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Patent Searching and Data


Title:
TEST RIG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/116604
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to make it possible to also mount an original exhaust system (10) substantially leading away from the internal combustion engine (2) below the output axle (7) parallel to the extension thereof in a test rig for internal combustion engines (2), the driving engine or load generator (4) is mounted in a suspended manner at a certain vertical distance from the pedestal (1) on a support arrangement (6) mounted thereon, with the input axle (8) being substantially aligned with the output axle (7) of the internal combustion engine (2) that is to be tested, whereby the space from below the interference contour (9) of the driving engine or load generator (4) to the pedestal remains free for the passage of the exhaust system (10).

Inventors:
ERLACH HANS (AT)
ZIEGLER PETER M (DE)
RATHNER ROLAND (AT)
SCHNEIDERBECK HELMUT (AT)
NONN HARALD (DE)
SCHMIDT MARTIN (DE)
PAULWEBER MICHAEL (AT)
Application Number:
PCT/AT2005/000177
Publication Date:
December 08, 2005
Filing Date:
May 24, 2005
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
ERLACH HANS (AT)
ZIEGLER PETER M (DE)
RATHNER ROLAND (AT)
SCHNEIDERBECK HELMUT (AT)
NONN HARALD (DE)
SCHMIDT MARTIN (DE)
PAULWEBER MICHAEL (AT)
International Classes:
G01M15/04; (IPC1-7): G01M15/00; G01L3/16; G01L3/18; G01L3/20; G01L3/22
Foreign References:
DE29810622U11999-07-15
EP0857959A11998-08-12
EP0845666A11998-06-03
DE4019581A11992-01-02
DE3534501A11987-04-02
DE10025095A12001-11-22
US5515712A1996-05-14
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 067 (P - 184) 19 March 1983 (1983-03-19)
MAHR B ET AL: "INSTATIONARPRUFSTAND FUR STANDARDMOTOREN, ERDGASMOTOREN UND WASSERSTOFFMOTOREN", MTZ MOTORTECHNISCHE ZEITSCHRIFT, VIEWEG, WIESBADEN, DE, vol. 56, no. 6, 1 June 1995 (1995-06-01), pages 358 - 362, XP000508223, ISSN: 0024-8525
Attorney, Agent or Firm:
Pinter, Rudolf (Wien, AT)
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Claims:
-Patentansprüche:
1. Prüfstand für Brennkraftmaschinen, mit einem Fundament (1) auf dem die zu prüfen¬ de Brennkraftmaschine (2) einerseits und dieser abtriebsseitig gegenüber zumindest eine drehverbundene Antriebs bzw. Belastungsmaschine (4) andererseits angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebs bzw. Belastungsmaschi¬ ne (4) mit vertikalem Abstand (5) zum Fundament (1) auf einer auf diesem angeord¬ neten Traganordnung (6) hängend mit im wesentlichen mit der Abtriebsachse (7) der zu prüfenden Brennkraftmaschine (2) fluchtender Antriebsachse (8) montiert ist.
2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebs bzw. Bela¬ stungsmaschine (4) eine auf die Leistung bezogen kleinbauende Permanentmagnet Maschine montiert ist.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Antriebs bzw. Belastungsmaschinen (4) in Serie hintereinander oder parallel neben¬ einander hängend und drehverbunden montiert sind.
4. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trag¬ anordnung (6) eine Fundamentplatte des Fundamentes (1) brückenartig übergreift und beidseitig auf dieser abgestützt und befestigt ist.
5. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trag¬ anordnung (6) nur einseitig auf einer Fundamentplatte des Fundamentes (1) abge¬ stützt und befestigt ist.
6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fun¬ dament (1) selbst die Antriebs bzw. Belastungsmaschine (4) zumindest bereichswei¬ se in der Höhe übergreift und daß die Traganordnung (6) von oben bzw. von der Sei¬ te her hängend die Antriebs bzw. Belastungsmaschine (4) trägt.
7. Prüfstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Antriebs bzw. Belastungsmaschine (4) unter Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern (11) an der Traganordnung (6) aufgehängt ist.
Description:
Prüfstand für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Brennkraftmaschinen, mit einem Fundament auf dem die zu prüfende Brennkraftmaschine einerseits und dieser abtriebseitig gegenüber zumindest eine drehverbundene Antriebs- bzw. Belastungsmaschine andererseits angeordnet ist. Prüfstände der genannten Art ermöglichen über die Vorgabe bestimmter Drehzahl- und/oder Drehmomentverläufe der Antriebs- bzw. Belastungsmaschine die Simulation der Ein- bzw. Rückwirkung der Betriebsumgebung auf den Abtrieb der zu prüfenden Brennkraft¬ maschine. Dies ist insbesonders beispielsweise im Laufe der Entwicklung einer Brennkraft¬ maschine von großem Vorteil, wenn das damit anzutreibende Fahrzeug samt allen Kompo¬ nenten des Antriebstranges noch gar nicht in Realität existiert, da über die heutzutage be¬ reits sehr hochdynamisch steuerbaren Antriebs- bzw. Belastungsmaschinen auf diese Weise trotzdem bereits vorweg sehr realitätsnahe Simulationen der späteren tatsächlichen Einsatz¬ bedingungen möglich sind. Bei den bekannten Prüfständen der genannten Art ergeben sich immer dann Proble¬ me mit dem auf dem Fundament zur Verfügung stehenden Platz, wenn zur Prüfung bei¬ spielsweise einer Kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren in Reihe angeordneten Zylindern, die mit der Kurbelwelle in Fahrzeuglängsrichtung eingebaut werden soll und damit üblicher¬ weise eine im wesentlichen unterhalb der Kurbelwellenachse in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verlaufende Auspuffanlage aufweist, die Prüfung mit montierter Original- Auspuffanlage erfolgen soll, was immer häufiger gewünscht wird um möglichst realitätsnah prüfen zu können. Die Auspuffrohre sowie unter Umständen auch Katalysatoren und Schall¬ dämpfer kommen in diesem Falle ungefähr dort relativ zum Fundament zu liegen, wo sonst üblicherweise die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine auf dem Fundament angeordnet ist. Bei den bisher bekannten Anordnungen wird deshalb für solche Prüfstände zumeist die An¬ triebs- bzw. Belastungsmaschine auf einem unten offenen Traggestell auf dem Fundament montiert, was aber die Anordnung eines den damit entstehenden Achsversatz zwischen Brennkraftmaschinenabtrieb und Antriebs- bzw. Belastungsmaschine überbrückenden Getrie- bes, Riemenantriebs oder dgl. erfordert. Auch Lösungen mit über ein Winkelgetriebe verbun¬ dener Antriebs- bzw. Belastungsmaschine, die damit senkrecht neben der Brennkraftmaschi¬ ne steht, sind bekannt. Weiters bekannt ist auch die Verwendung einer entsprechend langen Verbindungswelle (oft der Original-Kardanwelle) zwischen Brennkraftmaschine und Antriebs¬ bzw. Belastungsmaschine. In allen Fällen ergeben sich durch zusätzliche Massenträgheiten, Drehelastizitäten, Zahnspiele und Ähnliches negative Auswirkungen insbesonders in hochdy¬ namischen Betrieb sowie zusätzlicher Wartungs- und Montageaufwand und speziell bei den Getriebelösungen ein erhöhtes Geräuschniveau am Prüfstand. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Prüfstände der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie auf einfache Weise auch für die Prüfung von Brennkraftmaschinen mit montierter und im wesentlichen unterhalb der Antriebsachse parallel zu deren Verlängerung von der Brennkraftmaschine wegführende Original-Auspuffanlage verwendet werden können, ohne die angesprochenen Nachteile der bekannten Lösungen aufzuweisen. Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Prüfstand der ein¬ gangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine mit verti¬ kalem Abstand zum Fundament auf einer auf diesem angeordneten Traganordnung hängend mit im wesentlichen mit der Abtriebsachse der zu prüfenden Brennkraftmaschine fluchtender Antriebsachse montiert ist. Damit ist die mit ihrem Befestigungssockel bzw. sonstigen Befe¬ stigungselementen an der Traganordnung hängende Antriebs- bzw. Belastungsmaschine sehr einfach an die Achshöhe der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine anzupassen - der unterhalb der Außenkontur (Störkontur) der Antriebs- bzw. Belastungsmaschine bis zum Fundament verbleibende Platz steht völlig frei für die Durchführung der Auspuffanlage zur Verfügung. Es kann damit ohne Zwischengetriebe, Wellenverlängerungen und dgl. eine sehr drehsteife und spielfreie Ankoppelung der Antriebs- bzw. Belastungsmaschine realisiert wer¬ den, was sehr hochdynamische Prüfungen ohne prüfstandsseitige Störungen bzw. Beeinflus¬ sungen ermöglicht. Der Entfall des Zwischengetriebes ermöglicht auch einen kostengünstige- ren Aufbau des Prüfstandes und hilft mit das Geräuschniveau im Prüfstandsbereich zu sen¬ ken. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist als Antriebs- bzw. Bela¬ stungsmaschine eine auf die Leistung bezogen kleinbauende Permanentmagnet-Maschine montiert, was weitere Vorteile im Hinblick auf den unterhalb der Antriebs- bzw. Belastungs¬ maschine zur Verfügung stehenden Platz bringt. In weiters bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei oder mehrere Antriebs- bzw. Belastungsmaschinen in Serie hintereinander bzw. parallel nebenein¬ ander (dann über ein Koppelgetriebe mit einer mit der Abtriebsachse der Brennkraftmaschine fluchtenden Ein- bzw. Ausgangsachse) hängend und drehverbunden montiert sind. Diese Lösung ist speziell für größere Prüfstandsleistungen sehr vorteilhaft, da zwei oder mehrere, zusammen die geforderte Leistung erbringende Maschinen trotzdem nur die Störkontur (von der Achse nach unten in den für die Auspuffanlage frei zu haltenden Raum ragend) einer gleichartigen Maschine haben. Auch lassen sich beispielsweise mit Koppel- bzw. Vorschaltge¬ trieben oft die geforderten Leistungs- bzw. Drehzahlbereiche leichter realisieren. Die Traganordnung kann in weiters bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Fundamentplatte des Fundamentes brückenartig übergreifen und beidseitig auf dieser abge¬ stützt und befestigt sein, was eine sehr stabile und hinsichtlich von im Prüfbetrieb auftreten¬ den Vibrationen vorteilhafte Konstruktion ergibt. Für manche Anwendungen vorteilhaft ist eine andere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Traganordnung nur einseitig auf einer Fundamentplatte des Fundamentes abge¬ stützt und befestigt ist, da sich damit ein verbesserter seitlicher Zugang zur Antriebs- bzw. Belastungsmaschine, zur Auspuffanlage bzw. zu sonstigen in diesem Bereich vorgesehenen Aggregaten ergibt. Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Fundament in quasi dreidimensionaler Ausgestaltung (beispielsweise als stabiler Prüfstandscontainer) aber auch selbst die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine zumindest bereichsweise in der Höhe übergreifen, wobei dann die Traganordnung von oben oder von der Seite her an diesem dreidimensionalen Fundament montiert die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine hängend trägt, beispielsweise mit Hilfe einer hängenden V-förmigen Anordnung. Die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine kann in weiters bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung unter Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern an der Traganordnung aufgehängt sein, was eine verbesserte schwingungstechnische Entkoppelung ermöglicht, die im übrigen auch über entsprechende sonstige Maßnahmen bei der Rahmenkonstruktion be- einflusst werden kann. Die Erfindung wird im Folgenden noch anhand der in der Zeichnung schematisch dar¬ gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei eine schematische Seiten¬ ansicht eines erfindungsgemäßen Prüfstandes, Fig. 2 und 3 zeigen jeweils Schnitte entlang der Linie A - A in Fig. 1 bei verschiedener Ausgestaltung der Traganordnung für die An¬ triebs- bzw. Belastungsmaschine und Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Prüfstandes in perspektivischer Ansicht. Der in allen Fällen dargestellte Prüfstand weist als Fundament 1 eine Fundamentplat¬ te 12 auf, auf der die zu prüfende Brennkraftmaschine 2 (nur in Fig. 1 ersichtlich) einerseits und dieser auf der Abtriebseite gegenüber zumindest eine über eine Verbindungswelle 3 (wiederum nur in Fig. 1) drehverbundene Antriebs- bzw. Belastungsmaschine 4 angeordnet ist. Die beispielsweise als Permanentmagnet-Maschine ausgeführte Antriebs- bzw. Bela¬ stungsmaschine 4 ist mit vertikalem Abstand 5 zur Fundamentplatte 12 auf einer auf dieser angeordneten Traganordnung 6 hängend mit im wesentlichen mit der Abtriebsachse 7 der zu prüfenden Brennkraftmaschine 2 fluchtender Achse 8 montiert, sodass unterhalb der Stör¬ kontur 9 der Antrieb- bzw. Belastungsmaschine 4 ausreichend Platz für die an der Brenn¬ kraftmaschine 2 montierte Original-Auspuffanlage 10 verbleibt. Während bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis 3 nur eine Antriebs- bzw. Bela¬ stungsmaschine 4 vorgesehen ist, sind bei der üblicherweise für größere Prüfstandsleistun- gen vorgesehenen Ausführung nach Fig. 4 zwei derartige Maschinen 4 in Serie hintereinan¬ der hängend und drehverbunden montiert, was trotz verdoppelter Prüfstandleistung die Bei¬ behaltung der gleichen Störkontur 9 wie bei einer einzelnen Antriebs- bzw. Belastungsma¬ schine 4 ermöglicht. Davon abgesehen könnten beispielsweise auch zwei klein bauende An¬ triebs- bzw. Belastungsmaschinen 4 nebeneinander hängend angeordnet und über ein Kop¬ pelgetriebe drehverbunden werden, wobei dann dessen Ausgangsachse mit der Abtriebsach¬ se der zu prüfenden Brennkraftmaschine fluchtet. Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 übergreift die Traganordnung 6 die Fundamentplat¬ te 12 brückenartig und ist beidseits auf dieser abgestützt und befestigt, was eine sehr stabile geschlossene Konstruktion, wie Sie auch in Fig. 4 verwirklicht ist, ermöglicht. Demgegenüber ist bei der Ausführung nach Fig. 3 die Traganordnung nur einseitig auf der Fundamentplatte 12 abgestützt und befestigt, was die Zugänglichkeit von der in der Darstellung linken Seite her verbessert und bei entsprechender Ausführung der einseitigen Abstützung trotzdem aus¬ reichende Steifigkeit bietet. Abgesehen von diesen beiden Varianten mit einer separat im Prüfstandsbereich zumeist schwingungsisoliert aufgestellten Fundamentplatte 12 könnte das Fundament 1 auf hier nicht dargestellte Weise aber auch in quasi dreidimensionaler Ausge¬ staltung die zu prüfende Brennkraftmaschine und die Antriebs- bzw. Belastungsmaschine Container- bzw. käfigartig umgreifen, wobei dann die Traganordnung seitlich oder von oben her an diesem Fundament angebracht und die zu prüfende Brennkraftmaschine auch unmit¬ telbar mittels einer üblichen Prüfstandpalette befestigt sein könnte. Speziell aus Fig. 2 und 3 ist auch ersichtlich, dass die Antriebs- bzw. Belastungsma¬ schine 4 unter Zwischenschaltung von Schwingungsdämpfern 11 an der Traganordnung 6 aufgehängt und damit schwingungsmäßig entkoppelt ist. Patentansprüche: