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Kawasaki entwickelt mit Siemens PLM schneller Motorräder

| Redakteur: Katharina Juschkat

Um schneller und effizienter neue Rennmaschinen zu entwickeln, setzt Kawasaki unter anderem auf Siemens PLM Software. Vor allem die Luftzirkulation um die Verkleidung war eine Herausforderung für die Ingenieure.

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Die neuste Kawasaki Ninja H2R wurde mithilfe der Siemens PLM Software entwickelt.
Die neuste Kawasaki Ninja H2R wurde mithilfe der Siemens PLM Software entwickelt.
(Bild: Kawasaki / Siemens)

Kawasaki Heavy Industries Ltd. baut neben Gasturbinen, Schiffen und Industrieanlagen auch Motorräder. Zu den neuesten Entwicklungen gehören die Ninja H2R als reines Renn-Motorrad und die Ninja H2 als alltagstaugliche Version. Zu den Herausforderungen der Ingenieure gehörte die zügige Weiterentwicklung des Konzepts hin zum realen Modell.

Viel PS und wenig Gewicht

Mit über 320 PS ist die Ninja H2R eine wahre Rennmaschine. Gleichzeitig ist das Motorrad wie auch ihr straßenverkehrstaugliches Pendant sehr leicht. Diese Kombination stellte die Ingenieure der neuesten Entwicklung von Kawasaki neben der optimalen Kühlung des Motors vor die Aufgabe der Aerodynamik. Denn das Vorderrad darf trotz des geringen Gewichts und der enormen Beschleunigung nicht plötzlich die Bodenhaftung verlieren. Auf diesen beiden Aspekten lag folglich auch der Fokus während der CFD, die entsprechend aufwändig und langwierig war. Um hier beim Entwicklungsprozess möglichst schnell und zuverlässig voranzukommen, setzte das Unternehmen auf Simcenter von Siemens PLM Software.

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Bei Motorrädern gibt es zwei Typen: Mit und ohne Verkleidung. Eine volle Verkleidung sorgt für eine gute Luftzirkulation vor dem Kühler, jedoch ist die Windbelüftung schlecht, da sich die Verkleidung über die Rückseite des Heizkörpers erstreckt. Bei einem Motorrad ohne Motorhaube ist die Belüftung an der Rückseite des Kühlers gut. Allerdings wird hier kein Luftstrom an der Vorderseite des Kühlers erzeugt werden. Um die neue Maschine zu entwickeln, wollte man die Vorteile beider Versionen kombinieren. Für die Designentwicklung nutzte Kawasaki daher Simcenter Star-CCM+ Simulations, um einen Luftstrom an der Front zu generieren und zugleich die Belüftung auf der Rückseite zu verbessern. Nach der Arbeit mit entsprechenden Simulationen belegten die CFD-Ergebnisse durch entsprechende bauliche Anpassungen eine Verbesserung der Querlüftung um 40 %.

Vom Zeichenbrett zum Modell in einer Woche

Eine zweite Herausforderung für die Konstrukteure bestand darin, Ideen vom Zeichenbrett schnell in einem Modell umzusetzen. Vor dem Einsatz des automatisierten aerodynamischen Analyse-Makros (VSim) aus der Software dauerte diese Umsetzung etwa einen Monat – jetzt eine Woche. Grund dafür sind zwei Features der Software: die Oberflächenbearbeitung für computergestützte Konstruktion (CAD) und Java-Makros für eine leistungsstarke Automatisierung.

Mit VSim-Makro wurden alle Analyseeinstellungen und -daten für Simcenter Star CCM+ lesbar in eine Microsoft Excel-Tabellenkalkulationssoftware eingegeben. Macro automatisiert den gesamten Prozess. Durch den Einsatz der entsprechenden Softwarelösungen konnte Kawasaki in Summe den Aufwand für CFD um 75 % verringern. Manabu Morikawa, Leiter der Computer-Analysen, berichtet: „Im Vergleich zu früher können wir jetzt mehrere Dutzend Fälle in kürzerer Zeit simulieren. Dadurch wurde die Anzahl der notwendigen Prototypen reduziert, was die Kosten und Arbeitsaufwand spürbar reduziert.“

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