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 elektrisches Differential |
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RobiTobi
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Hallo,
Ich habe mich dazu entschlossen, bei meinem Radladerprojekt einen Motor pro Rad zu verwenden. Jetzt stellen sich mir folgende Fragen:
Wie verhält sich das kurveninnere Rad?
Was macht der Motor, wenn sein Rad in der Luft hängt?
Was passiert, wenn eine gesamte Antriebsachse angehogen wird (Radladerschaufel bohrt sich ins Erdreich)?
Muss ich die Motoren in Reihe oder Parallel schalten?
Zum elektrischen Differential habt Ihr doch bestimmt reichlich Erfahrung. Könnt Ihr mir helfen?
Vielen Dank und viel Spaß
Tobias
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Radlader O&K L25
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05.09.2009 17:51 |
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Baggerkalle
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Am besten mal unseren Uwe P. fragen 
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05.09.2009 18:08 |
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Akerman H14B
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Wenn du die Motoren in serie schaltest, hast du eine art differential, wobei siech die angeschlossene Spannung auf die Motoren verteilt, und somit langsamer laufen, hat aber bei Kurvenfahrten vorteile.
Wenn du die Motoren parallel anschliesst, drehen alle immer gleich schnell, egal ob unter last oder nicht (+ / - natürlich im bereich des drehmoments des motors, bzw der zur verfügung stehenden spannung)
Gruss
Bernd
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05.09.2009 18:20 |
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Baggerkalle
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Oder den Bernd
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05.09.2009 20:28 |
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RobiTobi
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Herzlichen Dank für die schnelle Antwort
Hmmm, macht das dann Sinn, die beiden Achsen parallel zu schalten und die Motoren innerhalb einer Achse in Reihe?
Dann sollte doch das Abheben einer Achse kein Vortriebsproblem darstellen, bei gleichzeitiger „Harmonie“ im Kurvenlauf.
Aber was passiert, wenn je ein Rad pro Achse durchdreht? Bleibt die Karre dann im Dreck stecken?
Danke
Tobias
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Radlader O&K L25
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06.09.2009 16:33 |
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Akerman H14B
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Das optimale wäre eine Schaltung, mit der du von Parallel auf serie umschalten kannst, dann hättest du das problem gelöst. Sonst würde ich eher auf serieschaltung tippen.
Gruss
Bernd
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06.09.2009 16:42 |
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Lus
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| Zitat: |
Original von RobiTobi
Herzlichen Dank für die schnelle Antwort
1. Hmmm, macht das dann Sinn, die beiden Achsen parallel zu schalten und die Motoren innerhalb einer Achse in Reihe?
2. Dann sollte doch das Abheben einer Achse kein Vortriebsproblem darstellen, bei gleichzeitiger „Harmonie“ im Kurvenlauf.
3. Aber was passiert, wenn je ein Rad pro Achse durchdreht? Bleibt die Karre dann im Dreck stecken?
Danke
Tobias |
1. Das ist die beste Lösung
2. Genau
3. Die Lösung ist einfach: Montiere einen Schalter 1x UM mit Mittelstellung über die Fahrmotoren. Z.B. ein Mikroschalter an einem Servo oder ein kleiner elektronischer Schalter. Wenn ein Rad in der Luft ist, dann kannst Du den Motor stoppen, indem Du ihn mit dem Schalter überbrückst. Somit hast Du dann die volle Leistung auf dem Rad, das noch am Boden ist.
Das ist die elektrische Differentialsperre: Effizient, fast gratis und in wenigen Minuten eingebaut!
Etwas komplizierter, aber auch sehr elegant ist eine Parallel-seriell-Umschaltung.
Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von Lus: 07.09.2009 07:33.
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07.09.2009 07:31 |
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RobiTobi
Routinier
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Themenstarter
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Danke für Eure Ideen. Ich habe derweil ein wenig experimentiert:
Zu meinem Verständnis habe ich als Erstes einen Motor im Leerauf bespitzelt und seinen Strom gemessen. Dann habe ich Bösewicht die Welle blockiert und festgestellt, dass (oh Wunder) der Strom ansteigt. Nach U=RxI (U=konstant) folgert sich, dass der Innenwiderstand des Motors also fällt, wenn er mehr schuften muss.
Dann habe ich zwei Motoren an eine Spannungsquelle angeschlossen (parallel und serie) und Einen an der Welle angehalten, um zu sehen, was der Andere so treibt.
Parallelschaltung:
Alle Motoren bekommen die gleiche Spannung und haben deswegen die gleiche Drehzahl. Wenn ein Motor blockiert wird, drehen die Restlichen unbeeindruckt mit konstanter Drehzahl weiter. Vorausgesetzt der verringerte Widerstand des blockieren Motors senkt nicht die Bordnetzspannung.
Fazit: Vom möglichen Schlupf abgesehen, wirkt die Parallelschaltung in Kurven und im Gelände ähnlich einem mechanischen Sperrdifferential. Aber mit dem Vorteil, wenn ein Motor mal blockiert, dreht der Andere weiter.
Serienschaltung:
Zwei Motoren haben den selben Innenwiderstand und teilen sich die Spannung genau zur Hälfte.
Beispiel: 12V liegt an und jeder Motor arbeitet mit 6V.
Muss ein Motor jetzt mehr ackern, fällt sein Innenwiderstand. Da der Strom für beide Motoren auf Grund der Serienschaltung gleich ist, fällt die Spannung an diesem Motor ab (wie immer U=RxI, I=konstant) und folglich steigt die Spannung des Anderen.
Beispiel: 12V liegt an. Ein Motor wird gebremst, seine Spannung fällt auf 4V, dann verschiebt sich quasi die Mitte und der Andere hat 8V zur Verfügung. Folglich bescheunigt dieser Motor.
Fazit: Die Serienschaltung wirkt in Kurven vergleichbar mit einem mechanischen Differential. Aber Vorteil hier ist, der gebremste Motor ist weiterhin Stromdurchflossen und hat ständig den Drang, ein Drehmoment zu erzeugen. Das klassische Durchdrehen auf der einen Seite und das Blockieren auf der Anderen gibt es hier nicht.
Ich werde es somit wie vorgeschlagen machen und jede Achse ganz simple für sich in Serie verschalten, während die Achse zueinander parallel arbeiten. Ein zusätzlicher Schaltungsaufwand ist, glaube ich, nicht nötig.
So genug zur Theorie, wie ist Eure Erfahrung in der praktischen Anwendung? Ist das da überhaupt relevant? Oder ist der Schlupf bei der Parallelschaltung ausreichend, dass ich noch eine saubere, leichtgängige Kurvenfahrt habe?
Jetzt aber ran an den Bau :-)
Viel Spaß und Danke
Tobias
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Radlader O&K L25
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15.09.2009 21:45 |
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crashdown
Haudegen
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Wenn alle Motoren in der Kurve die gleiche Drehzahl haben, wird dein Modell über die Vorderachse schieben... Das schieben steigt mit zunehmender haftung... Weil das Kurveninnenre Rad einen kleineren Kurvenradius fährt als das Kurvenäußere... Es verhält sich also so, wie als hättest du alle Achsen mechanisch Gesperrt.
Wenn ich das richtig verstehe, verhält sich das ganze aber so, wie als hättest du ein differenzial mit Verteilergetriebe... Ich denke dadurch hebt sich das ganze wieder einigermaßen auf, im Vergleich zu einem Modell mit starren verteilergetriebe und Differemzial in den Achsen...
Du musst aber auf jeden Fall die Achsen Parallel schalten, sonst hast du bei einem 2 Achser ja nur noch 3V pro Motor...
Gruß Robert
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17.09.2009 07:29 |
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Alexander v. Moeller
Foren As
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17.09.2009 09:23 |
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crashdown
Haudegen
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Interessant Frage...
Theoretisch nein, wenn das vordere Kurveninnere Rad abgebremst wird, müsste er einknicken.
Aber, man brauch auf jeden fall Lenkzylinder, wenn man gradeaus fährt, und das rechte vorderrad gegen z.b. einen Stein fährt, entsteht ein Drehmoment nach rechts, wodurch er nach rechts einschlagen würde, genause wäre es, wenn eins der Vorderräder mehr schlupf als das andere hat, dann würde er auch zu der seite mit dem größeren Schlupf einknicken...
Wenn beide Räder einer Seite gleich abgebremst werden, dürfte er eigentlich nicht einknicken, ist meine meinung, nur schwierig zu erklären...
Wenn ich rechts fahren will, müsste ich das vordere rechte rad bremsen, was zu einem Drehmoment führt, welches den vorderwagen vorne nach rechts ausbrechen lässt. Bremse ich das hintere rechte rad ab, führt das zu einem drehmoment welches den hinterwagen vorne nach rechts ausbrechen lässt, wodurch der knickpunkt nach rechts wandert, der vorderwagen also nach links gedreht wird, somit müssten wenn dann die räder diagonal gebremst werden, um eine kurvenfahrt zu ermöglichen...
Ich hoffe man versteht was ich meine,
Gruß Robert
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17.09.2009 09:59 |
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RobiTobi
Routinier
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Themenstarter
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Ich möchte das Thema elektrisches Differential endlich zum Abschluss bringen. Da ich nun mit der Konstruktion des O&K L25 Radladers fast fertig bin, habe ich wieder etwas gedankliche Kapazität frei.
Also, Frage war, wie verhalten sich die Räder einer Achse, die je einen in Serie geschalteten Motor haben.
Gedankespiel: Ein Reifen hat Traktion, der Andere hat Schlupf.
Passieren wird folgendes: Der Motor mit Schlupf dreht durch. Es steigt seine Drehzahl, während hingegen der Aufnahmestrom und das Drehmoment fällt. Wie in dem Diagramm von Faulhaber zu sehen ist, fällt der Strom auf fast Null.
Was macht nun der in Serie geschaltete Motor des Rades, welches das Fahrzeug aus dem Dreck ziehen könnte, weil es Traktion hat?
Nun, da der Strom dieses Motors der Selbe ist, wie der des durchdrehenden Rades, nämlich fast Null, hat dieser Motor kein Drehmoment (siehe Diagramm) und bleibt stehen!!! Meine vorherige Annahme war also falsch! 
Fazit: das elektrische Differential (Motoren in Serie geschaltet) verhält sich genauso wie das mechanische Differential.
Für eine elektronische Differentialsperre müsste ich tatsächlich, wie von Bernd vorgeschlagen, von Serie auf eine Parallelschaltung umschalten.
Aber Achtung: Das durchdrehende Rad bekommt jetzt die volle Bordspannung zu spüren, während die Arbeitsspannung sich ja zur Hälfte aufteilt (wie schon diskutiert). Bei unserem Beispiel 12V müssen also die Motoren auf 12V ausgelegt sein, obwohl sie im Normalbetrieb nur bei 6V arbeiten, damit sie sich beim Durchdrehen nicht in den Himmel schrauben.
Ich werde also alle Motoren parallel schalten.
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Radlader O&K L25
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29.08.2010 13:56 |
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JensR
Administrator
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Hi Tobi!
Das macht Sinn - und wenn ich mir die anderen Radlader so anschaue, machen die das ja auch so und kommen trotzdem um die Ecke 
Es ist ja nicht, so, dass beide Motoren mit derselben Drehzahl laufen, nur weil sie die gleich Spannung haben, da ihre Last und damit ihre Stromaufnahmen außen und innen unterschiedlich sind.
Tschöö
Jens
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29.08.2010 17:20 |
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TRistan
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Hallo
ich habe da mal gerade so nach gedacht 
warum schaltet man die Motoren nicht diagonal in reihe z.b. von rechts und hinten links und umgedreht wenn mann kurven fährt ist doch eigentlich immer "Druck" auf den Rädern und wenn man in den Haufen fährt auch 
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Gruß Tristan
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29.08.2010 18:38 |
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Werner S
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Tristan ich muss dich leider schon wieder enttäuschen. Ein (elektrisches) Diagonaldiff ist noch schlechter als ein Achsdiff. Hat dieselbe Wirkung wie ein nicht sperrbares Längsdifferential. Wenn du mit dem Lader in den Haufen fährst, müsstest du die Schaufel über den Boden gleiten lassen, damit beide Achsen denselben Bodendruck haben. Ansonsten bleibt der Lader stehen und entweder die vordern oder die hinteren Räder drehen durch. Wenn du die Schaufel anhebst, wird die Hinterachse entlastet und es geht wieder nichts.
Bei einem Lader macht die Vorderachse 80% der Arbeit, wenn der richtige Fahrer drinsitzt.
Richtig ist, dass es sinnlos ist, die Hinterachse zu heben, da die Hebelwirkung des Hinterwagens schlechter wird, sobald er die Waagerechte verlässt. Wenn schon die komischen Motoren in den Achsen sein müssen, dann einfach alle Motoren parallel schalten. Das kleinere Übel, das man nur beim Lenken im Stand deutlich merkt
Gruss
Werner 
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Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von Werner S: 30.08.2010 21:35.
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30.08.2010 21:34 |
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RobiTobi
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31.08.2010 09:45 |
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TRistan
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31.08.2010 10:16 |
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Werner S
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Robi Tobi, falls du mich damit meinst:
Natürlich kann der fahren, er könnte aber nicht, wenn er ein Längsdifferential hätte. Hat er aber nicht und braucht er auch nicht, weil die Spurkreise beider Achsen auf einer Linie liegen. Das gilt aber nicht für alle Knicklenker: Dumper z. B. haben einen unsymetrischen Abstand zwischen den Achsen und brauchen deshalb ein Verteilergetriebe mit Längsdifferental, das immer sperrbar ist. Die meisten Modellbauer sparen sich dieses, weil es sehr schwierig ist , ein solches zu bauen bzw. unterzubringen.
Gruss
Werner
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31.08.2010 10:46 |
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