Detta examensarbete är en del av examinationen i utbildningen högskoleingenjör inom innovationsteknik och design. Uppdraget tillhandahålls av GKN Driveline Köping AB. GKN Driveline är ledande inom AWD system och är medvetna om att utveckling sker i en expanderande takt. Utmaningar för att minimera miljöpåverkan bidrar till att man vill utveckla lätta och effektiva vinkelväxlar, samtidigt som man också vill ha en låg utvecklingskostnad och kort ledtid. Detta har bidragit att man under utvecklingsarbetet sett oljeläckage i test vid delningsplan mellan hus och lock som följd. Uppdragsgivaren önskar en lösning som motverkar problemet tidigt i en utvecklingsfas för att bidra med bättre kvalité, kundnöjdhet och mindre miljöpåverkan. Syftet med detta examensarbete är att identifiera faktorer som påverkar oljeläckage vid delningsplanen mellan hus och lock hos en vinkelväxel, samt hitta lösningar för att undvika detta. Målet är att använda designprocessen för att bidra med ett koncept som skall ge grund vid nyutveckling av växlar. Delmålen är att illustrera och beskriva konceptet med dess för- och nackdelar samt aspekter som påverkar oljeläckage. Metoder som behandlas i projektet är projektplanering, förstudie, produktspecifikation, konceptgenerering-, utvärdering och utveckling. Detta resulterade i ett koncept som illustrerar dennes fördel med friheten att kunna utforma delningsplanen. Detta koncept levereras som grund för en fortsatt utveckling och optimering för att kunna vara en fullt fungerande produkt i framtiden. / This project is part of the examination in the education bachelor’s degree in innovation technology and design. The assignment is provided by GKN Driveline Köping AB. GKN Driveline is global leading with their AWD system and is in a constant development. Challenges which they are aware of, to minimize environmental impact by constantly reducing weight and power loss on their power take of units. And at the same time to consider lowering the development cost and short lead times. Which has led to detection during tests with problems such as oil leakage between the split plane of the housing and cover. GKN wish to consider a solution to prevent this event to happen during an early design phase, thus provide higher quality, customer satisfaction and less impact on the environment. The purpose of this project is to identify the factors that affect oil leakage at the split plane between housing and cover in power transfer units and find a solution to prevent this. The goal is to use the design process to contribute to a concept that will give rise to a basis of new development of power transfer units. The milestone in the project is to illustrate and describe the chosen concept with its pros and cons as well as aspects that affect oil leakage. Methods covered in the project include project planning, pilot study, product specification, generating-, evaluating and developing the concept. This resulted in a concept that illustrates its advantage with the freedom to design the split plane. This delivered concept is a basis for continued development and optimization to be a fully functional product in the future.

En Power Transfer Unit (PTU) eller vinkelväxel i ett drivsystem för allhjulsdrift är enväxellåda med en hypoid-växel som drevsats. PTUn ar placerad mellan fordonets transmissionoch kardanaxel och används för att fördela momentet från drivsystemet mellanalla hjulen. De dynamiska egenskaperna hos vinkelväxeln är kopplade till de ljud ochvibrationer som uppfattas i bilen, speciellt tonalt ljud som växelvin. Källan till dennavibration kan relateras till transmissionsfelet i växeln. Transmissionsfelet beror pa faktorersom geometri, rotationshastighet och statiskt moment. Om faktorernas inverkankan identieras skapar det möjligheter att reducera felet genom designförändringar. 1D ellersystem-simulering ar en förenklad beskrivning av det dynamiska beteendet av systemet.Det är en flexibel metod som kan ge en uppskattning av systemets egenskaper iett tidigt skede och kan användas i såväl tids- som frekvensdomönen.Denna studie syftar till att bygga en 1-D system-modell av en PTU och studera dessdynamiska beteende. De typer av analyser och resultat som ar möjliga att få från en dynamisk1-D modell av en specic produkt har utvärderats. Befintliga komponenter frånmjukvarans bibliotek har används for att bygga en förenklad modell med lumpade massorav den fysiska systemet. Simuleringar har utförts både i tidsdomänen och frekvensdomänen.System-modellen är mycket användbar för modelling av hela system och av hur delarnaväxelverkar i ett tidigt skede av produktutvecklingen. Beräkningen av nivån på transmissionsfeletsgrundtonen stämmer väl med tillgängliga mätresultat. Rotationshastigheternasvariation då kopplingen kopplar i och ur vinkelväxeln illustrerar tydligt kopplingensinverkan på dynamiken i systemet. Det var dessutom möjligt att erhålla systemets torsionsegenfrekvenseroch modformer från den linjära frekvensanalysen. / A Power Transfer Unit (PTU) of an All-Wheel Drive system is a hypoid gearbox whichis a driveline component, used to distribute power from the powertrain to all the wheelsof a vehicle. The gearbox dynamics is closely related to the gearbox noise and vibration,especially tonal noise like gear whine. The source of this vibration is referred to as thetransmission error in the unit. Transmission error is attributed to various geometricaland operating conditions, which if mapped mathematically, allows the designer to reducethe error by varying the design parameters. The demand in the automotive industry toreduce time to market is high. A lot of time can be saved if system performance can beassessed at the concept stage, even before the detailed design. This is where system-levelsimulation plays a key role. 1-D or system simulation technique studies the dynamicbehaviour of the system in one dimension. This greatly simplies the model and allowsfor the exibility to get early estimates of the system behaviour with respect to time andfrequency. Here, such a system model is built for a hypoid gear based driveline system.This work aims to build a 1-D system model of the PTU and study the dynamic behaviourof the response. The evaluation helps in understanding the capabilities on 1-D systemmodel in simulating a specialised product dynamic characteristics. LMS AMESim wasthe commercial tool used in building the system model. Existing components from thesoftware library were used to build a sketch of a simplied, lumped mass model of thephysical system. The model was then simulated in both the time domain and frequencydomain through a temporal and linear analysis respectively.It is observed that the system model is very useful in early modelling of a system and itsinteractive eects. The fundamental harmonic of the transmission error is predicted wellin the system model. The clutch connect/disconnect behaviour can also be seen in therotary velocity response of the gear. The system eigenfrequencies and mode shapes wereobtained from the linear analysis.