Rintheimer Querallee

Büchiger Allee

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Lagercontainer

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Einfahrt

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N

InstItut für fahrzeugsystemtechnIkLehrstuhL für mobILe arbeItsmaschInen

Lehrstuhl für Mobile Arbeitsmaschinenforschungs-Portfolio

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu

Anschrift

kIt - fast - mobima

rintheimer Querallee 2, geb. 70.04

76131 karlsruhe© kIt 11/2012

www.fast.kit.edu/mobima/

Kontakt

kIt - karlsruher Institut für technologie

fast - Institut für fahrzeugsystemtechnik

mobima - Lehrstuhl für mobile arbeitsmaschinen

Prof. Dr.-Ing. Marcus Geimer

telefon: +49 (721) 608 - 48601

fax: +49 (721) 608 - 48609

e-mail: mobima@fast.kit.edu

Web: www.fast.kit.edu/mobima/

Standort Campus OstForschungsfokus

Im Blickpunkt des Lehrstuhls stehen Fragestellungen aus den Bereichen Baumaschinen, Kommunalfahr-zeuge, Land- und Forstmaschinen sowie der Flurför-derzeuge. Synergieeffekte aus den Arbeitsbereichen des Stiftungslehrstuhls können genutzt und be-reichsübergreifende Fragestellungen bearbeitet werden.Der Lehrstuhl für Mobile Arbeitsmaschinen ist in sei-ner Form einmalig in Deutschland und national wie international eine anerkannte Fachstelle für Fragen aus dem Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen. Die Inhalte der Stiftungsprofessur ergänzen die For-schung am KIT um mehrere Schwerpunkte:Hydraulische und elektrische Antriebstechnik sowie Steuerungstechnik mobiler Arbeitsmaschinen. Simu-lationsmethoden werden in den Forschungsprojek-ten eingesetzt und dort weiterentwickelt, wo es heu-te keine kommerziell erhältlichen Tools gibt. Ziel ist es, qualifizierte Ingenieure mit Fachwissen auf dem Gebiet der mobilen Arbeitsmaschinen auszubilden und mit den Forschungsaktivitäten die Wettbewerbs-fähigkeit der Industriepartner zu verbessern.

Fachtagungen des Mobima

Hybridantriebe für mobile Arbeitsmaschinen20. Februar 2013

Mobile MachinesSicherheit und Fahrer- assistenz für mobile Arbeitsmaschinen14.-15. Mai 2013

Kolloquium MobilhydraulikSeptember 2016

Hydraulische Antriebssysteme

Antriebsstrang mit EnergierückgewinnungEffiziente Antriebssysteme rücken zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit. Da der Antriebsstrang mobiler Arbeitsma-schinen neben der Fahrfunktion zusätzliche Arbeitsaggrega-te umfasst, können hierbei sowohl kinetische als auch poten-tielle Energie zurückgewonnen werden. Weist das Einsatzprofil einer mobilen Ar-beitsmaschine häufige Be-schleunigungs- und Bremsvor-gänge sowie Absenkvorgänge nennenswerter Lasten auf, bie-tet sich ein hohes Rekuperati-onspotential. Im Rahmen die-ses Projekts wird eine Methodik zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses von rekupera-tionsfähigen Gesamtantriebskonzepten erarbeitet, die so-wohl aus Fahr- als auch Arbeitsfunktionen Energie zurückge-winnen. Synergieeffekte und Einsparpotential werden anschließend an einer Demonstratormaschine verifiziert.

KonZwiEffizienzsteigerung eines Konstantdrucksystems durch eine ZwischendruckleitungAm Beispiel eines Radladers wird gezeigt, wie Hydraulikzylin-der in Konstantdrucksystemen effizient betrieben werden können. Durch die Einführung einer Zwischendruckleitung wird eine zusätzliche Druckstufe erzeugt, welche zwischen Hochdruck und Tankdruck angesiedelt ist. Somit können durch Betätigung von Wegeventilen unterschiedliche Druck-potenziale zwischen Hoch-, Zwischen- und Tankdruck er-zeugt werden. Dies verringert Drosselverluste, wenn der Zy-linder im Teillastbereich betrieben wird. Der Zwischendruckspeicher erlaubt die Rekuperation potentieller Energie beim Absenken hoher Lasten.

Hochdruck (HD)Zwischendruck (ZD)

Tankdruck (TD)

Zwischendruckspeicher

Konstantdrucksystemmit Zwischendruckleitung Beispielanwendung

Radlader

Elektrische Antriebssysteme

eANSKO IIIModellbildung elektrischer AntriebsstrangkomponentenInnovative hybrid-/elektrische Antriebsstrangtopologien rücken zunehmend in den Entwicklungsfokus mobiler Arbeitsmaschi-nen. Simulationstools unterstützen dabei die Analyse und Be-wertung disziplinspezifischer Aspekte und entwicklungstechni-scher Fragestellungen. Das Forschungsprojekt schafft eine

zuverlässige Basis zur 1D Simulation elektrischer und hybri-delektrischer Antriebsstrangtopologien unter Berücksichtigung auftretender Verluste durch dynamisch wechselnde Betriebs-punkte und unterschiedliche Temperaturniveaus. Außerdem werden Wechselwirkungen im realen Bordnetz mit speisenden Einheiten, Speichern und Antriebsmaschinen untersucht.

ENAEntkopplung der NebenaggregateNebenaggregate in mobilen Arbeitsmaschinen sind mit einer festen Übersetzung an die Drehzahl des Verbrennungsmotors gekoppelt und arbeiten damit nicht immer im optimalen Be-triebspunkt. Durch die Erstellung von numerischen, verlustbe-hafteten 1D Simulationsmodellen verschiedener Nebenaggre-gate sowie der simulativen Vermessung von virtuellen Fahr- und Arbeitszyklen wird in diesem Projekt ermittelt, mit welcher Me-thode von bedarfsgerechter Regelung sich welches Maß an Kraftstoffersparnis erschließen lässt. Die Simulationen werden durch Versuche am Motorenprüfstand validiert. Das Ergebnis ist eine allgemein anwendbare Methode, mit der das Potential der Entkopplung in einer frühen Phase der Entwicklung ermit-telt werden kann.

Powertrain Mobile Machine

FOC

Y

Y

ASM

Controller

Y

-+

MobileMachineInterface

Measurement

Steuerungstechnik

EDAUGElektronische Deichsel für landwirtschaftliche Arbeitsma-schinen mit Umfeldsensorik und zusätzlichen GeoinformationenVernetzt, sensibel für das Umfeld, und äußerst produktiv präsentiert sich das im Forschungsprojekt EDAUG entwi-ckelte Gespann aus einem bemannten Master-, und einem unbemannten Slave-Traktor in der Feldarbeit. Unterstützt

durch den Einsatz von Umfeldsensorik und die Einbezie-hung von Geo-Informationen, wie z.B. den Koordinaten von Feldgehölzen oder Gewässern, soll es dem Landwirt bei zumutbarer Belastung möglich sein, auf dem Acker die Verantwortung für zwei simultan arbeitende Traktoren zu übernehmen. Die Regelung von Längs- und Querdynamik des Slave-Traktors erfolgt in Abhängigkeit der Fahrspur des Masters und wird mit Hilfe des hochgenauen RTK-GPS realisiert.

Fahrerassistenzsystem für LangholztransporterDas Manövrieren von Langholztransportern ist aufgrund ihrer Länge anspruchsvoller als bei herkömmlichen Sattel-schleppern. Zur Unterstützung des Fahrers wurde am Mo-bima ein Fahrerassistenzsystem entwickelt, das durch die Regelung der Nachläuferlenkung die Spurführung erleich-tert und darüber hinaus die Fahrstabilität erhöht. Der Pro-totyp wurde bei der KWF Tagung 2012 mit dem Innovati-onspreis im Bereich Transport ausgezeichnet.