DE102013104173B4 - engine test bench - Google Patents
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Abstract
Motorprüfstand, mit einem eine antriebseitige Welle (13) und eine abtriebseitige Welle (14) aufweisenden Prüfstandgetriebe (12), wobei an die antriebseitige Welle (13) des Prüfstandgetriebes (12) ein zu prüfender Motor (11) koppelbar ist, und mit mindestens einer der Lastsimulation dienenden elektrischen Maschine (16), die an die abtriebseitige Welle (14) des Prüfstandgetriebes (12) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor (11) und Prüfstandgetriebe (12) ein in der Art einer Adapterplatte ausgebildetes Verbindungselement (25) vorgesehen ist, wobei die Anordnung aus Motor (11), Verbindungselement (25) und Prüfstandgetriebe (12) eine starr miteinander verbundene Einheit bildet, dergestalt, dass der zu prüfende Motor (11) mit seiner Kurbelwelle (15) mittelbar über das Verbindungselement (25) starr an die antriebseitige Welle (13) des Prüfstandgetriebes (12) koppelbar ist, derart, dass das Verbindungselement (25) unter Realisierung einer fluchtenden Anordnung einerseits starr an den zu prüfenden Motor (11) und andererseits starr an das Prüfstandgetriebe (12) angebunden ist. Engine test bench, with a test bench gearbox (12) having a drive-side shaft (13) and a driven-side shaft (14), wherein an engine (11) to be tested can be coupled to the drive-side shaft (13) of the test bench gearbox (12), and with at least one the electrical machine (16) used for load simulation, which is coupled to the output-side shaft (14) of the test bench gearbox (12), characterized in that a connecting element (25) designed in the manner of an adapter plate is fitted between the motor (11) and the test bench gearbox (12) is provided, with the arrangement of the engine (11), connecting element (25) and test bench gearbox (12) forming a rigidly connected unit such that the engine (11) to be tested with its crankshaft (15) can be connected indirectly via the connecting element (25 ) can be rigidly coupled to the drive-side shaft (13) of the test bench gearbox (12) in such a way that the connecting element (25) is connected rigidly to the engine to be tested (11) on the one hand and rigidly to the test bench gearbox (12) on the other hand, realizing an aligned arrangement is.
Description
Die Erfindung betrifft einen Motorprüfstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einem Motorprüfstand und einem zu prüfenden Motor.The invention relates to an engine test bench according to the preamble of claim 1. The invention also relates to an arrangement of an engine test bench and an engine to be tested.
Aus der Praxis bekannte Motorprüfstände, auf welchen als Motoren Verbrennungsmotoren oder Hybridmotoren getestet werden können, verfügen über ein Prüfstandgetriebe mit einer antriebseitigen Welle und einer abtriebseitigen Welle, wobei der zu prüfende bzw. zu testende Motor mit seiner Kurbelwelle an die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes ankoppelbar ist. Mit der abtriebseitigen Welle des Prüfstandgetriebes ist mindestens eine elektrische Maschine des Motorprüfstands gekoppelt, über die am Prüfstand Lasten bzw. Belastungen für den zu prüfenden bzw. zu testenden Motor simuliert werden können.Engine test benches known from practice, on which combustion engines or hybrid engines can be tested as motors, have a test bench gearbox with a drive-side shaft and an output-side shaft, the crankshaft of the engine to be checked or to be tested being able to be coupled to the drive-side shaft of the test bench gearbox . At least one electrical machine of the engine test bench is coupled to the output shaft of the test bench gearbox, via which loads or stresses for the engine to be checked or tested can be simulated on the test bench.
Das Prüfstandgetriebe des Motorprüfstands ist dabei zusammen mit der oder jeder elektrischen Maschine des Motorprüfstands an einem Prüfstandfundament fixiert. Um zu vermeiden, dass Vibrationen, die sich im Prüfbetrieb am zu prüfenden Motor ausbilden, auf das Prüfstandgetriebe übertragen werden, ist bei aus der Praxis bekannten Motorprüfständen die Kurbelwelle des zu prüfenden Motors über ein Ausgleichselement, insbesondere über eine Ausgleichskupplung oder eine Ausgleichswelle, mit der antriebseitigen Welle des Prüfstandgetriebes gekoppelt. Hierdurch ergibt sich eine relativ lange Bauform von Motorprüfständen. Dies ist von Nachteil.The test bench gearbox of the engine test bench is fixed to a test bench foundation together with the or each electric machine of the engine test bench. In order to avoid that vibrations, which develop during testing on the engine to be tested, are transmitted to the test bench gearbox, in engine test benches known from practice, the crankshaft of the engine to be tested is connected via a compensating element, in particular via a compensating clutch or a balancer shaft, with the coupled to the drive-side shaft of the test bench gearbox. This results in a relatively long design of engine test benches. This is a disadvantage.
Aus der
Der Motorprüfstand nach der
Die nachveröffentlichte
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Motorprüfstand und eine Anordnung aus einem solchen Motorprüfstand und einem zu prüfenden Motor zu schaffen.The object of the invention is to create a new type of engine test bench and an arrangement of such an engine test bench and an engine to be tested.
Diese Aufgabe wird durch einen Motorprüfstand gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist zwischen Motor und Prüfstandgetriebe ein in der Art einer Adapterplatte ausgebildetes Verbindungselement vorgesehen, wobei die Anordnung aus Motor, Verbindungselement und Prüfstandgetriebe eine starr miteinander verbundene Einheit bildet, dergestalt, dass der zu prüfende Motor mit seiner Kurbelwelle mittelbar über das Verbindungselement starr an die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes koppelbar ist, derart, dass das Verbindungselement unter Realisierung einer fluchtenden Anordnung einerseits starr an den zu prüfenden Motor und andererseits starr an das Prüfstandgetriebe angebunden ist. Bedingt dadurch, dass der Motor mit seiner Kurbelwelle im Wesentlichen starr über das Verbindungselement an die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes koppelbar ist, kann eine sehr kompakte bzw. kurze Bauform für einen Motorprüfstand realisiert werden.This object is achieved by an engine test bench according to claim 1. According to the invention, a connecting element designed in the manner of an adapter plate is provided between the engine and the test bench transmission, with the arrangement of the engine, connecting element and test bench transmission forming a rigidly connected unit such that the engine to be tested with its crankshaft is rigidly connected to the drive-side crankshaft indirectly via the connecting element Shaft of the test bench transmission can be coupled in such a way that the connecting element is rigidly connected to the engine to be tested on the one hand and to the test bench transmission on the other hand, realizing an aligned arrangement. Due to the fact that the engine can be coupled with its crankshaft essentially rigidly via the connecting element to the drive-side shaft of the test bench transmission, a very compact and short design can be realized for an engine test bench.
Das Verbindungselement in der Art einer Adapterplatte erlaubt eine sehr kompakte bzw. kurze Bauform für den Motorprüfstand.The connecting element in the form of an adapter plate allows a very compact and short design for the engine test bench.
Vorzugsweise ist die oder jede elektrische Maschine über mindestens ein Ausgleichselement an die abtriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes gekoppelt, sodass sich eventuelle Vibrationen, die im Prüfbetrieb in Folge der starren Anbindung des Motors auf das Prüfstandgetriebe auftreten könnten, in Folge des oder jedes Ausgleichselements nicht bzw. so gut wie nicht auf die oder jede elektrische Maschine übertragen.The or each electrical machine is preferably coupled to the output shaft of the test bench gearbox via at least one compensating element, so that any vibrations that could occur during testing as a result of the rigid connection of the motor to the test bench gearbox do not or do not occur as a result of the or each compensating element well as not transferred to the or any electrical machine.
Vorzugsweise ist die oder jede elektrische Maschine starr an ein Prüfstandfundament angebunden, wobei das Prüfstandgetriebe vom Prüfstandfundament und damit von der oder jeder elektrischen Maschine entkoppelt ist. Diese Ausführung ist bevorzugt, um einerseits die oder jede elektrische Maschine sicher am Prüfstandfundament anzubinden und um andererseits weiterhin zu gewährleisten, dass sich eventuelle Vibrationen, die vom zu prüfenden Motor auf das Prüfstandgetriebe übertragen werden, nicht auf die oder jede elektrische Maschine übertragen werden.The or each electrical machine is preferably rigidly connected to a test bench foundation, with the test bench transmission being decoupled from the test bench foundation and thus from the or each electrical machine. This design is preferred, on the one hand, to securely connect the or each electrical machine to the test bench foundation and, on the other hand, to continue to ensure that any vibrations that are transmitted from the engine to be tested to the test bench gearbox are not transmitted to the or each electrical machine.
Bei starrer Anbindung der Kurbelwelle des zu prüfenden bzw. zu testenden Motors an die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes unter Zwischenschaltung des Verbindungselements, können auch Anfahrvorgänge auf dem Motorprüfstand unter entsprechender Ansteuerung des Verbindungselements in einem Prüfzyklus bzw. Prüfbetrieb auf dem Motorprüfstand getestet werden.With a rigid connection of the crankshaft of the engine to be checked or tested to the drive-side shaft of the test bench gearbox under Zwi mechanical circuit of the connecting element, starting processes can also be tested on the engine test bench with appropriate activation of the connecting element in a test cycle or test mode on the engine test bench.
Nach einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung ist der zu prüfende Motor mit seiner Kurbelwelle unmittelbar starr an die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes koppelbar, wobei die Kurbelwelle des prüfenden Motors und die antriebseitige Welle des Prüfstandgetriebes fluchtend in einer Ebene liegen.According to an alternative advantageous development, the engine to be tested can be rigidly coupled with its crankshaft directly to the drive-side shaft of the test bench transmission, with the crankshaft of the testing engine and the drive-side shaft of the test bench transmission being aligned in one plane.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine Anordnung aus einem Motorprüfstand und einem zu prüfenden Motor in einem vom Motorprüfstand abgekoppelten Zustand des Motors in Seitenansicht; -
2 die Anordnung der1 in einem an den Motorprüfstand angekoppelten Zustand des Motors ebenfalls in Seitenansicht; und -
3 die Anordnung der2 in Draufsicht.
-
1 an arrangement of an engine test bench and an engine to be tested in a decoupled state of the engine from the engine test bench in a side view; -
2 the arrangement of the1 in a state of the engine coupled to the engine test bench, also in a side view; and -
3 the arrangement of the2 in top view.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Motorprüfstand vorzugsweise für einen Verbrennungsmotor. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einem solchen Motorprüfstand und einem zu prüfenden Motor.The present invention relates to an engine test stand, preferably for an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to an arrangement of such an engine test bench and an engine to be tested.
Der Prüfstand 10 der
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zu prüfende Motor 11 mit seiner Kurbelwelle 15 mittelbar über ein Verbindungselement 25 starr an die antriebseitige Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 koppelbar. Hierzu ist das Verbindungselement 25 einerseits starr an den zu prüfenden Motor 11 und andererseits starr an das Prüfstandgetriebe 12 angebunden, wobei die Kurbelwelle 15 und die antriebseitige Welle 13 fluchtend in einer Ebene liegen.In the exemplary embodiment shown, the
Der Prüfstand 10 verfügt weiterhin über mindestens eine elektrische Maschine 16, die an die abtriebseitige Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 angebunden ist und die der Bereitstellung von im Prüfbetrieb zu simulierenden Lasten für den Motor 11 dient.The
Weiterhin zeigen
Bei diesem Abgasnachbehandlungssystem 17 handelt es sich um das typgleiche Abgasnachbehandlungssystem, welches später im Kraftfahrzeug mit dem Motor 11 verbaut ist.This
Der Motor 11 ist auf einem Prüfstandwagen 18 positioniert und über Lagerelemente 19 auf dem Prüfstandwagen 18 derart gelagert, dass im Prüfbetrieb der Motor 11 Relativbewegungen zum Transportwagen 18 ausführen kann, wobei dies in
Um zu vermeiden, dass eventuell auftretende Vibrationen, die sich im Prüfbetrieb vom Motor 11 auf das Prüfstandgetriebes 12 übertragen können, auch auf die oder jede elektrische Maschine 16 des Motorprüfstands 10 übertragen werden, ist die oder jede elektrische Maschine 16 des Prüfstands 10 über jeweils ein Ausgleichselement 21 wie eine Ausgleichswelle oder eine Ausgleichskupplung an die abtriebseitige Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 gekoppelt.In order to avoid that any vibrations that may occur during the test operation from the
Gemäß
Beim Motorprüfstand 10 bzw. der Anordnung aus dem Motorprüfstand 10 und einem zu prüfenden Motor 11 ist der Motor 11 starr an das Prüfstandgetriebe 12 ankoppelbar, sodass sich Vibrationen, die sich im Prüfbetrieb am Motor 11 ausbilden, auf das Prüfstandgetriebe 12 übertragen. Der Motor 11 ist über Lagerelemente 19 auf dem Prüfstandwagen 18 und das Prüfstandgetriebe 12 ist über Lagerelemente 23 am Prüfstandfundament 22 gelagert, nämlich derart, dass jeweils Relativbewegungen zwischen diesen Baugruppen möglich sind, also einerseits zwischen dem zu prüfenden Motor 11 und dem Prüfstandwagen 18 und andererseits zwischen dem Prüfstandgetriebe 12 und dem Prüfstandfundament 22. Um zu vermeiden, dass sich im Prüfbetrieb ausbildende Vibrationen, die sich ausgehend vom Motor 11 auf das Prüfstandgetriebe 12 übertragen, auf die oder jede elektrische Maschine 16 übertragen, ist die oder jede elektrische Maschine 16 über das oder jedes Ausgleichselement 21 an die abtriebseitige Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 angebunden.In the case of the
Mit der antriebseitigen Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 ist eine Drehmomentmesseinrichtung 26 gekoppelt, um Drehmomente zu messen und abhängig hiervon den Betrieb des Verbrennungsmotors 11 auf dem Prüfstand zu steuern bzw. zu regeln.A
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist, wie bereits ausgeführt, das Verbindungselement 25 vorgesehen, über welches der Motor 11, nämlich die Kurbelwelle 15 desselben, mittelbar und starr an die antriebseitige Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 koppelbar ist. Gemäß
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind statorseitige Gehäuse und rotorseitige Wellen von Motor 11 und Verbindungselement 25 starr miteinander verbunden. Ferner sind statorseitige Gehäuse und rotorseitige Wellen von Verbindungselement 25 und Prüfstandgetriebe 13 über das Andocksystem 27 starr koppelbar, wobei es sich bei diesem Andocksystem 27 um ein Schnellandocksystem handelt.In the exemplary embodiment shown, the housing on the stator side and the shafts on the rotor side of
Über dieses Andocksystem 27 müssen demnach einerseits rotorseitige Wellen und andererseits statorseitige Gehäuse von Verbindungselement 25 und Prüfstandgetriebe 12 starr koppelbar sein.Accordingly, shafts on the rotor side on the one hand and housings of the connecting
Dann, wenn kein Verbindungselement 25 vorhanden ist, wenn also die Kurbelwelle 15 unmittelbar an die antriebseitige Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 starr gekoppelt wird, ist die Kurbelwelle 15 des Motors 11 mit der antriebseitigen Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 über ein derartiges Andocksystem gekoppelt, ebenso ist ein statorseitiges Gehäuse des Motors 11 mit einem statorseitigen Gehäuse des Prüfstandgetriebes 12 starr über das Andocksystem verbunden.If there is no connecting
Die abtriebseitige Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 erstreckt sich unterhalb sowie quer zur antriebseitigen Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12.The output-
Ausgehend von der antriebseitigen Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12, die sich fluchtend zur Kurbelwelle 15 des zu testenden Motors 11 erstreckt, ist demnach über entsprechende Zahnradsätze des Prüfstandgetriebes 12 zunächst eine Verzweigung nach unten und dann anschließend eine Verzweigung seitlich in Richtung auf die abtriebseitige Welle 14 vorgesehen.Starting from the drive-
Zu beiden Seiten der abtriebseitigen Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 und demnach zu beiden Seiten der antriebseitigen Welle 13 sowie zu beiden Seiten des Prüfstandgetriebes 12 greift an der abtriebseitigen Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 jeweils eine der Lastsimulation dienende elektrische Maschine 16 an.On both sides of the output-
Der Prüfstand 10 zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus.The
Zwischen der Kurbelwelle 15 des zu prüfenden Motors 11 und der antriebseitiger Welle 13 des Prüfstandgetriebes 12 ist maximal das Verbindungselement 25 positioniert.The maximum connecting
Die abtriebseitige Welle 14 des Prüfstandgetriebes 12 erstreckt sich unterhalb und quer zur antriebseitigen Welle 13, wobei die elektrischen Maschinen 16 zu beiden Seiten der abtriebseitigen Welle 14 bzw. zu beiden Seiten der antriebseitigen Welle 13 bzw. zu beiden Seiten des Prüfstandgetriebes 12 positioniert sind und auf dem Prüfstandfundament 22 angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung kann ein Abgasnachbehandlungssystem 17 ohne Platzprobleme am Prüfstand 10 verbaut werden, um so den zu prüfenden Verbrennungsmotor 11 zusammen mit einem typgleichen Abgasnachbehandlungssystem 17, welches später im Kraftfahrzeug mit dem Motor 11 verbaut ist, zu testen.The driven-
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