HMGSB - Schienenfahrzeugbremse mit hydraulisch-mechanisch geregeltem Bremsmoment

  Gerenderte hydraulische Regeleinheit Urheberrecht: ifas

Das tatsächlich wirkende Bremsmoment hydraulischer Scheibenbremsen ist direkt von dem herrschenden Reibwert abhängig und unterliegt so starken Schwankungen. Bei herkömmlichen Bremssystemen besteht keine Erfassung des Bremsmomentes, sodass eine Regelung gegenwärtig nicht möglich ist. Ziel dieses Projektes ist daher die Erforschung, Entwicklung und Validierung von Prototypen hydraulisch-mechanischer Scheibenbremsen mit geregeltem Bremsmoment.

 
Nutzen Vorgehen
Reproduzierbare Bremswirkung

Funktionssynthese auf Basis praxisrelevanter Bremssysteme

Optimale Ausnutzung der potentiellen Bremsleistung

Entwicklung hydraulisch-mechanischer Regler für aktive und passive Bremsen

Minimierung von Umwelteinflüssen Verifikation am ifas Bremsenprüfstand

Ausrüstung eines Referenzfahrzeuges und Verifikation

Kontakt

Fotografie von Herr Merkel

Telefon

work
+49 241 80 47737

E-Mail

E-Mail
 

Entwicklung und Erforschung hydraulischer Bremsmomentregelung

Prototyp einer Regeleinheit für passive Schienenfahrzeugbremsen Urheberrecht: ifas Prototyp eines mechanisch-hydraulischen Reglers mit mechanischer Gleichrichtung und Fail-Safe Verhalten für eine passive Schienenfahrzeugbremse

Prototypen der Reglereinheit für Schienenfahrzeugbremsen

Die Bremsmomentregelung wird am Beispiel von Schienenfahrzeugbremsen entwickelt. Speziell untersucht werden dabei sowohl aktive als auch passive Bremstypen. Zur Erhöhung der Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems erfolgt die komplette Umsetzung hydraulisch-mechanisch ohne elektronische Komponenten.

 
  Response Surface herkömmliche Bremse Urheberrecht: ifas Parameterstudie: Responsesurface des genormten Bremsmomentes des ungeregelten (links) und des geregelten Systems (rechts)

Simulative Parameterstudie

Die Auslegung und der Nachweis der Funktionalität der Prototypen erfolgt zunächst simulativ in AMEsim. Bisherige Erkenntnisse zeigen eine signifikant geringere Streuung der Bremsmomente. Bei geregelter Bremse kann das Bremsmoment über einen weiten Reibwertbereich konstant gehalten werden. Erst bei Überschreiten der physikalischen Beschränkungen ist ein Einbruch des Bremsmomentes zu erkennen. Ein signifikanter Einfluss auf die Regelung ist durch den vertikalen Bremsscheibenversatz, resultierend aus der Fahrzeugfederung, zu erwarten.

  Entwurf eines Bremsenprüfstands Urheberrecht: ifas Bremsenprüfstand

Bremsenprüfstand

Für die experimentelle Untersuchung der Prototypen wird ein Bremsenprüfstand entwickelt, der einen realitätsnahen Betrieb im vollen Leistungsbereich der Bremsen erlaubt. Durch eine Benässungsanlage lassen sich die Reibbedingungen an den Belägen gezielt beeinflussen.

 

Kommende Forschung an der geregelten Bremse

Im weiteren Projektverlauf wird der entwickelte Prüfstand aufgebaut, in Betrieb genommen und im Anschluss die Prototypen der Bremsen experimentell untersucht. Anhand der Ergebnisse wird die aufgebaute Simulation verifiziert und die Prototypen optimiert. Nach Funktionsnachweis ist ein Einbau in einem Referenzfahrzeug geplant, um die Funktionalität unter realen Einsatzbedingungen nachzuweisen.

 

Danksagung

Das Projekt „Schienenfahrzeugbremse mit hydraulisch-mechanisch geregeltem Bremsmoment“ (MU 1225/40-1) wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.

Die erfolgreiche Durchführung wird durch die freundliche Unterstützung von HANNING & KAHL GmbH & Co KG (H&K) möglich.

An dieser Stelle möchten wir daher sowohl der DFG als auch unserem Anwendungspartner H&K unseren ausdrücklichen Dank aussprechen.

  Firmenlogo Hanning & Kahl Urheberrecht: H&K Anwendungspartner Hanning & Kahl  

Veröffentlichungen

Bordovsky, Patik; Merkel; Philip Amos; Murrenhoff, Hubertus; Reinertz, Olivier; Schmitz, Katharina: Development of a Prototype Valve for a Hydro-mechanical Braking-torque Control used on Railway Disc Brakes, 2018, Ostrava/ 24th Internation Conference on Hydraulics and Pneumatics (ICHP2018)/ VŠB - Technical University of Ostrava

Bordovsky, Patrik;Adipoor, Sara Hamed; Murrenhoff, Hubertus; Reinertz, Olivier Georg: Simulation of an Active Disc Brake with a Hydro-Mechanical Torque Control , 2018, Samara,Russland/ 2018 Global Fluid Power Society PhD Symposium, GFPS2018