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Matthias Hirtz
Reduktion von Bremskraftschwingungen mithilfe reibkraftgeregelter Bremsen
Das Auftreten reibkraftinduzierter Schwingungen stellt Entwickler von Scheibenbremssystemen vor Herausforderungen. In dieser Arbeit werden zwei reibkraftgeregelte Bremsen hinsichtlich ihrer Fähigkeit analysiert, auftretende Bremskraftschwingungen zu beeinflussen und aktiv zu reduzieren. Untersucht werden der Prototyp einer selbstverstärkenden elektro-hydraulischen Bremse (SEHB) sowie eine hydraulisch-mechanisch geregelte Bremse. Durchgeführte Prüfstandsversuche belegen das Auftreten des Schwingungsphänomens Bremsenrubbeln bei der SEHB. Ein detailliertes 1D-Simulationsmodell der SEHB bildet das Schwingverhalten der auftretenden Kräfte ab und wird mithilfe von Messergebnissen validiert. Sowohl Messungen als auch Simulation zeigen, dass das Kompensationsvermögen des Prototypens hinsichtlich reibkraftinduzierter Schwingungen begrenzt ist. Mithilfe des Simulationsmodells werden innovative Reglerstrukturen hergeleitet, daraus gewonnene Ergebnisse analysiert und messtechnisch validiert. Besonders erfolgreich können Reibkraftschwingungen mit einer nachgebenden Störgrößenaufschaltung kompensiert werden. Beobachtete Schwingungsamplituden können in ihrer Höhe um bis zu 86 % aktiv durch eine angepasste Aktuierung der SEHB sowohl bei konstanten Geschwindigkeiten als auch beim Durchfahren von Drehzahlrampen eliminiert werden. Die hydraulisch-mechanisch geregelte Bremse zeichnet sich durch die einfache Nachrüstbarkeit in eine bereits in der Praxis verwendeten ungeregelten Bremse aus. Einer umfangreichen Abbildung des Bremssystems mittels 1D-Systemsimulation folgt eine Analyse und Optimierung des Kompensationsvermögens reibkraftinduzierter Bremskraftschwingungen. Auch für die hydraulisch-mechanisch geregelte Bremse können Kompensationsraten von nahezu 90 % festgestellt werden.
Schlagwörter: SEHB; Bremskraftschwingungen; aktive Kompensation
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