Ursprünglich besaßen Traktoren keine Federungssysteme. Seit Forschungsergebnisse den gestiegenen Fahrkomfort und das verbesserte Fahrverhalten durch eine Federung nachweisen konnten, sind moderne Traktoren mit verschiedenen Federungssystemen für den Sitz, die Kabine oder für die Achsen ausgestattet. Bei der Achsfederung unterscheidet man Vorderachsfederung und Vollfederung des Chassis über beide Achsen. Die vorliegende Arbeit zeigt die Umsetzung einer hydropneumatischen Vollfederung für einen Traktor und das Potential einer semi-aktiven Regelung der Dämpfung für ein solches Fahrwerk. Zur Untersuchung des entwickelten Fahrwerks wurden Testfahrten auf dem Gelände der WTD in Trier durchgeführt. Mehrere Parameter wie der Vorspanndruck auf der Ringseite, die passive Dämpfung über die Drosselventile oder aber die semi-aktive Regelstrategie wurden hierbei variiert und deren Einfluss auf den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit ermittelt. Die wichtigsten Ergebnisse kurz zusammengefasst: Die Änderung des hydraulischen Vorspanndrucks auf der Ringseite des Federungszylinders hat weder eine Verbesserung noch eine Verschlechterung der Fahreigenschaften zur Folge. Die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit führt, bei sonst identischen Einstellungen des Fahrwerks, zu einem deutlichen Anstieg der gewichteten und gemittelten Beschleunigungswerte und somit zu einem Verlust an Komfort und Sicherheit, der jedoch die Kontrollierbarkeit des Fahrzeuges nicht beeinträchtigt. Durch die Anpassung des Drosselquerschnitts der Proportionalventile kann das Fahrverhalten eines passiven Federungssystems wesentlich verbessert werden. Das beste Ergebnis liefert im Vergleich zu einem komplett geöffneten und einem fast geschlossenen Ventil ein zu 60 % geöffnetes Ventil. Das Fahrwerk schlägt nicht durch, sondern dämpft die Unebenheiten effektiv, jedoch ist die Dämpfung D nicht so hoch, dass die Achsfederung als starr angesehen werden könnte. Diese Einstellung bewirkte eine Reduzierung der Beschleunigungswerte um 5 %. Mit der Einführung einer semi-aktiven Dämpfungsregelung lässt sich die Schwingungsbelastung sowohl für das Fahrzeug als auch für den Fahrer weiter verringern. Der angewandte, kontinuierlich regelnde Skyhook-Algorithmus überzeugte gegenüber der passiven Federungsvariante durch um knapp 10 % geringere Beschleunigungswerte. Wird die Regelung durch eine OnOff Variante ersetzt, die die Dämpfung nicht kontinuierlich verstellt, sondern nur zwischen einem Minimum und einem Maximum wechselt, so werden der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit nochmals gesteigert. Dieses überraschende Ergebnis ist jedoch auf in Kapitel 8 angesprochene Probleme mit der Messtechnik zurückzuführen. Bei einwandfreier Funktion der Komponenten wird allerdings eine kontinuierlich geregelte Dämpfung Vorteile haben.
Entwicklung eines semi-aktiven Federungssystems für hydropneumatisch vollgefederte Traktoren
2011
141 Seiten, Bilder, Tabellen, 86 Quellen
Theses
German
Entwicklung eines Bedienkonzeptes für Traktoren
Tema Archive | 2010
|European Patent Office | 2022
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