DE1573824B2 - Prüfstand für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge mit einem Satz die Antriebsräder des zu prüfenden Fahrzeugs antreibende Rollen und einer damit gekuppelten, steuerbaren Wirbelstrombremse.

Ein bekannter Prüfstand dieser Art weist den Vorteil auf, daß die Bremse nicht viel Raum beansprucht und schon bei einem mäßigen Erregerstrom eine sehr große Bremskraft erzeugt, ferner sehr viel Energie absorbieren kann, relativ einfach aufgebaut ist und kostensparend hergestellt werden kann. Eine Umschaltbarkeit auf verschiedene Bremskräfte ist gegeben (Automobiltechnische Zeitschrift, Dezember 1961, Seite 422). Dieser bekannte Prüfstand hat jedoch den Nachteil, daß das Bremsmoment bei einer bestimmten Drehzahl sehr stark temperaturabhängig ist, so daß sich bei einem eingestellten bestimmten Erregerstrom das Bremsmoment erheblich ändert und die Kurve des Bremsmoments als Funktion der Drehzahl bei steigenden Drehzahlen nach einem relativ rasch erreichten Maximum abfällt. Innerhalb eines großen Drehzahlbereiches ist damit kein stabiler Arbeitspunkt gegeben. Wenn z. B. bei einer eingestellten bestimmten Drehzahl diese Drehzahl durch eine Störung etwas zunimmt, nimmt auch das Motordrehmoment zu, das Bremsmoment jedoch nimmt ab, so daß die Störung eine erhebliche Drehzahländerung mit sich bringt. Dieser bekannte Prüfstand ist deshalb für genaue Messungen ungeeignet.

Es ist ferner ein mit einer steuerbaren Bremsvorrichtung versehener Prüfstand für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem die Bremsvorrichtung mit einem Leonard-Umformersatz arbeitet und als Funktion der Rollengeschwindigkeit und/oder des Bremsmoments steuerbar ist. Ein solcher Prüfstand gibt genaue und gute Ergebnisse, ist aber sehr kompliziert. Insbesondere bei Leistungsmessungen an modernen Kraftfahrzeugen mit Leistungen von 150 PS und darüber, die eine entsprechende Dimensionierung der Bremse erfordern, ist aus diesem Grunde eine solche Anlage mit sehr hohen Kosten verbunden (DT-AS 1 105 637).

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen einfachen, mit einer Wirbelstrombremse versehenen Prüfstand zu schaffen, mit dem sehr genaue Messungen an modernen, hohe Leistungen aufweisenden Kraftfahrzeugen ausgeführt werden können und die Möglichkeit gegeben ist, Messungen bei bestimmten, frei wählbaren Drehzahlen und/oder Bremsmomenten vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung des Prüfstandes gelöst, die sich kennzeichnet durch einen Tachometergenerator und ein Potentiometer zur Lieferung einer der Rollendrehzahl oder dem ausgeübten Bremsmoment proportionalen Spannung, Widerstandselemente zur Lieferung einer einstellbaren Bezugsspannung, einen Schaltkreis zur Bildung einer Differenzspannung zwischen der drehzahlabhängigen oder der drehmomentabhängigen Spannung einerseits und der einstellbaren Bezugsspannung andererseits, und durch einen Steuerverstärker, dem die Differenzspannung zuführbar ist und der derart ausgelegt ist, daß die Wirbelstrombremse erregbar ist, sobald die Differenzspannung einen bestimmten Wert überschreitet.

Der Vorteil, den die Erfindung bietet, liegt insbesondere darin, daß sich die Fahrzeugräder sehr schnell auf die gewünschte Drehzahl einstellen, weiche dann konstant bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht eines Prüfstands und
F i g. 2 ein Schaltschema des Prüfstands von F i g. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Prüfstand hat einen Rahmen 10 mit einer darauf in Lagern 12 gelagerten Welle 11. Auf der Welle 11 sitzen zwei Rollen 13. Zwei entsprechende leer laufende Rollen 14 sind auf dem Rahmen 10 mittels Achsen 15 und 16 angeordnet, die in Lagern 17 gelagert sind. Auf der Achse 16 sitzt ein Tachometer-Generator 18, der an einem Teil des Rahmens 10 befestigt ist (nicht dargestellt).

Ein Teil der Welle 11 ist in einiger Entfernung von den Rollen 13 durch eine Wirbelstrombremse 20 hindurchgeführt, die durch eine Federung 19 elastisch am Rahmen 10 befestigt ist. Ein Drehmoment-Arm 21 ist mit einem Ende am Gehäuse der Bremse 20 angebracht, während sein anderes Ende mit dem Steuerteil eines Potentiometers 22 verbunden ist.

Die Wirkungsweise des Prüfstands ist folgende: Ein Fahrzeug wird auf den Prüfstand so aufgefahren, daß die Antriebsräder auf den Rollen 13, 14 ruhen. Aus einer Zuleitung /(Fig.2) wird eine Potentialdifferenz einer Geschwindigkeitssteuereinheit 23 zugeführt. Der Spannungswert ist mittels eines Widerstands 24 einstellbar, dessen Skala in km/h eingeteilt ist. Der Fahrzeugmotor wird dann angelassen und die Drosselklappe voll geöffnet, so daß die Rollen 13 und 14 in Drehung versetzt werden. Durch das Drehen der Rolle 14 wird der Tachometer-Generator 18 angetrieben und übermittelt der Kontrolleinheit 23 über die Leitung 31 ein Signal. Dieses Signal wird mit der gewählten Spannung verglichen, die bereits in der Steuereinheit 23 vorhanden ist. Wenn das Signal des Tachometer-Genera-

tors 18 die gewählte Spannung überschreitet, wird ein Differenzsignal über einen Verstärker 25 und die Leitungen 32 auf die Wirbelstrombremse 20 übertragen, um eine Bremsbelastung zur Betätigung der Bremse auszuüben oder zu erhöhen. Die Drehzahl der Fahrzeugräder wird durch die Bremswirkung vermindert, und dadurch schwächt sich auch das vom Tachometer-Generator 18 abgegebene Signal ab, wodurch beimVergleich mit der gewählten Spannung ein negatives Differenzsignal erzeugt wird, wodurch die Bremse 20 ent- ίο sprechend nachgelassen oder gelöst wird.
Es ist erkennbar, daß die Reaktion der Steuereinheit

23 auf Drehzahländerungen augenblicklich eintritt, und daß die Fahrzeugräder sich sehr schnell auf eine konstante Drehzahl einstellen, die einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht.

Bei einer ausgewählten konstanten Geschwindigkeit, die durch den geeichten Widerstand 24 bestimmt wird, will sich das Gehäuse der Bremse 20 entsprechend dem Drehmomentwiderstand verdrehen. Der Drehmoment-Arm 21 bewegt dadurch den Steuerteil des Potentiometers 22 und verändert das Läuferpotential des Potentiometers 22. Wenn das Potentiometer mit einer konstanten Spannung gespeist wird, entspricht das Läuferpotential dem momentanen Wert des Drehmoments. Wenn der Potentiometer, wie angegeben, mit der Tachogeneratorspannung gespeist wird, entspricht das Läuferpotential gemäß P = Mw der Bremsleistung. Das Läuferpotential wird auf einem Brems-PS-Messer 26 angezeigt. Ein mit einer km/h-Skala versehener Messer 27 ist ebenfalls vorgesehen und wird zweckmäßig von dem Tachometer-Generator gespeist.

Kühlgebläse, von denen eins bei 28 dargestellt ist, können vorgesehen sein, um die Bremse 20 zu kühlen und Abgase unterhalb des Fahrzeugs abzusaugen.

Scheibenbremsen 29 sind vorgesehen, um die Rollen 13 und 14 festzulegen, während das Fahrzeug auf den Prüfstand aufgefahren wird.

Die Steuereinheit 23 ist mit einem Handregler (nicht dargestellt) versehen, der unabhängig vom Widerstand

24 ein Betätigen oder Nachlassen der Wirbelstrombremse 20 von Hand ermöglicht, falls dies gewünscht wird.

Es ist klar, daß nur dann eine Belastung auf die Fahrzeugräder übertragen wird, wenn die Bremse 20 eingeschaltet ist. Der Vorteil dieser Tatsache liegt darin, daß der Motor und damit die Räder unbelastet in kurzer Zeit hochdrehen, also rasch auf die bestimmte Drehzahl kommen. Das Verfahren, die notwendigen Ablesungen vorzunehmen, geht also sehr schnell vor sich, so daß die Gefahr von Schäden am Motor oder an den Reifen der Maschine vermieden wird.

Wenn die Leistung eines Fahrzeugmotors für Bergfahrt oder die Beschleunigungseigenschaften eines Fahrzeugs gemessen werden sollen, kann es notwendig sein, eine bestimmte konstante Belastung auf die Fahrzeugräder auszuüben. Diese Belastung kann durch die Bremse 20 ausgeübt werden. Ein weiterer Widerstand 30 ist vorgesehen, der zeitweilig den Widerstand 24 in dem beschriebenen Stromkreis ersetzt. In diesem Fall wird das auf die Steuereinheit 23 übertragene Signal vom Potentiometer 22, das jetzt auf eine nicht dargestellte, konstante Spannungsquelle umgeschaltet ist, abgenommen. Diese Spannung wird mit einem vorher eingestellten Spannungswert verglichen, der mittels des Widerstands 30 einstellbar ist. Dieser Widerstand 30 ist in kp-Zugkraft geeicht, und wenn die voreingestellte Spannung der vom Potentiometer 22 gelieferten Spannung entspricht, ergibt sich ein bestimmter konstanter Wert an Bremskraft, die durch die Bremse 20 auf die Fahrzeugräder ausgeübt wird. Wenn sich infolge Warmwerdens der Bremse 20 ihre magnetischen Eigenschaften ändern, verändert sich auch die von der Bremse ausgeübte Bremskraft, so daß sich weiterhin eine entsprechende Änderung in dem auf die Steuereinheit 23 übertragenen Signal ergibt. Dieses neue Signal übermittelt beim Vergleich mit dem durch den Widerstand 30 eingestellten Signal ein Signal über den Verstärker 25 zur Bremse, so daß diese entweder leicht angezogen oder nachgelassen wird, um die bestimmte Bremskraft wieder einzustellen.

Wie in dem Fall, wo eine konstante Geschwindigkeit erhalten wird, erfolgt die Reaktion der Steuereinheit 23 auf Spannungsänderungen augenblicklich, so daß die Höhe der Bremskraft konstant auf dem durch den Widerstand 30 eingestellten Wert verbleibt.

Es ist zu bemerken, daß durch die Bremse 20 auf die Fahrzeugräder eine Belastung ausgeübt werden kann, sobald die Räder sich zu drehen anfangen. Es ist also bei der beschriebenen Anlage möglich, die Beschleunigungs- und Laufeigenschaften eines Fahrzeugs unter· verschiedenen Belastungsbedingungen zu messen. Der Widerstand 30 ist vorzugsweise für 0 bis 450 kp Bremskraft oder Belastung eingerichtet bzw. geeicht.

Zweckmäßig wird die Steuereinheit entfernt von dem Gerät angeordnet, das den elektrischen Stromkreis und die Instrumente umfaßt, so daß die beschriebenen Maßnahmen vom Innern des Fahrzeugs aus gesteuert werden können.

In ähnlicher Weise, wie weiter oben in Verbindung mit der Geschwindigkeitskontrolle beschrieben wurde, kann das Vergleichen des erwähnten vorgewählten Potentials mit einem vom Potentiometer 22 abgeleiteten Signal eine bestimmte Zugkraft unabhängig von der Geschwindigkeit programmiert werden. Man ist in dieser Weise beispielsweise imstande, ein Fahrzeug von bekanntem Gewicht, das einen Berg irgendeiner Steigung herauffährt, zu manipulieren. So kann beispielsweise das Fahrzeug, wenn es 1300 kp wiegt und der Regel widerstand auf 130 kp eingestellt wurde, sich so verhalten, als ob es eine Straße 10%iger Steigung heraufführe. Der simulierte Wert kann beim Lauf der Fahrzeugräder auf den Rollen 13,14 verändert und die Auswirkung auf automatisches Getriebe beobachtet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Prüfstand für Kraftfahrzeuge mit einem Satz die Antriebsräder des zu prüfenden Fahrzeugs antreibende Rollen und einer damit gekuppelten, steuerbaren Wirbelstrombremse, gekennzeichnet durch einen Tachometergenerator (18) und ein Potentiometer (22) zur Lieferung einer der Rollendrehzahl oder dem ausgeübten Bremsmoment proportionalen Spannung, Widerstandselemente (24, 30) zur Lieferung einer einstellbaren Bezugsspannung, einen Schaltkreis zur Bildung einer Differenzspannung zwischen der drehzahlabhängigen oder der drehmomentabhängigen Spannung einerseits und der einstellbaren Bezugsspannung andererseits, und durch einen Steuerverstärker (25), dem die Differenzspannung zuführbar ist und der derart ausgelegt ist, daß die Wirbelstrombremse (20) erregbar ist, sobald die Differenzspannung einen bestimmten Wert überschreitet.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (22) mit einem Steuerteil versehen ist, der mit einem mit der gegen Federkraft (19) kippbaren Wirbelstrombremse (20) gekuppelten Arm (21) verbunden ist sowie mit einer konstanten Spannungsquelle.

3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungen durch von Hand einstellbare Potentiometer (24, 30) einstellbar sind.