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Funktionsweise Motorbremse
Hallo zusammen,
ich bin gerade auf der Suche nach Informationen über die Funktionsweise von Motorbremsen bei schweren Nutzfahrzeugen. Ich muss im Rahmen einer Studienarbeit ein Simulationsmodell bzw. eine Regelung für die Motorbremse eines Nutzfahrzeuges erstellen. Für die eigentliche Funktion habe ich mir das MAN-Verfahren über Abgasdrosselklappe und leicht geöffneten Auslassventilen ausgesucht. Bei der Realisierung der Regelung habe ich nun allerdings meine Schwierigkeiten und hoffe auf Hilfe von den hier anwesenden Profis!
Wenn im LKW die Motorbremse über Wählhebel aktiviert wird und diese im Gefälle aktiv wird, habe ich dann in Abhängigkeit der Wählstufe immer die gleiche Verzögerung oder das gleiche Bremsmoment?
Ich denke mir, dass eine gleiche Verzögerung definitiv wesentlich angenehmer wäre im Hinblick darauf, dass ich manchmal mit leerem Anhänger unterwegs bin und ein anderes Mal vollbeladen. Wenn also immer mit der gleichen Bremsleistung gebremst würde, würde ich mit leerem Anhänger viel zu stark bremsen und bei vollem Anhänger viel zu schwach. Ich habe zu diesem Thema leider keine Informationen gefunden.
Vielen, vielen Dank für Eure Antworten!
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23 Antworten
Moin Moin !
Zitat:
habe ich dann in Abhängigkeit der Wählstufe immer die gleiche Verzögerung
Nein ,die Verzögerung ist ja von wesentlich mehr Faktoren abhängig , (z.B. Drehzahl , Gewicht, Fahrwiderstände)
Zitat:
oder das gleiche Bremsmoment?
Das ist schon wesentlich richtiger ,wobei das Moment eben auch von der Drehzahl abhängt.
Will man diesen Effekt nicht haben (zumindestens über einen gewissen Drehzahlbereich) , muss eben eine Regelung eingesetzt werden. Diese sollst du entwickeln ?
MfG Volker
Hallo Volker,
vielen Dank für dein Antwort! Zu deiner letzten Frage: Im Grund ja, halt nur in einer stark vereinfachten Form.
Deine Anmerkungen sehe ich genauso. Wenn ich eine eine Verzögerungsregelung entwickeln möchte, würde ich mir definitiv wesentlich mehr Mühe machen und beispielsweise Fahrzeugmasse aus vorangegangen Fahrmanövern schätzen, Drehzahl ist bekannt, Fahrwiderstände müssten über einen Störregleransatz mit berücksichtigt werden. Als Ausgang dieser Regelung stelle ich mir ein Sollbremsmoment vor, das ich über eine unterlagerte Regelung, in Form einer Kaskadenregelung, an die eigentliche Motorbremse weitergebe. Diese würde dann in Abhängigkeit des gemessenen Abgasgegendruckes, Motorkennfeldern und aktuellem Arbeitspunkt, versuchen das geforderte Bremsmoment umzusetzen.
Die Frage ist nun, ob ich mir damit viel zu viel Arbeit mache und es gar keine Verzögerungsregelung gibt? Dann bräuchte ich nämlich "nur" die zweite Regelung, also die Momentenregelung. Diese bekäme ein zu stellendes Bremsmoment von einem übergeordnetem Koordinator, der Fahrerwunsch, ACC, Tempomat, usw. verarbeitet.
Der Unterschied besteht also darin, ob ich einmal die Beschleunigung regele oder wie im zweiten Fall "nur" steuere?
Mein Gedanke war nun, wenn ich einen Experten finde, der mir die Frage beantworten kann: perfekt! Und wenn ich einen Fahrer finde, der mir sagen kann wie sich sein Fahrzeug bei aktivierter Motorbremse im beladenen und unbeladenen Zustand verhält: Genauso perfekt!
Ich hoffe, ich habe mich halbwegs verständlich ausgedrückt.
Gruß
Moin.
Als erstes mal, ich glaube es wäre einfacher gewesen, wenn Du Dir Retarder ausgesucht hättest.
Aber sei es so.
Die schweren LKW, die ich kenne, haben 2-3 Stufen der Motorbremse. Fährst du beispielsweise bei 1000 U/min, so wirst du auch in der stärksten Stellung nicht viel Bremsleistung merken. Bei MAN beispielsweise, wechselt in dem Fall auch die Anzeige für den wirtschaftlichsten Drehzahlbereich auf so ca 2500 U/min, da bei dieser Drehzahl die beste Bremswirkung erzielt wird.
Automatikfahrzeuge haben noch eine Funktion mehr, mit dieser kann man tatsächlich "bremsen" und nicht nur verzögern/Tempo halten. Wählt man diese, schaltet das Fahrzeug selbsttätig immer wieder soweit zurück um immer die beste Bremswirkung zu erzielen.
Generell ist die Bremsleistung abhängig von deinem Gewicht und der Drehzahl. Speziell geregelt wird da meines Erachtens nach nur der Öffnungsgrad der Klappe. Eine intelligente Steuerung ist mir so zumindest nicht aufgefallen. Dem System ist es völlig egal wie schwer du bist oder wie hoch die Drehzahl ist. Wenn du den wählhebel auf Stufe 1 stellst, dann macht das System auch Stufe 1, auch wenn das dann eben nichts bringt.
LG
Wenn du schon eine elegante Motorbremse für Studienzwecke heranziehen möchtest, dann nimm die Motorbremse von Mercedes, verbaut auf Wunsch ab den Sk, dann Serie SK, Actros bis MP3 Serie mit Konstantdrossel!
Die Klappen sind immer voll geschlossen, die E-Pumpe(n) auf Nullförderung und eben das Konstantdrosselventil geöffnet. Das war ein gewaltiger Fortschritt ohne Retarder.
Bei den ersten SK Modellen waren die Bremsen 2 Stufig ausgelegt, mit Schalter. Auf Stufe 2 zogen sie gewaltig, auf Eis mitunter zuviel...
An sich verstehe ich deine Fragestellung nicht, da sind über 20 Jahre Schule einfach zuwenig ;-)
Die Motorbremse bremst immer gleich stark egal ob beladen oder leer. Sie ist mit der Bremsleistung wie bereits erwähnt, drehzahlabhängig. Desto höher der Motor dreht, desto besser ist die Leistung. Dosieren, wie z.B. einen Retarder kann man die Motorbremse nicht, ausser man verändert die Drehzahl entweder durch Hoch/Runterschalten oder Beibremsungen. Unter 1000 u/min arbeitet keine Motorbremse.
Falls es dich interessiert, kann ich damaligen Prospekte der "Turbomotorbremse mit Konstantdrossel" von Mercedes heraussuchen. Ich glaube, die hatten fast 500 PS Bremsleistung bei 2100 (2300) u/min oder sogar mehr..
Mittlerweile ist der Retarder längst die Dauerbremse...
Heißt dieses Forum "Mercedes and Friends" oder wo bin ich hier? Ob du dir eine Motorbremse von MAN, Iveco, Scania, Volvo, oder wem auch immer aussucht ist doch erstmal Jacke wie Hose. Auch MAN und andere arbeiten heute mit verstärkten Motorbremsen (MAN z. B. Mit der EVB, Volvo mit der VEB). Es geht doch bei einer Studienarbeit um die Beschreibung einer techn. Funktion und nicht um Werbung für ein "Superauto". Motorbremsen Arbeiten im Regelfall doch alle mit dem entstehenden Staudruck durch die geschlossene Auspuffklappe, gleichzeitig wird die E-Pumpe auf Nullförderung zurückgenommen (>1.000 U/min). Die Nachteile dieses Systems bearbeitet jede Firma halt etwas anders. In ein Bremsmanagement werden Motorbremsen mehr oder weniger bei fast allen Herstellern eingebaut.
Die MAN EVB (exaust Valve brake) hat vor Jahren sogar einen Innovationpreis bekommen. Informationen wie die Systeme arbeiten, bekommt man bei allen Herstellern auf der Homepage.
Gruß Günter
Mercedes war halt der erste mit der "verstärkten" Motorbremse, deshalb. Insgesamt ist die Konstantdrossel zu Studienzwecken leicht erklärbar.
Ansonsten, keine Aufregung...
Hallo Mr Diesel
Wann ist den die verstärkte Motorbremse
bei MB gekommen , die soganannte
Konstantdrossel?
mfg
Ja , KomMAN auf allen guten Hompage der Fahrzeuhersteller werden die Funktionsweisen ihrer Motorbremsen erklärt
Im neuen Actros ist die Jake Brake das beste auf dem Nutzfahrzeugsektor
Guten Morgen zusammen,
vielen Dank für Eure Antworten! Ich versuche erstmal das Thema wieder ein bißchen einzufangen: Die grundsätzliche, physikalische Funktionsweise der Motorbremsvarianten ist mir klar und variiert in Abhängigkeit der Hersteller. Schließen der Abgasdrosselklappe und Einspritzmenge auf Null erzeugt halt keine Antriebsmomentenbildung auf der Kurbelwelle und die Bremsung wird durch die Ausschiebearbeit entgegen des Abgasgegendruckes im vierten Takt (bei zugrundeliegendem 4-Takt, Diesel-Direkteinspritzer) erreicht. Eigentlich alle Hersteller nutzen zusätzlich den Motor als Kompressor indem die Kompressionsarbeit im zweiten Takt nicht zurückgewonnen wird, sondern entgegen des normalen Motortaktes ins Abgassystem abgeführt wird. Das kann man auf unterschiedliche Arten machen (JakeBrake, Konstantdrossel (Mercedes-Benz), EVB (MAN)). Das EVB-System habe ich mir ausgesucht, weil es keine gesonderte Ansteuerung von Zusatzventilen benötigt, sondern direkt durch Schließung der Abgasdrosselklappe aktiviert wird.
Meine Frage ging eher in die Richtung, was der Sollwert der Regelung ist: Sollverzögerung oder Sollmoment. Nach sschloja ist es ganz klar eine Momentenregelung, das über Regelung der Abgasklappe eingestellt wird und wenn mein Fahrzeug zu schwer ist, bringt Stufe 1 halt nichts und ich muss über Pedal nachhelfen. Auch die Aussage von Mr.Diesel ist interessant: "Auf Eis mitunter zuviel...", was auch zeigt, dass ein zu hohes Bremsmoment gestellt wird und Stabilität nicht mehr gewährleistet werden kann.
Gibt es dazu noch Ergänzungen oder Änderungen? Ansonsten habe ich Glück und muss "nur" die Momentenregelung realisieren.
Danke Euch!!
Auf Eis zu viel nur, weil das ABS nicht arbeitet bei der Motorbremse und du rutschst.
Sollte man übrigens auch nicht benutzen, wenn man mit nem Sattelkipper mit eingeschaltetem Allrad und Sperren ein starkes Gefälle hinab fährt und der Untergrund Schotter ist. Ist nicht ganz so witzig wenn man da anfängt zu rutschen, aber man lernt ja nie aus...
Ich denke nicht, dass es dabei um eine Momentenregelung handelt. Es wird kein bestimmtes Moment "eingestellt", da es mit der Drehzahl variiert. Bestenfalls hast du eine "von-bis" Momentenregelung. Eben in Abhängigkeit der Drehzahl (vorrangig)
LG
Natürlich arbeitet auch bei der Motorbremse (MB) ABS Regelung wie beim Retarder.
Problem ist nur das die Regelung erst dann arbeitet, wenn bereits was blockiert hat. Und bis sich ein Rad, das steht, auf Eis wieder dreht, brauche ich nicht ausführen.
Exkurs:
Fährt man im rutschigen Untergrund (Eis, Schnee, Schlamm,..) bergab wird man den Motor auch nicht bis zur Nenndrehzahl hochdrehen lassen und dann die Motorbremse benutzen. Warum? Weil die Wirkung, ich weiß nicht ob man das Bremsmoment nennen darf, bei hohen Drehzahlen zu stark ist.
Mitunter nicht einfach, denn mit einem hohen Gang möchte man solche Passagen auch nicht befahren, mit einem zu niedrigen und niederer Drehzahl geht's zu langsam, noch dazu bremst die MB nur, um ein abwürgen des Motors zu verhindern, bis 1000 U/min herab. Dies führt zu Bremse auf/zu/auf/zu...
Es gab einmal die Regelung die hieß, das ein 38 to Zug beladen bergab eine Gefälle mit ...%, mit der Motorbremse, mit einer Geschwindigkeit von ...km/h ohne Beibremsung gehalten werden muss. Die Zahlen kenne ich nicht mehr, wird es aber wo geben...
Also ich hab in der Fahrschule gelernt, dass man das unter keinen Umständen darf, eben wegen dem ABS. Habe gegooglet und google sagt, neuere Fahrzeuge haben zu eben diesem Zweck eine "Motor-Schleppmoment-Regelung", das ABS könnte dabei doch gar nichts regeln, da die Sensoren und entsprechende Ventile an/in den Luftleitungen sitzen.
Es hieß sogar zu diesem Zweck sei es möglich das automatische Mitbremsen abzustellen. Naja. Vermutlich war das einfach als Prophylaxe gegen eben den Fall, dass man bei hoher Drehzahl die Motorbremse reinhaut.
Aus eigener Erfahrung:
Der Sattelkipper fing SOFORT das Rutschen an und begann sich quer zu stellen. Ich habe natürlich sofort die MB gelöst und begonnen gegen zu arbeiten. Aber ich habe es nicht geschafft den Zug wieder abzubremsen, zu mindestens nicht auf eine Geschwindigkeit, die ich als sicher ansehe. Zum Glück war ich schon so gut wie unten! Das war ein nagelneuer MAN und den System war völlig scheißegal, dass ich rutsche 
Na wie dem auch sei. Man lernt ja nie aus.
Ja diese Regelung gibt es, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass dies bei jeglicher Drehzahl gelten muss. Da ist doch mit Sicherheit auch ne Nenndrehzahl gegeben.
LG
Hallo, @Mr.Diesel, die Zahlen stehen in § 41 (15) StVZO, was auch dazu führt, dass bei zu schwacher Motorbremse noch ein Retarder verbaut sein muss.
Je länger ich über dieses ganze Thema nachdenke, umso interessanter wird das Ganze... Szenario: Ich fahre schwerbeladen ein Gefälle mit aktivierter Motorbremse und komme auf einen Abschnitt mit verringertem Reibbeiwert, was zum Blockieren meiner Räder führt. Das PKW-ABS würde den Hyddraulikdruck von der Bremse nehmen und versuchen einen optimalen Schlupf einzuregeln. Bei aktiver Motorbremse könnte das System ja nur die Abgasdrosselklappe öffnen, was 1. ziemlich langsam ist und 2. über den Luftpfad des Motors wirkt was nicht wirklich ein schneller Stellmechanismus ist. Ende vom Lied wäre eine viel zu späte Reaktion auf meine blockierenden Räder. Der Fall eines ESP-Eingriffs in dieser Situation (ich kenne leider nur das ESP aus dem PKW-Bereich, aber ich denke ja mal, dass es für Nutzfahrzeuge etwas ähnliches gibt) ist noch viel gravierender. Bei Fahrinstabilität wird durch Abbremsen oder Beschleunigen einzelner Räder ein Radmoment generiert, welches das Fahrzeug wieder auf Spur bringt. Bei aktiver Motorbremse und blockierenden Rädern kann kein Zusatzbremsmoment gestellt werden und der Eingriff über ein Radmoment würde (glaube ich) auch nicht funktionieren, weil der gesamte Luftpfad des Motors "steht", also Abgasdrosselklappe geschlossen und Einspritzmenge auch auf Null.
Was wird also in solch einer Situation getan? Kupplung "aufknallen" und mit der Betriebsbremse hoffen das Schlimmste zu verhindern? Könnte ich immer noch kein Moment zur Stabilisierung stellen, aber zumindest über die Bremse was versuchen... Unkontrollierte Momentensprünge an den Rädern in einer instabilen Fahrsituation sind aber sicherlich auch keine sehr gute Idee...
Ganz schön verworren das Ganze. Man müsste mal in das Steuergerät eines MAN, Mercedes, Scania oder sonst was schauen dürfen. Ein wirklich interessantes Thema! Kann irgendjemand etwas Licht in diese Angelegenheit bringen?
Gruß
Hallo sschloja, leicht erschreckend finde ich deine Schilderungen schon, muss ich gestehen. Natürlich ist im Nutzfahrzeugbereich die ganze Fahrstabilitätsregelung wesentlich komplizierter, aber ich hätte schon gedacht, dass das Fahrzeug etwas mehr "Intelligenz" besitzt und den Fahrer mit aktivierter Motorbremse nicht einfach vollkommen im Stich lässt. Gottseidank scheint ihr ja gut geschult zu sein, um so etwas abzufangen.