Self-energizing electro-hydraulic brake

  • Selbstverstärkende Elektro-Hydraulische Bremse

Liermann, Matthias; Murrenhoff, Hubertus (Thesis advisor)

Aachen : Shaker (2008)
Doktorarbeit

In: Reihe Fluidtechnik : D
Seite(n)/Artikel-Nr.: VII, 157 S.. : Ill., graph. Darst.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Kurzfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiges Bremskonzept, die Selbstverstärkende Elektro-Hydraulische Bremse (SEHB) erforscht. Die Bremse arbeit im Bereich der instabilen Selbstverstärkung, welche nur durch eine zusätzliche Regeleinrichtung technisch nutzbar wird. Das vorgestellte Schaltungskonzept ist auf dem Hintergrund einer Schienenfahrzeuganwendung entwickelt worden, ist aber grundsätzlich auf andere Anwendungen übertragbar. Vorteile des Konzepts sind unter anderem der minimierte Energieverbrauch, die Möglichkeit der Regelung des wirklichen Verzögerungsmoments und die Rückmeldefähigkeit über die ausschließlich elektrische Schnittstelle. Die Arbeit stellt die SEHB herkömmlichen selbstverstärkenden Bremsen gegenüber und formuliert mit Hilfe statischer Betrachtungen die Grundlagen zur Charakterisierung der instabilen Selbstverstärkung. Zur Untersuchung der Dynamik der instabilen Selbstverstärkung wird ein linearisiertes Modell der ungeregelten Strecke entwickelt und auf Basis einer Poldominanzanalyse vereinfacht. Das vereinfachte Modell wird zur Bestimmung eines zustandsabhängigen Reglerkennfelds genutzt. Die grundlegenden hydraulischen Auslegungskriterien werden erläutert und eine Systematik der hydraulisch-mechanischen Ausführungsmöglichkeiten aufgestellt. Ein besonderer Fokus wird auf die Ventilansteuerung gerichtet, welche zentral für die Regelungseigenschaften der Bremse ist. Für eine erste Implementierung des Bremsenprinzips an Prototypen werden Ventile aus dem Kfz-Bereich (ABS, EHB, ASR und ESP) eingesetzt. Abschließend werden der Bremsenprüfstand und zwei Prototypen beschrieben, welche im Rahmen der Forschungsarbeit aufgebaut wurden. Verschiedene Ventilansteuerungsarten werden durch exemplarische Messergebnisse verglichen und diskutiert. Die erreichte Bremsdynamik der ersten Prototypen zeigt die Leistungsfähigkeit des neuen Bremsenprinzips auf.

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