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Motorrad: Kupplung per Stellmotor betätigen?
Moin,
für ein Bastel- und Forschungsprojekt sind wir gerade dabei, eine BMW F 800 GS (2016) auf Hybridantrieb umzurüsten, mit E-Motor in der Hinterradnabe. In dem Kontext soll auch die Schaltung automatisiert und vom (selbstentwickelten) Steuergerät erledigt werden. Der Fahrer soll nur noch per Gasdrehgriff (und Bremse) eingreifen müssen, das Steuergerät entscheidet ob der Verbrenner ran soll oder der E-Motor. Dazu muss es selbstständig schalten können.
Die Aktuatoren (Elektromagneten) zum Gangschalten werden wir höchstwahrscheinlich von Roland Herbig beziehen. Für die Kupplung kann er leider keine fertige Lösung anbieten, weil eine "dosierte Betätigung" nötig ist, was mit den Elektromagneten nicht so einfach geht, die haben nur drei Stellungen (unten, mitte, oben).
Vom Kupplungshebel (an der linken Seite des Lenkers) führt ein Seilzug zur Kupplung, wo auch die Rückstellfeder sitzt, deshalb könnte man das etwa mit einer elektrischen Seilwinde lösen, die am Lenker befestigt wird. Eine große Herausforderung ist wahrscheinlich, dass sehr schnell, hinreichend genau, mit hoher Kraft und mit kleinem Hub am Seil gezogen werden muss und der Aktuator dabei möglichst klein und leicht sein sollte.
Nun endlich zu meiner Frage an Euch: Kennt ihr existierende Ansätze/Projekte oder sogar fertige Aktuatoren für diesen Zweck? Meint ihr, das ist mit einem elektromagnetischen Aktuator (etwa Elektromotoren) überhaupt in der Bauform machbar, oder muss man das hydraulisch lösen? Ideen und Alternativvorschläge sind herzlich willkommen.
besten Dank vorab, LG
Bene
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41 Antworten
Nicht wenn die Maschine E-Gas hat und man z.B. den Stellwert des Gebers manipulieren kann.
Automatisiert Schalten war aber gar nicht die Aufgabe, oder?
Anfahren ging es drum, da nützt der Schatautomat mal gar nix. Und hochschalten des Getriebes, um sich an die Raddrehzahl im Elektromodus anzupassen und dann den Antrieb über den Verbrennungsmotor zu übernehmen geht damit auch nicht, weil keine Last anliegt.
Einen Freilauf ins hintere Kettenrad einbauen, fertig. Dann kann man elektrisch fahren wie man will und manuell den Motor starten, manuell hoch- und runterschalten wie man will. Verbrenner zieht nur dann mit, wenn erforderlich. Motorbremse geht natürlich nicht mehr mit dem Freilauf, aber dann will man ja sowieso rekuperieren.
Zitat:
@warnkb schrieb am 12. Oktober 2018 um 20:21:37 Uhr:
Automatisiert Schalten war aber gar nicht die Aufgabe, oder?
"In dem Kontext soll auch die Schaltung automatisiert und vom (selbstentwickelten) Steuergerät erledigt werden. "
Zitat:
@navec schrieb am 12. Oktober 2018 um 11:20:54 Uhr:
Die F800 hat eine Einspritzung. Von daher sollte die Geschichte durch weniger Einspritzmenge schnell zu regeln sein
Ja, ich denke das haben so ziemlich alle Ottomotoren seit 20, 30 Jahren.:D
Dennoch ist das im Vergleich zur Ansteuerung des Zündzeitpunkts (viel) zu langsam.;)
Motorräder haben nahe Null Volumen im Ansaugtrakt. Und nochmal - es reicht händisch am Gas zu zupfen und der Gang flutscht rein. Du willst was "normales" und keine Superbike Rennschaltung.
Zitat:
@Matsches schrieb am 13. Oktober 2018 um 11:07:37 Uhr:
...ich denke das haben so ziemlich alle Ottomotoren seit 20, 30 Jahren...
Bei den PKW's. Es gibt aber immer noch neue Motorräder mit Vergaser zu kaufen.
Zitat:
@Matsches schrieb am 13. Oktober 2018 um 11:07:37 Uhr:
Zitat:
@navec schrieb am 12. Oktober 2018 um 11:20:54 Uhr:
Die F800 hat eine Einspritzung. Von daher sollte die Geschichte durch weniger Einspritzmenge schnell zu regeln sein
Ja, ich denke das haben so ziemlich alle Ottomotoren seit 20, 30 Jahren.:D
Dennoch ist das im Vergleich zur Ansteuerung des Zündzeitpunkts (viel) zu langsam.;)
warum sollte das viel langsamer sein?
Zitat:
@GaryK schrieb am 13. Oktober 2018 um 11:26:49 Uhr:
Motorräder haben nahe Null Volumen im Ansaugtrakt. Und nochmal - es reicht händisch am Gas zu zupfen und der Gang flutscht rein. Du willst was "normales" und keine Superbike Rennschaltung.
Ja Du hast wohl recht. Ich muss mich da wohl von den Anforderung im PKW lösen.
Zieldrehzahlregelung, Momentenbegrenzung, Momentenregelung, Unterscheidung Sport, Comfort, Change of Mind, Zustandsübergänge (Schub-hoch, Schub-rück, Zug-hoch, Zug-rück, von überall nach überall) ... wenn das nicht gewünscht ist braucht man eigentlich nicht viel zu regeln und man sollte vielleicht nicht mit Kanonen auf Spatzen schiessen.
Hier gehts dem Anschein nach einfach drum, "irgendwie" die Gänge "hinein" zu bekommen, passende Anschluss- (Synchron)drehzahlen scheinen ja nicht so die Rolle zu spielen.
Fährt sich vermutl. recht witzig, aber es soll ja auch nur ein Bastelprojekt sein.
Somit braucht man das genannte bei der Anwendung hier an diesem Motorradgetriebe vermutlich alles nicht.
Irgendwie meint man halt immer, wenn mans macht sollte man es "richtig" machen.;)
Zitat:
@navec schrieb am 14. Oktober 2018 um 10:25:28 Uhr:
warum sollte das viel langsamer sein?
Ich glaube nicht, dass diese Konversation für uns beide sehr zielführend ist.
Nicht böse gemeint, aber ich würde es vorziehen darauf zu verzichten.
Zitat:
@navec schrieb am 11. Oktober 2018 um 16:44:00 Uhr:
Zitat:
@kev300 schrieb am 11. Oktober 2018 um 14:51:07 Uhr:
Das DCT von Honda hat 2 elektrische Aktuatoren für die Kupplungen.
Siehe hier auf dem Bild in rot und blau eingefärbt:
https://www.bennetts.co.uk/.../how-does-dual-clutch-transmission-work
Allerdings sind da drin keine Servos, sondern Hydraulikventile, die per PWM gesteuert werden.
https://world.honda.com/DCT/secondgeneration/
Nur als Idee. Wäre vermutlich zu kompliziert für euer Projekt die Kupplung hydraulisch bestätigen zu wollen, aber solche Ventile sind präzise steuerbar und die Kraft kommt halt aus der Ölpumpe. ;)
Das ist im Prinzip ein ganz normales Nass-Doppel-Kupplungsgetriebe und elektronisch angesteuert werden daher lediglich die Ventile, die für den richtigen Hydraulikdruck in jeder Kupplung sorgen.
Die eigentliche Kupplungsbetätigung erfolgt nur durch die Hydraulik.
Solche Getriebe (auch die im Auto) sind von vornherein für den vollautomatischen Betrieb konzipiert und haben alle möglichen Sensoren.
Ein Doppelkupplungsgetriebe könnte man von Hand eher gar nicht kuppeln....
Mit einem gewöhnlichen, kupplungsseitig modifizierten Motorrad-Getriebe hat das in jedem Fall so gut wie nichts zu tun.
Bei der von mir genannten BMW handelt es sich dagegen anscheinend nur um eine (teil-)automatisierte Kupplung, die an einem gewöhnlichen Motorradgetriebe mit mechanischer Fußschaltung montiert ist.
Das kommt dem, was hier im Thread angedacht ist, schon sehr nahe.
Schon klar. Das sollte ja auch nur eine Inspiration sein, statt eines Servos auf Hydraulik mit Regelventil zu gehen. Damit könnte man mit etwas Umbau auch eine ganz normalle Moppedkupplung betätigen...
Die ganennte BMW hat ne ganz normale Kupplung ohne etwas automatisiertes drin. Den Schaltassistenten gibt es bei vielen Herstellern als Add-on, weil es im wesentlich nur Software ist. Da wird einfach für den Bruchteil einer Sekunde Zündung und Sprit abgeschaltet und der nächste Gang flutscht von selbst rein, ohne dass die Kupplung geöffnet wird. Bei gerade verzahnten Getrieben kein Thema.
Get sogar beim Runterschalten:
https://shop.bmw-motorrad.de/.../
Dafür muss der Motor natürlich eine sehr schnelle Ansprechzeit haben. ;)
so ganz unproblematisch klappt das kupplungsfreie Schalten dann aber auch nicht.
Nur angeblich 70-80% der Schaltvorgänge können ohne Kupplungsbetätigung erfolgen.
(Anmerkung: und es klappt natürlich kein Anfahrvorgang automatisch).
Da muss der Fahrer sich also erst einmal dran gewöhnen, wann er die Kupplung braucht (z.B. im Schubbetrieb) und wann nicht. BMW wusste wohl, weswegen diese "Automatik", zumindest anfangs, nicht für das Runterschalten vorgesehen war.
Insgesamt ist das dann ein anderer Ansatz, als hier im Thread diskutiert wird.
Vielleicht kann diese Art (also Schalten ohne Kupplung "quick and dirty") für das Projekt ja übernommen werden. Schubbetrieb würde ja z.B. durch einen Freilauf gar nicht erst möglich sein.
Es dürfte wohl Gründe haben, warum Can-Am (BRP) bei den dreirädrigen Spyder-Modellen die Kupplungsbeätigung zienlich aufwändig realisiert hat. Verbaut ist bei den Halbautomatik-Modellen, die nur eine elektronische Schaltwippe am Lenkerende haben, eine Mehrscheiben-Ölbadkupplung wie zunächst in jedem Motorrad. Zum Anfahren wird die Kupplung aber über einen Fliehkraft-Mechanismus geöffnet und geschlossen, der ausschließlich drehzahlabhängig agiert. Beim Schalten während der Fahrt wird die Kupplung dann über hydraulische Aktuatoren geöffnet und geschlossen, ich schätze auch, dass dabei Zündung und/oder Einspritzung manipuliert werden. Das Ganze geht in Sekundenbruchteilen vonstatten.
Edit: das Fahren damit war auf jeden Fall sehr angenehm.