DE3733513A1 - Verfahren zum betreiben einer hydraulik-leistungsbremse sowie hydraulik-leistungsbremse zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mit einem pendelnd aufgehängten, einen Stator bildenden Gehäuse, einem durch dieses geführten, vom Prüfling an­ getriebenen Rotor, wenigstens einem Wassereinlaßventil und wenigstens einem Wasserauslaßventil versehenen Hy­ draulik-Leistungsbremse, bei dem das Wasserauslaßventil sollwertgeregelt wird, sowie eine Hydraulik-Leistungs­ bremse zur Durchführung dieses Verfahrens.

Nach dem Föttinger-Prinzip arbeitende Hydraulik- Leistungsbremsen werden insbesondere als Drehmoment­ absorber in Verbindung mit Leistungsprüfständen ein­ gesetzt.

Dabei haben die Hydraulik-Leistungsbremsen gegenüber den für diese Zwecke weiter verwendeten elektrischen Maschi­ nen und Elektro-Leistungsbremsen den Vorteil einer hohen Standzeit, eines niedrigen Preises, einer kleinen Bau­ form und geringer Massen. Nachteilig ist bei den Hydrau­ lik-Leistungsbremsen gegenüber Elektro-Leistungsbremsen insbesondere ein ungünstiges Verhalten bei dynamischen Vorgängen und eine nicht immer zureichende Drehmoment- bzw. Drehzahlstabilität bei sollwertgeregeltem Betrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydrau­ lik-Leistungsbremse zu schaffen, die insbesondere bei dynamischen Vorgängen ein günstigeres Verhalten zeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Wassereinlaßventil umgekehrt proportional zu der Re­ gelung des Wasserauslaßventils sollwertgeregelt wird.

Weiter wird vorgeschlagen, daß das Wassereinlaßventil und das Wasserauslaßventil zusätzlich zu der sollwertab­ hängigen Regelung servogeregelt werden.

Die Hydraulik-Leistungsbremse zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das Wasserein­ laßventil und das Wasserauslaßventil mit Antrieben ver­ sehene Klappenventile sind.

Weiter wird vorgeschlagen, daß die Antriebe der Ventile Hubmagnetsysteme sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Antriebe der Ventile über gesonderte, je­ weils mit einer PID-Servoregelung versehene Leistungs­ stufen gesteuert sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schema­ tischen Darstellung erläutert.

Die Hydraulik-Leistungsbremse besteht aus einem Stator 6 mit auswechselbaren Gehäuseeinsätzen und einem Rotor 8 mit wenigstens einem Laufrad. Das Gehäuse ist mit einem Wassereinlaßventil 10 und einem Wasserauslaßventil 12 versehen, wobei die Ventile 10 und 12 mit als Hubmagne­ ten ausgebildeten Antrieben 14 bzw. 16 versehen sind. Die Antriebe 14 und 16 werden von Leistungsstufen 18, 20 gesteuert, wobei die Leistungsstufen 18, 20 mit den An­ trieben 14, 16 eine Servoregelung bilden.

Die die Ventile 10, 12 steuernden Leistungsstufen 18, 20 werden von einer Regeleinheit 22 sollwertgesteuert, wo­ bei der Sollwert entweder durch die gewünschte Drehzahl oder aber durch das gewünschte, von der Leistungsbremse aufgenommene Drehmoment ist. Zu diesem Zweck werden von einem Drehzahlaufnehmer 26 bzw. einem Drehmomentaufneh­ mer 28 erzeugte Signale der Regeleinheit 22 zugeführt, so daß wahlweise eine Regelung mit konstanter Drehzahl oder aber eine Regelung mit konstantem Drehmoment be­ wirkt werden kann.

Auch eine Regelung unter Vorgabe eines zeitlichen Ver­ laufs nach einer mathematischen Funktion kann bewirkt werden.

Der in der Zeichnung dargestellte Inverter 24 in der Re­ geleinheit 22 deutet an, daß das Wassereinlaßventil 10 und das Wasserauslaßventil 12 umgekehrt proportional ge­ regelt werden, bei Schließen des Wasserauslaßventils 12 erfolgt zugleich ein Öffnen des Wassereinlaßventils 10 erfolgt und umgekehrt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Re­ gelverhalten von Hydraulik-Leistungsbremsen dadurch er­ heblich verbessert werden kann, daß nicht nur - wie bis­ her üblich - das Wasserauslaßventil sollwertabhängig ge­ regelt wird, sondern daneben auch das Wassereinlaßven­ til, wenn die beiden Regelungen umgekehrt proportional erfolgen.

Diese Erkenntnis beruht auf der Überlegung, daß die Steuerung von Hydraulik-Leistungsbremsen zum einen über die Füllung, zum anderen aber über den Innendruck, in der Hydraulik-Leistungsbremse erfolgt. Die zeitlich schnelle Regelung des Innendrucks in der Hydraulik-Leistungsbrem­ se derart, daß ein bestimmter Sollwert (regelmäßig ent­ weder die Drehzahl oder aber das Drehmoment) beibehalten wird, oder aber einen vorgewählten zeitlichen Verlauf der Drehzahl bzw. des Drehmoments erreicht wird, kann bei der vorgeschlagenen Regelung auch des Einlaßventils weit besser bewirkt werden, als bei der üblichen Regelung lediglich des Auslaßventils. Versuche haben gezeigt, daß bei Hydraulik-Leistungsbremsen, bei denen lediglich das Wasserauslaßventil drehmomentabhängig geregelt wird, die Regelung bei einem Drehmomentsprung von einem Mini­ malwert auf einen Maximalwert etwa 4 bis 5 sec. benö­ tigt. Wird aber - wie erfindungsgemäß vorgeschlagen - neben dem Wasserauslaßventil das Wassereinlaßventil ge­ regelt, und zwar umgekehrt proportional zu dem Wasser­ auslaßventil, sind Zeiten von weniger als 1 sec. er­ reichbar.

Bei der vorgeschlagenen Sollwertregelung erfolgt die Laständerung damit in überraschend kurzer Zeit. Ein Überschwingen bei großen Lastsprüngen wird weitgehend vermieden. Extern auf den Prüfstand einwirkende Störun­ gen werden schnell ausgeregelt. Druckschwankungen in der Wasserversorgung können durch automatisches Nachregeln des Einlaßventils schnell kompensiert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer mit einem pen­ delnd aufgehängten, einen Stator bildenden Gehäuse, ei­ nem durch dieses geführten, vom Prüfling angetriebenen Rotor, wenigstens einem Wassereinlaßventil und wenig­ stens einem Wasserauslaßventil versehenen Hydraulik-Lei­ stungsbremse, bei dem das Wasserauslaßventil sollwert­ geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser­ einlaßventil umgekehrt proportional zu der Regelung des Wasserauslaßventils sollwertgeregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wassereinlaßventil und das Wasseraus­ laßventil zusätzlich zu der sollwertabhängigen Regelung servogeregelt werden.

3. Hydraulik-Leistungsbremse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wassereinlaßventil (10) und das Wasserauslaßventil (12) mit Antrieben (14, 16) versehene Klappenventile sind.

4. Hydraulik-Leistungsbremse nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebe (4, 6) der Venti­ le (10, 12) Hubmagnetsysteme sind.

5. Hydraulik-Leistungsbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (14, 16) der Ventile (10, 12) über gesonderte, jeweils mit einer PID- Servoregelung versehene Leistungsstufen (18, 20) ge­ steuert sind.