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Radlasten auf der Straße aufzeichnen und dann auf einem Simulator wiedergeben und überprüfen

  • Drei Kräfte Fx Fy Fz
  • Drei Momente Mx My Mz
  • X- und Z-Beschleunigung
  • Radgeschwindigkeit und Radwinkel
Fahrzeug auf einem Straßensimulator mit Nabenkopplung, dessen Radpositionen mit Messrädern ausgerüstet und mit den gelben Aktoren verbunden sind
Ein Auto auf einem radgekoppelten Straßensimulator, mit Messrädern an den Radpositionen. Foto Michigan Scientific.

Kurz zusammengefasst

Ein Straßensimulator reproduziert reale Fahrbedingungen im Labor, für Fahrdynamik und Betriebsfestigkeitsprüfung. Er bildet die Straßeneinwirkungen nach, misst aber die Lasten am Rad nicht direkt. Ein Messrad liefert sie: Es zeichnet die sechs Lastkomponenten auf der Straße auf und misst sie dann erneut auf dem Prüfstand, wo es über Flansche oder Radnaben montiert wird, drehend oder stehend. Das CT2-Interface gibt die Lasten in Echtzeit an die Simulatorregelung zurück, und die Prüfstandsaufzeichnung wird mit der Straßenaufzeichnung verglichen.

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Lastkomponenten am Radzentrum: drei Kräfte, drei Momente
15,5 bis 700 kN
Radialtragfähigkeit der Baureihe LW, von Motorrädern bis zu schweren Fahrzeugen

Schleife zwischen Straße und Prüfstand

Umgebung, Geschwindigkeit und Fahrzeuggewicht fließen alle in die Konstruktion und Kalibrierung eines Straßensimulators ein. Der Simulator bildet die Straßenbedingungen nach, misst aber die Antwort am Rad nicht direkt. Ohne diese Messung sind die Lasten, die das Fahrzeug während der Simulation tatsächlich am Rad erfährt, unbekannt.

Derselbe Aufnehmer schließt den Regelkreis. Auf der Straße fahrend erfasst er die drei Kräfte und drei Momente im Radmittelpunkt. Am Prüfstand an der Radnabe montiert, misst er, was die Aktuatoren in das Fahrzeug einleiten, liefert die Rückführung an die Simulatorregelung und überprüft, dass die Lasten am Prüfstand mit der Straßenmessung übereinstimmen.

Das Messrad auf der Straße, dann auf dem Straßen simulator Links: ein Rad auf der Straße, mit dem Aufnehmer in dessen Mitte, der die Lasten erfasst. Mitte: ein nabengekoppelter Straßensimulator; der Aktuator drückt mit der Vertikalkraft Fz auf denselben Aufnehmer, der an der Radnabe unter dem Fahrzeug montiert ist. Rechts: das CT2-Interface empfangt die Prüfstandsmessung und gibt die Rückführung an die Simulatorregelung weiter. Fz Straßenmessung Prüfstandsmessung Rückführung an die Regelung Straße: Lasten Nabensimulator gleicher Aufnehmer an der Radnabe CT2-Interface
Der Aufnehmer erfasst die Lasten auf der Straße und misst sie erneut an der Radnabe des Simulators. Das CT2-Interface gibt sie an die Prüfstandsregelung zurück.

Instrumentierung

KraftaufnehmerBaureihe LW, drei Kräfte und drei Momente im Radmittelpunkt, Vierarm-Dehnungsmessstreifen-Brücken (Vollbrücken)
Kapazität, radial15,5 kN (LW-MC-3.5K) bis 700 kN (LW700) · 50 kN am LW12.8-50 für Personenkraftwagen · 445 kN am LW-2T-100K für Klasse-8-Lkw und Schwermaschinen
Ebenfalls gemessenBeschleunigungen in X und Z, Raddrehzahl und Radwinkel
Am Prüfstandmontiert über Flansche oder Radnaben, drehend oder stehend; auch zur Überwachung und Steuerung von Laborversuchen eingesetzt
SignalübertragungSchleifring mit mitrotierendem Messverstärker oder Telemetrie; austauschbar am selben Aufnehmer
Interface-BoxCT2: Koordinatentransformation und Übersprech-Kompensation in Echtzeit, analoge, CAN- und Ethernet-Ausgänge

Nabengekoppelt oder reifengekoppelt

Simulatoren belasten das Fahrzeug auf zwei Arten. Nabengekoppelte Simulatoren werden direkt an der Radnabe oder Achse befestigt und leiten die Kräfte und Momente ein, die in die Radaufhängung gehen. Reifengekoppelte Simulatoren belasten das Fahrzeug über die Reifen, um das Zusammenwirken der Räder mit der Straße zu prüfen; Schlaglöcher und unwegsames Gelände sind typische Eingangsgrößen. Die gemessenen Kräfte dienen dazu, die Sicherheit und die Dauerfestigkeit der Radaufhängung zu verbessern.

Vorgehen

  1. 01

    Lasten auf der Straße erfassen

    Das Fahrzeug fährt mit den Aufnehmern anstelle der Radmittelpunkte. Kräfte und Momente werden im realen Fahrbetrieb aufgezeichnet.

    Messräder der Baureihe LW
  2. 02

    Die Straße auf dem Prüfstand nachbilden

    Die aufgezeichneten Radlasten werden verwendet, um dieselben Straßenbedingungen auf dem Simulator nachzubilden.

  3. 03

    Regelkreis am Rad schließen

    Die Aufnehmer dienen als Rückmeldung für die Simulatorregelung. Das CT2-Interface führt die Koordinatentransformation und die Kompensation des Übersprechens in Echtzeit durch, mit analogen, CAN- und Ethernet-Ausgängen.

  4. 04

    Die Simulation verifizieren

    Die auf dem Prüfstand gemessenen Radlasten werden mit der Straßenaufzeichnung verglichen.

Ergebnis

Dieselben sechs Lastkomponenten am Rad, auf der Straße und auf dem Simulator. Die Straßenaufzeichnung ist die Referenz für den Laborversuch, und die Simulation wird mit denselben Sensoren verifiziert.

Häufige Fragen

Misst ein Straßen-Simulator die Lasten am Rad?

Nein. Ein Simulator bildet die Straßenbedingungen nach, verfügt aber über keine direkte Messung der Antwort am Rad. Messräder liefern sie: drei Kräfte und drei Momente im Radmittelpunkt.

Kann dasselbe Messrad auf der Straße und auf einem Prüfstand verwendet werden?

Ja. Ein LW-Aufnehmer wird über Flansche oder Radnaben, drehend oder nicht drehend, auf einem Prüfstand montiert und dient außerdem zur Überwachung und Steuerung von Laborversuchen.

Wie gelangen die Messradsignale in Echtzeit zur Simulatorregelung?

Über das CT2-Interface. Es führt die Koordinatentransformation und die Kompensation des Übersprechens in Echtzeit durch und verfügt über analoge, CAN- und Ethernet-Ausgänge.

Welche Fahrzeuge können für Simulationsarbeiten mit Messrädern ausgerüstet werden?

Die Baureihe LW deckt 15,5 bis 700 kN radial ab, von Motorrädern und Quads bis zu Lkw der Klasse 8 und Schwergeräten, mit Adaptern, die für das Serienrad gefertigt werden.

Ein Versuch, der Ihrer ähnelt?

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