파워트레인 및 개별 구성 요소의 효율성과 수명을 높이기 위해서는 다양한 조치를 취해야 합니다. 마찰을 줄이고 소음 자극과 방사선을 정확하게 예측하는 것이 중요합니다.
EXCITE는 탄성 부품을 사용하고 내연 기관의 플레인 베어링과 피스톤-라이너 접촉 또는 기어박스의 톱니 접촉과 롤러 베어링과 같은 비선형 접촉점을 고려하여 실제 자극과 진동을 결정합니다. 따라서 부품의 강도와 수명을 높은 수준으로 확실하게 예측할 수 있고, 다른 한편으로는 부품 표면의 정확한 진동과 방사선을 예측하여 정확한 소음 예측을 할 수 있습니다.
비용 부담
물리적 테스트에는 프로토타입뿐만 아니라 많은 시간과 인력이 필요하고, 이에 따른 비용이 발생합니다.
속도
개발 시간이 항상 개발 노력과 균형을 이루는 것은 아닙니다.
복잡성
상호 작용하고 상호 의존하는 구성 요소의 수가 증가하고 있습니다.
간단한 기하학적 모델링부터 시작하여 강체를 사용하고 플레인 또는 롤러 베어링, 기어 쌍, 커플링 또는 스플라인 샤프트와 같은 회전 결합 요소로 구성 요소를 연결하면 시뮬레이션 모델을 빠르게 구축할 수 있습니다.
통합된 Component Modeler를 통해 정교한 FE 모델을 원활하게 준비하고 유연한 구성 요소를 제작할 수 있습니다. 예를 들어, 유성 기어 세트나 크랭크 트레인 등의 완전 통합형 어셈블리는 복잡한 계산 시스템을 쉽게 구축할 수 있도록 해줍니다. 운동학 계산과 애니메이션을 통해 구성 요소의 상호 작용을 쉽게 확인할 수 있습니다. 그런 다음 실제 시뮬레이션을 수행하게 됩니다. 빠른 주파수 영역 분석 또는 시간 영역의 비선형 분석 중 선택하여 상세한 조사를 진행할 수 있습니다.
사용자는 시뮬레이션 평가를 위해 시리즈 계산을 위한 캠벨 다이어그램(Campbell diagram)과 PowerPoint 또는 PDF 형식의 표준화된 보고서를 자동으로 받을 수 있습니다.
EXCITE는 다양한 수준의 세부 항목으로 구성 요소, 하위 시스템 및 전체 드라이브 유닛의 모델링을 지원합니다. 또한 분석 요구 사항에 맞게 조정되어 시뮬레이션 활동과 정확성 간의 최적의 균형을 보장합니다.
효율성
EXCITE 솔버는 처음부터 성능을 고려하여 설계되었습니다. 이를 통해 특정 현상에 대한 자세한 조사를 적시에 수행할 수 있습니다.
정확도
세부적인 물리적 모델의 시뮬레이션 깊이는 고품질 결과를 보장합니다. 이를 통해 프로토타입의 수를 줄여 개발 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있습니다.
다단계 접근 방식
개별 구성 요소와 전체 시스템에 대한 모델링 깊이를 구분하여 적용합니다. 이는 애플리케이션 목표에 의해 지정된 정확도와 모델링 및 시뮬레이션 시간 사이에 균형을 제공합니다. 시뮬레이션 모델은 개발 프로세스에서 확장되고 더 세분화될 수 있습니다.
AVL EXCITE™ M
e축 시스템의 경우 유성 기어 세트와 제어 및 로터 편심도가 있는 전자 모터 유형(PMSM, SCIM, EESM)을 포함한 다양한 기어 단계를 동적으로 매핑하고 계산할 수 있습니다. NVH 분석 외에도 내구성 및 소음과 관련하여 제조 공차의 영향을 조사하고 최적화할 수 있습니다.
마찰
건식 윤활 조건에서 마찰, 윤활 및 마모의 영향은 많은 기술 분야에서 필수적입니다. EXCITE를 통해 마찰을 줄이고 마모를 최적화하여 베어링과 구성 요소의 내구성을 높이고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.
NVH 시뮬레이션
EXCITE의 핵심 역량 중 하나는 파워트레인 유닛의 구조 기인 소음 및 공기 중 소음을 계산하는 것입니다. 운동중 변형 형상(ODS), 수치 전달 경로 분석(NTPA), 모드 기여도 계수(MCF) 등의 평가 도구를 통해 자극과 진동의 원인 및 출처를 파악할 수 있습니다.
3D 피스톤 링 시뮬레이션
EXCITE 피스톤 및 링은 3D 피스톤 링 시뮬레이션을 위한 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 링 모델러에 의해 완전 자동으로 생성된 3D 링을 사용하면 블로우바이 링 변형, 마찰, 마모 및 윤활유 소비에 미치는 영향을 분석할 수 있습니다. 또한 EXCITE 피스톤-라이너 접촉 계산에서 발생하는 보어 변형도 고려할 수 있습니다.
AVL EXCITE™とAVL FIRE™ Mは、開発サイクルの初期段階で設計最適化を実現する、私たちの仮想化戦略の不可欠な部分を担っています。私たちはAVLのシミュレーションソリューションを活用し、クラストップレベルのオートバイメーカーとしての地位を維持しています。
– Eickhoff Antriebstechnik GmbH, Head of Validation and Development
Stefan Schemmert
AVL EXCITE™를 사용하면 초기 개발 단계부터 생산 시작까지 연소 엔진의 NVH에 대해 신뢰할 수 있는 분석이 가능합니다. 열역학의 자극, 구조의 투과 거동, 높은 예측 품질을 함께 고려함으로써 컨셉 단계부터 신뢰할 수 있는 진술이 가능합니다. 또한 프로토타입 개발 시 검증된 모델을 통해 테스트 엔진의 진동 거동을 분석할 수 있습니다. 이를 통해 개발 목표를 설정하고 음향 목표를 달성할 수 있습니다.
– Markus Dieterich, AUDI AG 음향 개발 엔지니어
The design of piston ring packages for two-stroke and four-stroke applications is part of our daily business. New customer requirements mean that checking the design is becoming increasingly important. With AVL EXCITE™ M Piston&Rings, we have found a useful addition to our existing development tools to master this task efficiently and comprehensively. The clearly structured user interface considerably simplifies model construction and conversion and the automatic generation of results reports saves us valuable time. We appreciate the reliable contact with AVL, the fast support and the customer-oriented further development of the software.
– Martin Ackermann, Global Technical Specialist Piston Systems, Kolbenschmidt Pistons Germany GmbH
출력 밀도가 높은 최신 풍력 기어를 설계 시에는 시스템 간 분석 도구를 사용해야 합니다. 특히 유성 기어에 플레인 베어링을 사용하면 계산 도구 자체에 대한 새로운 요구 사항이 발생합니다.
AVL EXCITE™를 사용하면 유성 기어의 일반 베어링에 가해지는 하중을 시뮬레이션하고 주변 구조물과의 상호 작용을 조사한 후 풍력 터빈용 유성 기어박스에 대한 적용 가능성을 평가할 수 있습니다.
– Stefan Schemmert, Antriebstechnik GmbH 검증 및 개발 책임자
WinGD에서는 거의 25년 동안 AVL EXCITE™를 사용한 EHD 시뮬레이션을 수행해 왔습니다. 모든 것은 베어링 레이아웃이 EHD를 기반으로 하지 않은 96C 엔진에서 메인 베어링이 연이어 고장 나면서 시작되었습니다. AVL EXCITE™ 덕분에 제품 최적화를 위한 최적의 솔루션을 찾을 수 있었습니다. 이후 첨단 다물체 동역학 시뮬레이션 툴인 AVL EXCITE™는 엔진 개발 프로세스의 필수적인 부분이며, EHD 계산 결과는 AVL 베어링의 서비스 경험과 매우 밀접한 관련이 있습니다.
– Elzbieta Grüninger, Winterthur Gas & Diesel Ltd. R&D파워트레인 수석 개발 전문가
AVL White Paper – AVL E-Motor Tool™ – Bridge the Gaps in E-Motor Development Workflow
Development processes that rely heavily on simulation have been honed over time for conventional powertrains, but they could also be applied to e-drive development. However, some gaps specifically related to the e-drive development, must be bridged to ensure a smooth development process. This whitepaper demonstrates how the innovative E-Motor Tool supports e-drive development.
The AVL E-Motor Tool™ - Easily Parameterize the E-Motor Emulator for Inverter Testing
E-Motor Emulator is used for the physical testing of the inverter removing the need for a physical e-motor. With AVL E-Motor Tool it is possible to effortlessly design a customized e-motor tailored specifically to your inverter testing needs. The precise set of parameters for this e-motor are provided to the E-motor Emulator in one click.
AVL Customer Case Study - EHD Bearing Simulations on WinGD 2 Stroke Engines
Increased demand to minimize cylinder distance for new twostroke, low-speed marine engine developments, including new engine structure concepts and design-to-cost approach, result in an increased need for EHD calculations of WinGD`s main bearings.
Find out how our multi-body dynamics simulation solution AVL EXCITE™ helped WinGD to successfully deal with this challenge.
AVL White Paper – Predictive Transmission NVH Analysis for ICE Based and Electrified Powertrains
Download our white paper to discover how simulation can be applied to optimize key powertrain NVH attributes, extending classical IC engine NVH to modern powertrains including highly complex transmissions and electrified powertrains.
AVL Customer Case Study - NVH Simulation at Deutz
Legal constraints which impose ever stricter emission limits are forcing engine manufacturers to drastically reduce the sound emission of their products. In addition, increasing end customer expectations require a greater focus on the acoustic behaviour of an engine.
AVL Customer Case Study - System Simulation in BEV Development at EDAG
For battery electric vehicles (BEV), the high-voltage storage unit is the crucial component in terms of performance, efficiency and range. To optimize these attributes extensive investigations are required. Both in the overall vehicle context and under different, sometimes extreme boundary conditions.
전기차(EV)는 자체의 성능, 주행 거리 및 비용으로 평가됩니다. 또한 열 관리에 영향을 주는 컴팩트한 파워트레인 설계가 요구됩니다.
전기 모터가 거의 무소음 수준에 도달하여 차량은 조용해졌지만, 더 이상 엔진으로 다양한 소음과 진동을 가릴 수는 없습니다.
AVL은 차량 개발 시뮬레이션 분야의 선두주자로, 전 세계 주요 엔진 제조사들이 AVL 내연기관 시뮬레이션 솔루션을 사용하고 있습니다.
시뮬레이션을 통해 AVL은 파워트레인 개발에서 세 가지 목표를 달성합니다. 첫째, 크랭크샤프트부터 커넥팅 로드, 플레인 베어링, 전체 부품에 이르기까지 모든 구성품의 내구성을 보장합니다.
Properly considering the excitation of the e-motor is essential when analyzing the NVH of e-drives. Typically, electromagnetic forces on the stator and torque on the rotor are precalculated using electromagnetic tools.
E-drives and hybrid powertrains often operate in transient conditions with changing loads and speeds, and it is essential to consider the dynamic effects of these conditions when evaluating their durability and NVH.
Modern e-axle concepts bring with them new types of design peculiarities. This can result in various disruptive effects. We will show you how special vibration phenomena can be analyzed simulatively early in the development process.
We will give you an insight into how to combine the strengths of statistical design of experiments and intelligent optimization with 3D multibody simulation using the AVL CAMEO™ and AVL EXCITE™ tools.
The elimination of the masking effect caused by the combustion engine and the trend towards high-speed e-axles make the topic of NVH a central aspect in vehicle development. We will present the current state of the art for the dynamic analysis of e-drives.
Due to the elimination of the noise-masking combustion engine, the acoustic phenomena of the transmission come to the fore in electrified vehicle concepts. We present you a workflow for calculating the map of stator tooth forces and torque fluctuations on the rotor.
Renewable energy tops the list of measures to be taken to reduce greenhouse gases in most discussions about climate change. In that respect, wind turbines show enormous potential for the future.
On the path to a clean and carbon-neutral mobility, hybrid vehicles will doubtlessly play a major role for the next decade, especially in the field of passenger cars.
Electrified powertrains are flexible in construction, highly complex and often lightweight, yet they operate at incredibly high torque loads.
The understanding of wear phenomena is relevant for several engineering fields. Basically, every application where force is transferred between directly connected and relatively moving components is prone to wear.
Legislation is pushing automotive propulsion engineers to apply advanced transmission and drivetrain technology while striving towards improving efficiency. The required measures are often negatively impacting the vehicle’s NVH behavior.