DE102013104175A1

DE102013104175A1 - Gear unit for test rig arrangement

Info

Publication number: DE102013104175A1
Application number: DE102013104175.2A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ziegler; Jean-Martin Wolf; Peter Braun
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: CN204403282U; DE102013104175B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung zur Untersuchung von Betriebszuständen von Brennkraftmaschinen (BKM) mit zwei Belastungsmaschinen (BM1, BM2) und einer Getriebeeinheit (GM), wobei jede der Belastungsmaschinen (BM1, BM2) über ein Kegelrad (14, 15) mit je einem mit jeweils einem der Kegelräder (14, 15) zusammenwirkenden Planrad (7, 8) kuppelbar ist, wobei die Planräder (7, 8) jeweils separat mit je einem Stirnrad (4, 5) in Eingriff bringbar sind, und wobei die Stirnräder (4, 5) mit einem Abtriebszahnrad (1) zur Kraftübertragung auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (BKM) in Eingriff stehen.The invention relates to a test bench arrangement for examining operating states of internal combustion engines (BKM) with two loading machines (BM1, BM2) and a gear unit (GM), each of the loading machines (BM1, BM2) via a bevel gear (14, 15) with one each One of the bevel gears (14, 15) cooperating with the face gear (7, 8) can be coupled, the face gears (7, 8) each being separately engageable with a spur gear (4, 5), and the spur gears (4, 5) with an output gear (1) for power transmission to the crankshaft of the internal combustion engine (BKM) in engagement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung zur Untersuchung von Betriebszuständen von Brennkraftmaschinen mit zwei Belastungsmaschinen und einer Getriebeeinheit. The invention relates to a test rig arrangement for investigating operating states of internal combustion engines with two loading machines and a gear unit.

Aus dem Stand der Technik ist zur Untersuchung von Betriebszuständen und unterschiedlichen Einsatzbedingungen von Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Prüfstandsanordnungen bekannt. Bei den bekannt gewordenen Lösungen geht es hauptsächlich um den einfachen Aufbau und die große Variabilität, wobei insbesondere die Frage der Breite der Übersetzungsverhältnisse mit großer Aufmerksamkeit belegt ist. So ist z.B. aus der DE 1 259 164 eine Prüfstandsanordnung mit zwei Belastungsmaschinen bekannt, die das Problem mit mehreren Kupplungseinrichtungen, die die Zuschaltung von zwei Vorgelegen bewirken soll. From the prior art, a variety of test bed arrangements is known for the investigation of operating conditions and different operating conditions of internal combustion engines in motor vehicles. The solutions that have become known are mainly concerned with the simple construction and the great variability, with particular attention being paid to the question of the width of the transmission ratios. For example, from the DE 1 259 164 a test rig assembly with two loading machines is known, which is the problem with several coupling devices, which is to effect the connection of two present.

Die DE 30 48 411 C2 zeigt eine modulartig umrüstbare Getriebeeinheit für Prüfstände. Insbesondere zur Messung und Einstellung von z.B. Pumpen ist aus der DE 31 11 939 C2 eine Getriebeeinheit für einen Prüfstand bekannt, bei der über eine Verschiebevorrichtung eine An- bzw. Abkupplung unterschiedlicher Abtriebswellen erreicht werden soll. The DE 30 48 411 C2 shows a modular conversion unit for test benches. In particular, for the measurement and adjustment of eg pumps is from the DE 31 11 939 C2 a transmission unit for a test stand, in which a shift or decoupling of different output shafts to be achieved via a displacement device.

In der DE 197 51 452 , die ebenfalls eine Prüfstandseinrichtung mit zwei parallel zueinander angeordneten Belastungsmaschinen zeigt, wird elektronisch die Frequenz der beiden Belastungsmaschinen getrennt voneinander verändert, um die zu untersuchende Maschine insbesondere im Hinblick auf die von ihr ausgehenden Drehschwingungen zu prüfen. Die DE 195 37 639 A1 zeigt eine weitere Prüfstandsanordnung mit zwei Belastungsmaschinen und einer Getriebeeinheit; dabei sind die Belastungsmaschinen parallel geschaltet und unterschiedlich und getrennt voneinander regelbar. In the DE 197 51 452 , which also shows a test rig device with two mutually parallel loading machines, the frequency of the two loading machines is electronically changed separately to test the machine under test, in particular with regard to the torsional vibrations emanating from it. The DE 195 37 639 A1 shows a further test rig arrangement with two loading machines and a gear unit; The loading machines are connected in parallel and can be controlled separately and separately.

Die DE 100 25 095 A1 beschreibt einen Prüfstand für Brennkraftmaschinen mit einer Belastungsmaschine und einer Getriebeeinheit; dabei ist das Getriebe eingangsseitig direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und ausgangsseitig über eine Gelenkwelle mit der Belastungsmaschine verbunden, so dass sowohl längs als auch quer im Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschinen ohne großen Umrüstungsaufwand des Prüfstands getestet werden können. The DE 100 25 095 A1 describes a test bench for internal combustion engines with a loading machine and a gear unit; In this case, the transmission is the input side directly connected to the crankshaft of the engine and the output side via a propeller shaft with the loading machine, so that both longitudinally and transversely mounted in the motor vehicle internal combustion engines can be tested without major conversion effort of the test bench.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Getriebeeinheit für eine Prüfstandsanordnung mit zwei Belastungsmaschinen vorzuschlagen, die eine größtmögliche Variabilität hinsichtlich der zu testenden Betriebszustände und der möglichen Einsatzbedingungen einer Brennkraftmaschine bzw. eines Fahrzeugs zulässt. The invention has for its object to propose a simply constructed gear unit for a test rig arrangement with two loading machines, which allows the greatest possible variability in terms of the operating conditions to be tested and the possible conditions of use of an internal combustion engine or a vehicle.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass jede der Belastungsmaschinen über ein Kegelrad mit je einem mit dem Kegelrad zusammenwirkenden Planrad in Eingriff stehen, wobei die Planräder jeweils separat mit je einem Stirnrad in Eingriff bringbar sind, und wobei die Stirnräder wiederum mit dem Abtriebszahnrad zur Kraftübertragung auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Eingriff stehen. This object is achieved according to the invention in that each of the loading machines via a bevel gear, each with one cooperating with the bevel gear in engagement, the face gears are each separately with a respective spur engageable, and wherein the spur gears turn to the output gear for transmitting power to the crankshaft of the internal combustion engine are engaged.

Die Stirnräder sind bevorzugt auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert. The spur gears are preferably rotatably mounted on a common axis.

Für den Fachmann ist es aus dem Vorstehenden selbsterklärlich, dass mit einer so aufgebauten Getriebeeinheit neben einer großen Breite der Übersetzungsverhältnisse eine große Variabilität der Belastungszustände für die Brennkraftmaschine abfahrbar ist. For the person skilled in the art, it is self-explanatory from the above that, with a gear unit designed in this way, a large variability of the load conditions for the internal combustion engine can be lowered in addition to a large width of the gear ratios.

Die vorstehend beschriebenen und weiteren Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen in der beigefügten Zeichnung nachfolgend näher beschrieben. The above-described and other features, advantages and advantageous embodiments of the subject invention will be described below with reference to the schematic representation of embodiments in the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

1 den schematischen Aufbau der Prüfstandsanordnung nach der Erfindung incl. Getriebeeinheit; 1 the schematic structure of the test rig assembly according to the invention incl.

2 den schematisch dargestellten Kraftfluss der Getriebeeinheit gem. 1; und 2 the schematically illustrated power flow of the gear unit acc. 1 ; and

3 das Schema nach 1 bzw. 2 mit separat regelbaren Belastungsmaschinen. 3 the scheme after 1 respectively. 2 with separately controllable loading machines.

In der schematischen Darstellung eines Prüfstandes ist in 1 strichpunktiert die Brennkraftmaschine BKM dargestellt, deren (nicht dargestellte) Kurbelwelle an ein Abtriebszahnrad 1 einer Getriebeeinheit GE angekuppelt ist. Mit den Verzahnungen 2 bzw. 3 des Abtriebszahnrads 1 in Eingriff bringbar sind die Stirnräder 4 und 5, die in der Getriebeeinheit GE drehbar gelagert angeordnet sind. In the schematic representation of a test stand is in 1 dash-dotted lines the engine BKM shown, the crankshaft (not shown) to an output gear 1 a gear unit GE is coupled. With the gears 2 respectively. 3 of the output gear 1 can be brought into engagement with the spur gears 4 and 5 which are rotatably mounted in the gear unit GE.

Diese Stirnräder 4 bzw. 5 sind jeweils über ihre Stirnverzahnung mit den Verzahnungen 2 bzw. 3 des Abtriebszahnrads 1 in Eingriff zu bringen. Ebenfalls in Eingriff mit ihren Stirnverzahnungen stehen die Stirnräder 4 bzw. 5 mit den Stirnverzahnungen vom Planrad 7 bzw. 8. Planrad 7 bzw. Planrad 8 sind in der Getriebeeinheit GE auf einer gemeinsamen Antriebsachse 10 gelagert. These spur gears 4 respectively. 5 are each about their spur gear teeth with the teeth 2 respectively. 3 of the output gear 1 to engage. Also in engagement with their spur gears are the spur gears 4 respectively. 5 with the serrations of the face gear 7 respectively. 8th , crown gear 7 or planer wheel 8th are in the gear unit GE on a common drive axle 10 stored.

Die Planräder 7 bzw. 8 sind an ihren voneinander abragenden Flanken mit Kegelverzahnungen 12 bzw. 13 versehen, die mit Kegelrädern 14 bzw. 15 in Eingriff stehen. Die Kegelräder 14 bzw. 15 werden von Belastungsmaschinen BM1 bzw. BM2 (nicht weiter dargestellt – siehe 2 und 3) angetrieben. Diese Belastungsmaschinen BM1 bzw. BM2 können unabhängig und/oder parallel geregelte Elektromotoren sein. The plan wheels 7 respectively. 8th are on their projecting flanks with bevel gears 12 respectively. 13 provided with bevel gears 14 respectively. 15 engage. The bevel gears 14 respectively. 15 are from loading machines BM1 and BM2 (not shown - see 2 and 3 ). These loading machines BM1 and BM2 can be independent and / or parallel-controlled electric motors.

Die Einflussmöglichkeiten zur Simulation von Einsatzbedingungen von Brennkraftmaschinen bei einer nach der Erfindung aufgebauten Getriebeeinheit GE liegen für den Fachmann auf der Hand: die unabhängige Regelung der Belastungsmaschinen BM1, BM2. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Zahnräder der Getriebeeinheit GE keinen wechselnden Momenten bzw. keinem wechselnden Momentenverlauf (positives und negatives Moment um die Nulllage) ausgesetzt werden und somit der Verschleiß minimiert und die Geräuschentwicklung gesenkt wird. The possibilities for influencing the simulation of operating conditions of internal combustion engines in a gear unit GE constructed according to the invention are obvious to the person skilled in the art: the independent regulation of the loading machines BM1, BM2. This can ensure that the gears of the gear unit GE no alternating moments or no changing torque curve (positive and negative moment about the zero position) are exposed and thus minimizes wear and noise is reduced.

Schematisch ist dieser Kraftfluss in 2 dargestellt. Dabei zeigt die 2 einen lediglich zur besseren Darstellung des Kraftflusses anders gearteten Aufbau. Über die parallel geschalteten Belastungsmaschinen BM1 und BM2 erfolgt eine spannungsfreie Kraftübertragung von den Belastungsmaschinen zur Brennkraftmaschine BKM mit Variabilität über die Drehzahl. Bei nicht paralleler Regelung (unterschiedlicher Drehmomentenbeaufschlagung) der Belastungsmaschinen BM1 und BM2 lässt sich eine Verspannung in der Getriebeeinheit GE bewirken (unterschiedlicher Kraftverlauf gestrichelt dargestellt). Schematically, this force flow is in 2 shown. It shows the 2 a structure of a different kind only for a better representation of the power flow. About the parallel loading machines BM1 and BM2 is a stress-free power transmission from the loading machines to the internal combustion engine BKM with variability on the speed. In non-parallel control (different torque application) of the loading machines BM1 and BM2 can cause a tension in the transmission unit GE (shown different dashed lines force curve).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1259164 [0002]
DE 3048411 C2 [0003]
DE 3111939 C2 [0003]
DE 19751452 [0004]
DE 19537639 A1 [0004]
DE 10025095 A1 [0005]

Claims

Test rig arrangement for the examination of operating states of internal combustion engines (BKM) with two loading machines (BM1, BM2) and a gear unit (GM), characterized in that each of the loading machines (BM1, BM2) via a bevel gear ( 14 . 15 ) with one each with one of the bevel gears ( 14 . 15 ) cooperating planetary gear ( 7 . 8th ) is coupled, wherein the face wheels ( 7 . 8th ) each separately with one spur gear ( 4 . 5 ) are engageable, and wherein the spur gears ( 4 . 5 ) with an output gear ( 1 ) for transmitting power to the crankshaft of the internal combustion engine (BKM) are engaged.

Test rig arrangement according to claim 1, characterized in that the face wheels ( 7 ) and ( 8th ) on a common axis ( 9 ) are rotatably mounted in the gear unit (GE).

Test rig arrangement according to claim 1, characterized in that the spur gears ( 4 ) and ( 5 ) on a common axis ( 6 ) are rotatably mounted in the gear unit (GE).