Messung von Bremsenschleppmoment und Rollwiderstand des Reifens am Rad, im normalen Straßenbetrieb
Kurz zusammengefasst
Ein Raddrehmomentaufnehmer mit hoher Auflösung nimmt den Platz der Radmitte ein, zwischen Radnabenadapter und Felgenadapter, und erfasst das Drehmoment um die Achse, während das Fahrzeug normal fährt. Die Hochauflösungsmodelle der TW-Baureihe sind für die Schleppmomente ausgelegt: aerodynamischer Widerstand, Bremsenschleppmoment, Rollwiderstand des Reifens und Reibung der Lagerdichtungen bei Straßenversuchen. Das TW12.8HRMS175, für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge, misst bis zu 237 N·m und löst 0,14 N·m auf; das TWHR2000, für Lkw, misst bis zu 2,7 kN·m und löst 1,5 N·m auf. Das Signal verlässt das Rad über eine Einheit aus Schleifring, Drehgeber und Messverstärker oder per Telemetrie.
- 0.14 N·m
- Auflösung des TW12.8HRMS175, Pkw und leichte Nutzfahrzeuge
- 237 N·m
- Messbereichsendwert des TW12.8HRMS175
- 1.5 N·m
- Auflösung des TWHR2000, Lkw
Schleppmoment am Rad
Ein Raddrehmomentaufnehmer misst das Drehmoment um die Achse zwischen Radnabe und Felge, das Antriebs- und Bremsmoment am Rad, in beiden Richtungen. Schleppmomente sind klein gegenüber Antriebs- und Bremsmomenten. Dafür sind die Hochauflösungsmodelle der TW-Baureihe ausgelegt: eine Vollbrücke mit vier Dehnungsmessstreifen (DMS) liefert einen Drehmomentkanal mit einer Nichtlinearität von 0,1 % des Messbereichsendwerts oder weniger und einer Hysterese von 0,05 %.
Der Aufnehmer trägt auch das Rad. Der TW12.8HRMS175 nimmt ein statisches Gewicht von 1 000 kg auf, und ein mechanischer Anschlag schützt ihn bis 8,1 kN·m, sodass er im normalen Betrieb am Fahrzeug bleibt. Der TWHR2000 nimmt 5 000 kg auf, mit einem mechanischen Anschlag bei 27 kN·m.
Instrumentierung
Die Modelle TW12.8HRMS verwenden die Adapter der anderen TW12.8-Modelle: Der Radnabenadapter wird auf den inneren Kreis mit achtzehn Löchern geschraubt, der Felgenadapter auf den äußeren Kreis mit zwölf. Beim TWHR2000 werden ein Radnabenadapter sowie Adapter für Innenumfang und Außenumfang der Felge nach dem Profil der Originalfelge gefertigt, für einfache, Zwillings- oder Super-Single-Räder. Alle Adapter geben die kritischen Maße der Originalfelge wieder.
| Modelle | TW12.8HRMS175 und TW12.8HRMS800, PKW und leichte Nutzfahrzeuge · TWHR2000, Lkw |
|---|---|
| Messbereichsendwert und Auflösung | 237 N·m, 0,14 N·m · 1 085 N·m, 0,27 N·m · 2,7 kN·m, 1,5 N·m |
| Sensor | Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen (DMS) mit vier Zweigen, ein Kanal für Drehmoment, Speisung maximal 10 V |
| Nichtlinearität | ≤ 0,1 % v. E. beim TW12.8HRMS · 4 N·m, 0,15 % v. E. beim TWHR2000 |
| Mechanischer Anschlag | 8,1 kN·m beim TW12.8HRMS · 27 kN·m beim TWHR2000 |
| Statisches Gewicht | 1 000 kg beim TW12.8HRMS · 5 000 kg beim TWHR2000 |
| Felgengröße | 14 in und größer beim TW12.8HRMS · 22,5 in und größer beim TWHR2000 |
| Abdichtung und Temperatur | IP67, −40 bis 125 °C |
Signalpfad
Das Signal verlässt das Rad über die für alle Raddrehmomentaufnehmer angebotene wetterfeste Einheit aus Schleifring, Drehgeber und Messverstärker, montiert auf Radmutternverlängerungen mit minimalem Radialschlag, oder über ein RF-Telemetriepaket. Eine Haltestange zu einer magnetischen Halterung am Kotflügel hält den Stator des Schleifrings. Beim TW12.8HRMS800 trägt der auf den Aufnehmer abgestimmte Messverstärker einen Schleifring mit 10 Kanälen und einen Drehgeber mit 512 Impulsen, und die TW2-Elektronik, gespeist mit 9 bis 36 V DC, nullt den Aufnehmer und prüft seine Shunt-Kalibrierung.
Vorgehen
- 01
Modell wählen
TW12.8HRMS175 oder TW12.8HRMS800 an Pkw und leichten Nutzfahrzeugen, Felgen ab 14 in. TWHR2000 an Lastkraftwagen, Felgen ab 22,5 in.
Raddrehmomentaufnehmer der Baureihe TW - 02
Aufnehmer montieren
Zwischen Radnabenadapter und Felgenadapter, anstelle des Radmittenteils. Das Rad wird mit seinem Reifen gewuchtet.
- 03
Nullabgleich und Shunt-Kalibrierung
Ohne Moment an den Rädern wird der Nullversatz ermittelt. Anschließend verknüpfen positive und negative Shunts das Ausgangssignal mit dem kalibrierten Moment.
- 04
Versuch durchführen
Normale Straßenfahrt, innerhalb des mechanischen Anschlags und der IP67-Dichtung des Aufnehmers. Das Momentensignal wird mit der Radgeschwindigkeit vom Drehgeber aufgezeichnet.
Schleifring oder Telemetrie
Behördliche Versuche an Lkw
Der TWHR2000 wird für die CO2-Emissions- und Kraftstoffverbrauchsversuche schwerer Nutzfahrzeuge gemäß Verordnung (EU) 2017/2400 der Kommission verwendet. Sein Flyer gibt an, dass er die Spezifikationen der Verordnung für Übersprechen, Nichtlinearität, Messrate und Wiederholbarkeit erfüllt: Nichtlinearität 4 N·m, Wiederholbarkeit 3 N·m, Übersprechen infolge der vertikalen Last unter 0,5 % v. E. Sein Raddrehmoment wird auch mit dem in die Achse eingebrachten Moment verglichen, um den Achswirkungsgrad zu bestimmen.
Ergebnis
Das Schleppmoment am Rad bei normaler Straßenfahrt, mit einer Auflösung von 0,14 N·m an einem Pkw und 1,5 N·m an einem Lkw. Die Daten dienen der Entwicklung von Bremssystemen, Fahrstabilität und Antriebsstrang sowie den Arbeiten zum Kraftstoffverbrauch, die von den Fahrwerkverlusten abhängen.
Häufige Fragen
Welcher Aufnehmer misst das Schleppmoment an einem Pkw mit ausreichender Auflösung?
Der TW12.8HRMS175, 237 N·m Messbereichsendwert und 0,14 N·m Auflösung. Für höhere Momente an denselben Fahrzeugen misst der TW12.8HRMS800 bis 1 085 N·m mit einer Auflösung von 0,27 N·m. Beide passen auf Felgen ab 14 in.
Kann der Rollwiderstand der Reifen auf der Straße statt auf einem Prüfstand gemessen werden?
Ja. Die Raddrehmomentaufnehmer mit hoher Auflösung messen den Rollwiderstand der Reifen, das Schleppmoment der Bremsen, die Reibung der Lagerdichtungen und den Luftwiderstand bei Versuchen auf der Straße im normalen Fahrbetrieb.
Passt der Aufnehmer auf das Serienrad und die Radnabe?
Er wird zwischen einen Radnabenadapter und einen Felgenadapter montiert, die nach dem Profil der Originalfelge gefertigt sind und dessen kritische Maße wiedergeben. Die Modelle TW12.8HRMS verwenden die Adapter der anderen Modelle TW12.8.
Welcher Aufnehmer wird für die Versuche nach Verordnung (EU) 2017/2400 an Lkw verwendet?
Der TWHR2000. Er misst 2,7 kN·m Messbereichsendwert mit einer Auflösung von 1,5 N·m, trägt ein statisches Gewicht von 5 000 kg und passt auf Single-, Dual- oder Super-Single-Reifen ab 22,5 in.
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