DD210490A5

DD210490A5 - Rollenpruefstand zur kraftfahrzeugdiagnostik

Info

Publication number: DD210490A5
Application number: DD25337283A
Authority: DD
Inventors: Attila Tamasi; Otto Flamisch; Arpad Laszlo; Tibor Gal
Original assignee: Koezlekedestudomanyi Intezet
Priority date: 1983-07-25
Filing date: 1983-07-25
Publication date: 1984-06-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollenpruefstand zur Diagnostisierung von Kraftfahrzeugen, der mit sich an den Raedern des zu pruefenden Kraftfahrzeuges anschliessenden und miteinander verbundenen Rollen sowie mit einer an den Rollen angeschlossenen Wirbelstrombremse versehen ist. D. Erfindung bezweckt d. Schaffung eines Rollenpruefstandes zur Kraftfahrzeugdiagnostik, mit welchem beliebige und geregelte Belastungscharakteristiken erstellt werden koennen und an welchem die durchgefuehrten Pruefungen ein exaktes Ergebnis liefern, die mit den konstruktionsabhaengigen Ungenauigkeiten der bekannten Pruefstaende nicht belastet sind. Der erfindungsgemaessen Weiterentwicklung entsprechend ist zwischen den Rollen und der Wirbelstrombremse ein Planetengetriebe eingebaut und dem Planetengetriebe eine Kraftmesszelle zugeordnet.

Description

Berlin, den 10.1,1984

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Rollenprüfstand zur Kraftfahrzeugdiagnostik Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollenprüfstand zur Diagnostisierung von Kraftfahrzeugen, der mit an den Rädern des zu prüfenden Kraftfahrzeuges anschließenden und miteinander verbundenen Rollen sowie mit einer an den Rollen angeschlossenen Wirbelstrombremse versehen ist» Mit solchen Rollenprüfständen können Belastungen für die diagnostischen Messungen an Fahrzeugen hergestellt werden«

Der mit einem gegebenen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges verbundene Kraftstoffverbrauch hängt einerseits von den Konstruktionsmerkmalen des Fahrzeuges und andererseits von dem Gesamtwirkungsgrad des Motors ab. Die Konstruktionsmerkmale verändern sich während des Betriebes nicht, es muß also zur Fahrzeugdiagnostik die Veränderung des Gesaratwirkungsgrades des Motors - die Gesamtwirkungsgradfunktion beobachtet werden*

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es sind bereits solche Prüf stände zur Diagnostisierung von Fahrzeugen bekannt geworden* bei denen die Räder des Fahrzeuges an Rollen laufen, die mit einer Wirbelstrombremse verbunden sind,, das 3elastungsnoraent wird also mit der Wirbelstrombremse hergestellt. Zur Messung dieses erzeugten Belastungsmomentes ist die Wirbelstrombremse auf Kipplagerungen montiert,; und aus dem Kippen der Wirbelstrombremse

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wird auf das entstandene Moment gefolgert.

Da in den vorbekannten Lösungen das Belastungsfiioment am Ende der kinematischen Kette, d» h* aus dem Kippen der Wirbelstrombremse ermittelt wird,, beeinflussen die Messung die Verluste der.ganzen kinematischen Kette sowie der Wärmezustand der Wirbelstrombremse» Mit anderen Worten bedeutet das* daß bei den bekannten Prüfständen selbst die Verluste des 'Prüf Standes in das zu erzeugende Belastungsmoment "hineingemessen" werden, An den Rollen entsteht also ein ganz verschiedenes Belastungsraoroent, als welches aus dem Kippen der Wirbelstrombremse ermittelt wird»

Nachteilig ist ferner bei den bekannten Prüf ständen, daß sie keine Mittel zur Stabilisierung der Belastungscharakteristiken oder zur Einstellung einer gewünschten*, vorher angegebenen Belastungscharakteristik haben». Solche Regelraittel können auch später in die bekannten Prüf stände raegen ihrer Konstruktionsgegebenheiten nicht eingebaut werden» Die Wirkung dieses Mangels wird nachstehend erläutert«

Die Prüfung der Wirkungsgradcharakteristiken des Motors können am vorteilhaftesten beim eingebauten Motor bestimmt werden, wobei die Aufwände und Probleme ira Zusammenhang mit dem Aus— und Einbauen des Motors nicht entstehen» Folglich haben nur solche Prüfstände eine praktische Bedeutung« mit denen der Motor Im eingebauten Zustand geprüft werden karr. Zum Zwecke solcher indirekten Messungen ist die Bestimmung des Gesasntwirkungsgrades des Motors, des zum stationären Fahrzeugbetrieb (konstante Geschwindigkeit, konstanter Moment) gehörenden und auf die Wegeinheit bezogenen Kraftstoff-

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Verbrauches,: dessen War* mit dam während des Messens auf die Räder des Fahrzeuges wirkenden Moment und mit dem die Energieausnutzung des Fahrzeuges bestimmten Gesamtwirkungsgrad proportional ist, besonders geeignet. Wenn also das die Räder des Fahrzeuges belastende Moment bekannt ist und während der Prüfung konstant bleibt,, ist der erhaltene Kraftstoffverbrauch im direkten Zusammenhang mit dem zu dera geprüften Betriebszustand des Fahrzeuges gehörenden Gesaratwirkungsgrad,, Die von der Drehzahl und dem Moment abhängende Gesamtwirkungsgradfunktion des eingebauten Motors ist durch zahlreiche Faktoren*, z, 3. durch den Voreinspritz bzw«'die Einstellung und den Wert der Frühzündung, die Mischungsbildung usw» beeinfluEt* Die Messungen sollten daher zur schnellen Auswertung des Wirkungsgrades bzw, zur Feststellung der den Wirkungsgrad beeinflussenden Fehler in solchen 3etriebszuständen durchgeführt werden, in denen die Wirkung dar erwähnten Faktoren die größte und in dieser Weise die Möglichkeit der Nachweisung der unerwünschten Einflüsse die maximale ist.

Dieser Meßvorgäng kann mit vorgewählten typenspezifischen Belastungscharakteristiken gut handhabbar und leicht realisiert werden« Zu diesem Zwecks sind aber die vorbekannten . Prüfstände nicht geeignet. Die angewendete Belastungs— charakteristik muß noch dazu dera jeweiligen Typ des geprüften Fahrzeuges entsprechend veränderbar jedoch sine gegebene Charakteristik in ihrem Wert und ihrem Charakter unveränderlich sein.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die bekannten Prüfstände zur Fahrzeugdiagnostik nicht geeignet sind, eine

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geregelte Belastung zu erzeugen, sie sind also zur zeitgemäßen Motorprüfung bei eingebauten Motoren sowie zur exakten Bestimmung des Brennstoffverbrauches unfähig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlicher einsetzbaren und exakte Meßergebnisse liefernden RollenprüfStandes zur Kraftfahrzeugdiagnostik,.

Darlegung, des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung sind das Eliminieren der Unzulänglichkeiten der bekannten Lösungen und die Schaffung eines Rollenprüf Standes zur Kraftfahrzeugdiagnostik, mit welchem beliebige und gersgelte Belastungscharakteristiken erstellt werden können und an welchem die durchgeführten Prüfungen ein exakteres Ergebnis liefern-, die mit den konstruktionsabhängigen Ungenauigkeiten der bekannten Prüf stände nicht belastet sind*

Die zur Erfüllung dar gesetzten Aufgabe führende erfindungsgemaSe. Weiterentwicklung besteht nun darin¹, daß zwischen den durch die Räder des zu prüfenden Fahrzeuges angetriebenen Rollen des Prüfstandes und der die Belastung erstellenden Wirbelstrombremse ein Planetengetriebe eingebaut ist und dem Planetengetriebe eine Kraftmeßzelle zugeordnet ist,

Nach einer erfindungsgeraäS bevorzugten Ausführungsforrn ist das Planetenrad des Planetengetriebes an den Rollen des Prüf-

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Standes, das Sonnenrad an der Wirbelstrombremse und das Kranzrad an der Kraftmeßzeile angeschlossen. In einer alternativen Ausführungsform kann das Kranzrad an den Rollen und das Planetenrad an der Kraftmeßzelle angeschlossen werden. Eine äußerst einfache Realisierungsraöglichkeit des Planeteagetriebes in dieser Erfindung ergibt SiCh₁ wenn als solches die Hinterachsenbrücke eines Kraftfahrzeuges angewendet wird*

Zur Aufnahme der unge^ünschten Schwingungen und der schlagartigen Belastungen kann vorteilhafterweise ein Schwingungsdämpfer zwischen der Kraftraeßzelle und dem Planetengetriebe eingebaut werden,

ErfindungsgemäS kann der gemeinsamen Achse der Rollen des Prüf Standes ein Weg-Signalgeber zugeordnet sein»

Im Interesse der einfachen Regelung ist es erfindungsgeraaS vorteilhaft,, wenn die Wirbelstrombrease mit einer Erregerscha.ltung versehen ist» ah der?· eine Steuerschaltung .a.ng.aschlossen ist* auf deren Eingänge die Kraftmeßzelle·,. der Weg-Signalgeber und 34dienungsorgane angelegt sind.

Die Steuerschaltung kann einfach realisiert werden, wenn sie mit einer Soll-Wert herstellenden Schaltung und mit einer Ist-Wert herstallenden Schaltung sowie mit einer den Soll-Wert und der, Ist-Wert vergleichenden und im Notfall ein Eingriffssignal herstellenden Schaltung versahen wird.

AusfQh rungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

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Die zugehörige Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau eimer Ausführungsforra des erfindungsgemaßen Rollenprüfstandes.

Wie aus der Figur ersichtlich,, liegen die angetriebenen Räder 1 eines zu prüfenden Fahrzeuges auf Rollen 2 und 3 beim Beginn der Prüfung auf. Die Rollen 2; 3 sind durch eine Achse 4 auf monientübertragander vVeiss miteinander verbunden und durch Lagerungen 5 unterstützt* An der einen, in der Figur linken Rolle 3 ist ein Planetengetriebe 6 angeschlossen.* das mit einer Wirbelstrombremse 7 verbunden ist.

In der Figur ist die vorteilhafte Ausführungsforra veranschaulicht', in der eine Zahnradübersetzung der Hinterachsenbrücke eines Kraftfahrzeuges als Planetengetriebe 6 angewendet wird* Diese Zahnradübersetzung kann als Planetengetriebe 5 in die Solle 3 eingebaut und damit mindestens ein Teil des Innenraurne.s der Rolle 3 nützlich gemacht werden. In diesem Beispiel sind die Plänetenräder 3 des Planetengetriebes 5 an der Rolle 3 befestigt, das Sonnenrad 9 mit der Wirbelstrombremse 7 und- das Kr-anzrad 10 mit ^einer. K-raf tnveßzells 11 verbunden» In anderen Ausführungen kann das Kranzrad 10 an der Rolle 3 und das Planetenrad 8 an der Kraftmeßzelle 11 angeschlossen sein.

Zwischen des Planetengetriebe 5 und der Kraftseözelle 11 ist ein Schwingungsdämpfer 12 eingebaut» Ciasar ist in diesem Seispiel ein hydraulischer Schwingungsdämpfer mit Gurasigehäuse»

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Der Wirbelstrombremse 7 ist wie gewöhnlich eine Erregerschaltung 13 angeschlossen. Der geraeinsamen Achse der Rollen 2 und 3 ist ein Weg-Signalgeber 14 zugeordnet.

Wie schon früher-erwähnt_# ist der Prüfstand in dieser Erfindung mit einer Steuerschaltung 15 versehen,, was in der Figur mit gestrichelten Linien angedeutet ist* Ihre Eingänge sind mit Bezugsbuchstabe 3 und ihre Ausgänge mit K bezeichnet. Dem Eingängen 3 sind die Kraftmeßzelle 11, der Weg-Signalgeber 14 und Bedienungsorgane 16 angelegt. Die Ausgänge K sind mit Anzeigegeräten 17 und 18 verbunden.

Die zentrale Einheit der Steuerschaltung 15 ist als eine Regelschaltung 19 ausgeführt, die einerseits mit einer Soll-Wert herstellenden Schaltung 20 und einer Ist-Wert herstellenden Schaltung 21, andererseits mit einer Eingriffssignale herstellenden Schaltung 22 verbunden ist» Den Eingängen der Schaltung 20 sind ein Signalfοrrier 23 und ein Signalgenerator 24 angelegt» In die Schaltung 21 werden die Signale von der Kraftmeßzelle 11 durch den einen Eingang B der Steuerschaltung 15 geleitet. Der an dem anderen Eingang 3.geschaltete Weg-Signalgeber 14 ist mit den Signalumformer 23 verbunden. Die Bedienungsorgana IS sind durch den dritten Eingang 3 der Schaltung 20 angeschlossen. Die Erregarschaltung 13 wird durch den einen Ausgang K dar Steuerschaltung 15 von der Schaltung 22 mit Signalen versehen. Die Ist-Wert herstellende Schaltung 21 ist durch den einen Ausgang K mit dem Anzeigegerät 17 und der Signalumformer 23 durch einen anderen Ausgang i< mit dem Anzeigegerät 18 verbunden-. Der erfindungsgemäße Rollenprüfstand arbeitet wie folgt,,

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Wie schon früher erwähnt* ist der erfindungsgemäße Rollen— prüfstand geeignet, ein solches Belastungsmoment auf die den Rollen 2 und 3 des Prüfstandes anschließenden Räder 1 des zu prüfenden Fahrzeuges zu geben, dessen Kennlinie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit geregelt.und unabhängig von der Betriebsgüte anderer Bauelements des Prüfstandes>. z* Q* von dem Wirkungsgrad, von dem Wärmezustand der Wirbelstrombremse 7 oder von den Getriebeverlusten des Planetengetriebes 5* ist. Mit der elektronischen Regelschaltung 19 wird während des Messens mit Hilfe des in der Schaltung 21 befindlichen Verstärkers und MeSgrenzeinstellsrs, d„ h, der Kalibriereinheit _t das an den Rollen 2 und 3 entstände-: ne augenblickliche Belastungsraoment beobachtet» Bei der in der Figur gezeigten Asführungsforra erfolgt das dadurch _t dao das Planetengetriebe δ mit seinem Kranzrad 10 eine Kraft durch den Schwingungsdämpfer' 12 auf die Kraftmeßzelie 11 ausübt j- die danach ein Signal liefert* Dieses Signal wird durch einen Hingang 3 in die Ist-Wert herstellende Schaltung 21 eingegeben. Die Regelschaltung 19 beobachtet aber nicht nur das augenblickliche Belastungsmoüvent als einen Ist-Wert, sondern sie bekommt auch den Soll-Wert von dar Schaltung 20, In dieser Schaltung 20 ist ein Charakteristikgenerator eingebaut* der die Charakteristik des Belastungsraoraentes in Abhängigkeit von der -Geschwindigkeit angibt» Die momentane Geschwindigkeit wird durch den Weg-Signalgeber 14 und den -Signalumformer 23 in die Schaltung 20 eingegeben. Die Regelschaltung 19 vergleicht im weiteren das von der Schaltung 21 ankommende momentane Belastungsraoment mit der durch die Schaltung 20 hergestellten Signalcharakteristik und nötigenfalls, d, h* bei einem allzu großen Unterschied

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zwischen cien beiden Signalen mit Hilfe der das Eingriff-signal herstellenden Schaltung 22 ein Kommando zum Eingriff ausgibt*

In der Schaltung 22 ist ein die Erregerschaltung 13 der Wirbelstrombrerase 7 beeinflussender Schaltkreis angeordnet. Dem Eingriff signal entsprechend wird der Erregerstrom der Wirbelstrombremse 7 verändert* bis das von dem Charak» teristikengenerator verlangte 3eiastungsffloment eingeht^ d, h, bis.von den Schaltungen 20 bzw. 21 die gleichen Signale in die Regelschaltung 19 einkomraen*

Mit den an der Schaltung 20 angeschlossenen Sedisnungsorganen 16 können die zu einem gegebenen Fahrzeug gehörenden Belastungscharakteristiken ausgewählt werden* Die Prüfungen können besser beobachtet und unter Kontrolle gehalten werden, wenn der aktuelle Wert des Belastungsmomentes und der momentane Wert der Geschwindigkeit mit dem an der Schaltung 21 angeschlossenen Anzeigergerät 17 beziehungsweise dem Signalumformer 23 angeschlossenen Anzeigegerät .18 ,veranschaulicht werden, «

Der Charakteristikgenerator erzeugt also in Abhängigkeit von der vorgewählten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges die 3elastungs»*noment-!<ennlinien* Die die Form dieser Kennlinien beeinflussenden Parameter und- Konstanten können vor der Prüfung mit den 3edienungsorganen IS vorgewählt und eingestellt werden.

Die Steuerschaltung 15 ermöglicht aber auch einen Fahrzeug-

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betrieb mit konstanter Geschwindigkeit während des Messens,: wobei bis Erreichen dieser Geschwindigkeit das Beiastungsraoraent Null ist und nach Erreichen der Geschwindigkeit auch das Selastungsraoment seinen Maximalen 'Wert in einem gegebenen Geschwindigkeitsbereich erreicht* Diese Regelungen werden natürlicherweise automatisch verwirklicht,_: bei der Prüfung muß also nur die Geschwindigkeit an dem Anzeigegerät beobachtet und wie gewünscht eingestellt bzw* auf deßi eingestellten Wert gehalten werden* Die Anzeige des Belastungsmomentes ist nur beim Kalibrieren unbedingt nötig.

Ein großer Vorteil der Prüfungen mit dem erfindungsgefnäßen Prüfstand kann darin erblickt werden, daß der Kraftstoffverbrauch unter sehr verschiedenen Umständen in allen 3etriebszuständen schnell und pünktlich gemessen und bestimmt werden kann,. Der Prüfstand ist geeignet * mit Hilfe der den verschiedenen Kraftfahrzeugtypen entsprechend vorgewählten,, elektronisch geregelt en* von äußeren Einflüssen unabhängig geraachten, in Funktion der Geschwindigkeit linear oder parabolisch steigenden kalibrierten Seiastungskannlinien den Kraftstoffverbrauch und die Kraft stoffdosis zu messen» Es können mit konstanter Geschwindigkeit betrieben die in eine® Zyklus verbrauchte Kraftstoffmenge (Dosis) bzv«, die Fördercharakterist-ik des raischungsbildanden Systems für die ganze Beiastungskanniinia bestissit syarden. Die Belastung kann aber auch beliebig mit Hand eingestellt werden. Es können dabei der in dem Fahrzeug eingebaute Kilometerzähler oder der Tachometer sowie der Fahrtenschreiber kontrolliert werden. Ira ganzen 3etrisbsbereich des Fahrzeugs können die Zugkraft und die Radlsistung bestimmt werden* Behördliche überprü-

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fungen können mit Hinsicht auf die Geräusch-, Rauch- und Gaseraission durchgeführt werden» Das Kraftübertragungssystem kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Prüfstandes unter Belastung geprüft werden. Wegen seines konstruktiven und schaltungstechnischen Aufbaus kann er mit beliebigen Steuerung ssy st einen (Fahrtzyklen, programmgesteuerte diagnostische Prüfungen) verbunden bzw, ergänzt werden.

In einer anderen Ausführungsform dar Erfindung kann der Prüfstand nicht nur zwei Rollen 2 und Z₁ sondern zu diesen parallel noch weitere Rollen haben, j.sdoch paarweise angeordnet. Das ist vorteilhaft bei Prüfungen von solchen

Schwerkraftfahrzeugen,» bei denen die angetriebenen Räder auf zwei parallelen Achsen angeordnet sind» Diese ergänzenden Räder sind freilaufend gelagert,

Bei den Rollen 2 und 3 sowie auch dan weiteren Rollen ist es vorteilhaft,, diese mit relativ großem Durchmesser anzufertigen. Mit dieser Maßnahme können die zusätzlichen Verlust.« zwischen den Rollen und den Rädern des Fahrzeuges vermindert bzw, eliminiert sowie dem aus der Straße entstehenden Fährbetrieb ähnliche Umstände simuliert werden.

Claims

: 10.1*1984 AP G 01 M/253 372/8 - 12 - 62 753/27 ErfindunqsanSpruch

1* Rollenprüfstand zur Diagnostisierung von Kraftfahrzeugen mit sich den Rädern des zu prüfenden Fahrzeuges anschließenden und -miteinander verbundenen Rollen sowie mit einer den Rollen angeschlossenen Wirbelstrombremse, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Rollen (2; 3) und der Wirbelstrombremse (7) ein Planetengetriebe (6) eingebaut ist und dem Planetengetriebe (6) eine Kraftmeßzelle (11) zugeordnet ist*

2» Rollenprüfstand nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,. daß ein Planetenrad (8) des Planetengetriebes (S) an-den Rollen (2; 3), ein Sonnenrad (9) an der Wirbelstrombremse' (7) und ein Kranzrad (10) an der Kraftmaßzelle (11) angeschlossen ist« '

3, Rollenprüfstand nach Punkt i_t gekennzeichnet dadurch, daß das Kranzrad (10) an den Rollen (2; 3) und das Planetenrad (8) an der KrafttneSzelle (11). angeschlossen ist.

4». Rollenprüfstand nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch , daß als Planetenget riebe (6) eine Zahnradöbersetzung einer Hinterachsenbrücke eines Kraftfahrzeuges angewendet ist*

5» Rollenprüfstand nach sinera der Punkts 2 bis 4, gekennzeichnet dadurchj, daß zwischen dsr Kraftmeßzelle (11) und dem Planetengetriebe (S) ein Schwingungsdämpfer (12) eingebaut ist »

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6· Rollenprüfstand nach einem der Punkte 1 bis 5* gekennzeichnet dadurch,., daß einer gemeinsamen Achse der Rollen (2; 3) ein Weg-Signalgeber (14) zugeordnet ist.

7, Rollenprüfstand nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch,, daß der Wirbelstrombremse (7) eine Erregerschaltung (13) und daran eine Steuerschaltung (15) angeschlossen ist, an deren Eingängen (B) die Kraftmeßzelle (11), der Weg-Signalgeber (14) und Bedienungsorgane (16) angelegt sind*

.8. Rollenprüfstand nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch* daS die Steuerschaltung (15) mit einer Soll-Wert herstellenden Schaltung (20) und mit einer Ist-Wert herstellenden Schaltung (21) sowie mit einer den Soll-Wert und den Ist-Wert vergleichenden und ein Eingriff signal herstellenden Schaltung (19) versehen ist.

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