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Durch
die Parallelisierung der Entwicklungsprozesse in der
Getriebeentwicklung stehen die Prototypen immer
später im Entwicklungsprozess zur Verfügung. Daraus
entsprang der Wunsch einer Simulation eines
Verbrennungsmotors mit seiner spezifischen
Momentencharakteristik am Prüfstand. Um verschiedene
Verbrennungsmotoren zu simulieren, ist es notwendig,
die Anregelfrequenz der Antriebsmaschine
proportional zur Drehzahl zu ändern und die
motorspezifischen Drehmoment- und Drehzahlverläufe
zu generieren.
Durch die Verbrennungsmotor-Nachbildung wird
eine realistische Simulation von Schaltvorgängen
bzw. eine Schaltabstimmung bei Automatikgetrieben
möglich.
Die Asynchronmotoren wurden optimal auf die
Anforderungen der Verbrennungsmotorensimulation
dimensioniert.
Weiterhin besteht die Möglichkeit bei konstanter
Drehzahl kurzzeitige Momente zu erzeugen, die den
Kolben – Arbeitshub simulieren. Aufgrund des
geringen Rotorträgheitsmoments |
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0,1 kgm² bei 220 kW
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0,3 kgm² bei 330 kW
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0,35 kgm² bei 460 kW
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kann
eine solche Momentenspitze mit relativ geringer
Dämpfung über die Antriebswelle z.B. in ein Getriebe
eingetrieben werden.
Entsprechende zeitliche Anforderungen ergeben sich
hierbei an die Regelzeiten der Umrichter-
Stromregelung (bzw. Momentenregelung) und an die
übergeordnete Steuerung.
Um die Drehungleichförmigkeit des Verbrennungsmotors
durch verbrennungsdruckindizierten Drehmomentverlauf
nachzubilden, muss der Antrieb eine
Drehmomentanregung von 300 Hz erreichen. Dies
Bedeutet für den Umrichter eine Anregelzeit < 3 ms.
Der von uns eingesetzte Umrichter besitzt eine
Reaktionszeit von <0,5 ms und eine Stromanstiegszeit
von < 1ms.
Es wurden drei Antriebe entwickelt, die mit einer
Leistung von
220 kW;
330kW
und
460 kW
die heutigen Verbrennungsmotorleistungen
repräsentieren.
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Datenblätter:
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Veröffentlichung der
Universität Kaiserslautern:
Verbrennungsmotoren sicher simuliert |
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