Universität Stuttgart. Mauz, Wolfgang(2008) Hydraulische Verluste von Stirnradgetrieben bei Umfangsgeschwindigkeiten bis 60m/s. Dissertation, Universität Stuttgart.
11.
Zurück zum Zitat Changenet C, Velex P (2007) A model for the prediction of churning losses in geared transmissions preliminary results. J Mech Des 129(1):128–133CrossRef Changenet C, Velex P (2007) A model for the prediction of churning losses in geared transmissions preliminary results. J Mech Des 129(1):128–133CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Seetharaman S, Kahraman A (2010) A windage power loss model for spur gear pairs. Tribol Trans 53(4):473–484CrossRef Seetharaman S, Kahraman A (2010) A windage power loss model for spur gear pairs. Tribol Trans 53(4):473–484CrossRef
13.
Zurück zum Zitat SKF GmbH (2004) SKF-Hauptkatalog: das Wälzlager-Handbuch für Studenten. Katalog 5000 G. SKF GmbH, Schweinfurt SKF GmbH (2004) SKF-Hauptkatalog: das Wälzlager-Handbuch für Studenten. Katalog 5000 G. SKF GmbH, Schweinfurt
14.
Zurück zum Zitat Schaeffler Gruppe (2006) INA/FAG Wälzlagerkatalog Schaeffler Gruppe (2006) INA/FAG Wälzlagerkatalog
15.
Zurück zum Zitat Simrit (1976) Radialwellendichtringe, Katalog Nr. 100 Simrit (1976) Radialwellendichtringe, Katalog Nr. 100
16.
Zurück zum Zitat ISO, B. (2001) TR14179-2-2001 Gear-thermal capacity Part2: Thermal load-carrying capacity. ISO, B. (2001) TR14179-2-2001 Gear-thermal capacity Part2: Thermal load-carrying capacity.
17.
Zurück zum Zitat Drozdov YN, Gavrikov YA (1968) Friction and scoring under the conditions of simultaneous rolling and sliding of bodies. Wear 11(4):291–302CrossRef Drozdov YN, Gavrikov YA (1968) Friction and scoring under the conditions of simultaneous rolling and sliding of bodies. Wear 11(4):291–302CrossRef
18.
Zurück zum Zitat O’donoghue JP, Cameron A (1966) Friction and temperature in rolling sliding contacts. ASLE Trans 9(2):186–194CrossRef O’donoghue JP, Cameron A (1966) Friction and temperature in rolling sliding contacts. ASLE Trans 9(2):186–194CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Kelley BW, Lemanski AJ (1967) Paper 11: lubrication of involute gearing. Proc Inst Mech Eng 182(1):173–184 Kelley BW, Lemanski AJ (1967) Paper 11: lubrication of involute gearing. Proc Inst Mech Eng 182(1):173–184
20.
Zurück zum Zitat Xu, Hai(2005) Development of a generalized mechanical efficiency prediction methodology for gear pairs. Dissertation, The Ohio State University. Xu, Hai(2005) Development of a generalized mechanical efficiency prediction methodology for gear pairs. Dissertation, The Ohio State University.
21.
Zurück zum Zitat Ohlendorf, H (1958) Verlustleistung und Erwärmung von Stirnrädern, Dissertation, TU München Ohlendorf, H (1958) Verlustleistung und Erwärmung von Stirnrädern, Dissertation, TU München
22.
Zurück zum Zitat Fernandes CM, Marques PM, Martins RC, Seabra JH (2015) Gearbox power loss. Part II: friction losses in gears. Tribol Int 88:309–316CrossRef Fernandes CM, Marques PM, Martins RC, Seabra JH (2015) Gearbox power loss. Part II: friction losses in gears. Tribol Int 88:309–316CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Mauz, Wolfgang(1988) Hydraulische Verluste von Stirnradgetrieben bei umfangsgeschwindigkeiten bis 60m/s. Dissertation, Universität Stuttgart. Mauz, Wolfgang(1988) Hydraulische Verluste von Stirnradgetrieben bei umfangsgeschwindigkeiten bis 60m/s. Dissertation, Universität Stuttgart.
24.
Zurück zum Zitat Boness RJ (1989) Churning losses of discs and gears running partially submerged in oil. Proc ASME Int Power Trans Gearing Conf 1:255–359 Boness RJ (1989) Churning losses of discs and gears running partially submerged in oil. Proc ASME Int Power Trans Gearing Conf 1:255–359
25.
Zurück zum Zitat Changenet C, Velex P (2007) A model for the prediction of churning losses in geared transmissions preliminary results. J Mech Des 129(1):128–133CrossRef Changenet C, Velex P (2007) A model for the prediction of churning losses in geared transmissions preliminary results. J Mech Des 129(1):128–133CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Schaeffler Gruppe (2008) INA/FAG Wälzlagerkatalog Schaeffler Gruppe (2008) INA/FAG Wälzlagerkatalog
27.
Zurück zum Zitat Conn AR, Gould NIM, Toint PL (2000) Trust region methods. Society for Industrial and Applied Mathematics, PhiladelphiaCrossRefMATH Conn AR, Gould NIM, Toint PL (2000) Trust region methods. Society for Industrial and Applied Mathematics, PhiladelphiaCrossRefMATH
Metadaten
Titel
General modelling method of power losses in transmission with parameter identification
Modellierungsmethode des Energieverlusts im Fahrzeuggetriebe mit Parameteridentifikation
verfasst von
Ye Shen
S. Rinderknecht
Maik Hoppert
Publikationsdatum
01.09.2017
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Forschung im Ingenieurwesen / Ausgabe 2-3/2017
Print ISSN: 0015-7899
Elektronische ISSN: 1434-0860
DOI
https://doi.org/10.1007/s10010-017-0241-1

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