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.

 

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.

 
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

Kontakt

Telefon

work
+49 241 80 47724

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 wurde am Beispiel von Schienenfahrzeugbremsen entwickelt. Speziell untersucht wurden dabei sowohl aktive als auch passive Bremstypen. Zur Erhöhung der Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems erfolgte 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 erfolgte zunächst simulativ in AMEsim. Simulations-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

Experimentelle Untersuchung und Bremsenprüfstand

Für die experimentelle Untersuchung der Prototypen wurde 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.

 

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.

  DFG Logo Urheberrecht: © DFG   Firmenlogo Hanning & Kahl Urheberrecht: © H&K  

Veröffentlichungen

Titel Autor(en)
Simulation of an Active Disc Brake with a Hydro-Mechanical Torque Control
Buchbeitrag, Beitrag zu einem Tagungsband (2018)
Bordovsky, Patrik (Corresponding author)
Adibpoor, Sara Hamed
Murrenhoff, Hubertus
Reinertz, Olivier
Development of a Prototype Valve for a Hydro-mechanical Braking-torque Control used on Railway Disc Brakes
Buchbeitrag, Beitrag zu einem Tagungsband (2018)
Bordovsky, Patrik (Corresponding author)
Merkel, Philip Amos
Murrenhoff, Hubertus
Reinertz, Olivier
Schmitz, Katharina
Hydro-Mechanical Closed-Loop Brake Torque Control for Railway Disc Brakes : Contribution to the topic novel vehicles and components
Beitrag zu einem Tagungsband (2020)
Merkel, Philip Amos (Corresponding author)
Murrenhoff, Hubertus
Reinertz, Olivier
Schmitz, Katharina
HYDRO-MECHANICAL CLOSED-LOOP BRAKING TORQUE CONTROL - EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND INFLUENCE ANALYSIS
Beitrag zu einem Tagungsband (2021)
Merkel, Philip Amos (Corresponding author)
Murrenhoff, Hubertus
Reinertz, Olivier
Schmitz, Katharina