Funktionsweise eines "proportionalen" pneumatischen (Brems-) Ventils

Hallo zusammen

Um die Räder des Hauptfahrwerks meiner Flash nicht weiter eckig zu bremsen, habe ich ein "proportionales" Bremsventil von Evojet verbaut (so eins). Bereits im Vorfeld habe ich mich gefragt, wie das wohl Funktioniert. Hier im Forum habe ich bisher keine befriedigenden Antworten darauf gefunden.

a "Echte" Proportionalität würde ja bedeuten, dass das Ventil (genügend Druck in der Versorgung Vorausgesetzt) eben einen, durch den Steuerwert des Empfängers definierten, Druck auf der Ausgangsseite regelt. Dazu man müsste man aber mindestens den Ausgangsdruck bei 100% (und ggf 0%) definieren können (und das Ventil einen Drucksensor haben). Eine solche Einstellung hat mein Evojet Ventil nicht. Das lernt einfach die Streusignale für 0 und 100% ein.

b Eine erste Vereinfachung der Proportionalität wäre dann eine proportionale Regelung des Ausgangsdrucks zwischen 100% des Versorgungsdrucks und dem Umgebungsdruck. Auch hier müsste irgend eine Messung oder eine mechanische Relation des Drucks stattfinden, damit ein proportionaler Soll-Wert eingestellt bzw. erreicht werden kann.



Was mein Ventil tatsächlich macht habe ich bis jetzt nicht wirklich verstanden (und ich mag es nicht Dinge nicht zu verstehen ).

c Was ich beobachte: Wenn ich es im proportionalen Bereich betätige, dann klappert es unterschiedlich lange entweder mit dem Be- oder dem Entlüftungsventils des Ausgangs. Ich frage mich daher, ob die "Proportionalität" darin besteht, die Ventile je nach Signalwert x Millisekunden zu öffnen um den Druck nach einer - je nach Einbausituation anderen Zeit - quasi asymptotisch an den Versorgungsdruck anzunähern.


Oder...

d ...fahren da verschiedenen Hersteller gar verschiedene Konzepte? Es gibt ja auch noch Jettronics und wohl diverse weitere Fabrikate.


Ich würde mich über einen sachlichen Austausch zum Thema freuen


Grüsse, Michi

Hallo Michi,

selber Besitzer eines Bremsventil (Jet-Tronics).

Ich Tippe auf C und denke
daß alle nach dem gleichen Prinzip (PWM) arbeiten.

Es wird halt noch Feinheiten geben, wie Luftverbrauch, Fixe Bremspunkte einstellung usw.

Denke aber, daß es schon Unterschiede in der Bremswirkung gibt wenn mal das System mit 6 Bar und dann mal mit 10 Bar
aufgepumpt wird.

Gruß
Thomas

Hallo Thomas

Danke für Deine Antwort.

tflachz schrieb:

Ich Tippe auf C und denke
daß alle nach dem gleichen Prinzip (PWM) arbeiten.

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Für c sprechen würde ebenfalls der Hinweis in der Anleitung auf die ideale Schlauchlänge nach dem Ventil (-> Füllvolumen). Wichtig für eine einigermassen anhaltende Bremswirkung wird dann eine vernünftige Dichtigkeit der Radbremsen; Weil Luftverlust = Druckverlust = Bremskraftverlust.

tflachz schrieb:

Denke aber, daß es schon Unterschiede in der Bremswirkung gibt wenn mal das System mit 6 Bar und dann mal mit 10 Bar
aufgepumpt wird.

Zum Vergrößern anklicken....

Ja, diese Unterschiede konnte ich spüren.


Da ich die Bremse zwar trimmen kann, aber die Funktion selbst über einen Taster des Seitenruder/Gasknüppel bediene, ist die tatsächlich Bremswirkung trotz jeweils 8 Bar Druck beim Start ein so bisschen abhängig von der Tageszeit, Luftfeuchtigkeit und Mondphase...

Gruss, Michi

so scheint es

Es gibt ja noch andere Alternativen; mit Vor- und Nachteilen,

- mit Seilzug
- hydraulisch
- elektrisch

Aber halt keine echte Alternative wenn das Fahrwerk schon pneumatisch ist.
Gruß

Thomas

dieses und das bauartähnliche von jetronics "pumpen" pwm gesteuert eine bestimmte anzahl druckluftimpulse je nach knüppelstellung auf deine bremse. also von wenig druck bis auf voll durchgeschaltet viel druck.
in einem flieger habe ich einen extra drucklufttank für die bremse, und einen festo-druckregler für einen festen maximalen systemdruck (hier eingestellt auf 5 bar), egal, ob ich den drucklufttank auf 8 oder 10bar aufpumpe. bei nem flash ginge das sicher auch, wird aber platzmäßig evtl. etwas eng.

Die allgemeine Meinung geht also in Richtung einer "PWM" mit einer fixen Anzahl Ventilöffnungen, je nach Steuersignal. So scheint es mir auch.

Wenn dem so wäre, dann ergibt sich daraus:

Je nach Bremsvolumen, Anzahl Pulse und Durchlassmennge pro Puls ergibt sich folgende Steuercharakteristik (von Regeln ist in diesem Fall ja keine Rede):



mit
* "Volumenflussfaktor" als Grösse die ich eingeführt habe um anzugeben um wie viel sich der Druck pro Ventilöffnung an den Eingangsdruck angenähert (Ähnlich "tau" eines RC Gliedes, für die Elektroniker. Siehe die Formel, die ich mitgescreenschossen habe)
* Auf der X-Achse: Anzahl der Ventilöffnungen. Bei diesem Beispiel macht das Ventil 10 Öffnungen zwischen 0 und 90% Steuersignal; Bei 100% öffnet es permanent.
* Auf der Y-Achse: Relation zwischen Eingangs und Ausgangsdruck des Ventils. Entspricht dem Bremsdruck (Bremswirkung) bei ausreichend grossen Versorgungstanks (Entleerung des Tanks nicht berücksichtigt).

Wie wir sehen, Ergeben sich nur für für bestimmte Konfigurationen ("Volumenflussfaktor") einigermassen Sinnvolle Steuerkurven. In Beispiel oben etwa die orange 0.2er Kurve.

Die Flussparameter des Ventils (Widerstand, Öffnungszeit und Anzahl der Öffungen zwischen 0 und 100%) sind vom Hersteller vorgegeben. Wenn wir also eine einigermassen sinnvolle (gerade) Steuerkurve haben möchten, bleibt zur Variation des entscheidenden "Volumenflussfaktors" also nur das Volumen des Bremssystems (Zuleitungen, Bremse). Es wäre also recht Zentral, dieses einigermassen richtig einzustellen. Zum Beispiel über aufgerollten Pneumatikschlauch, sollte die Leitungslängen zu Kurz sein.

Beachte:
* Das Oben gesagte betrift die Form, also die "Linearität" bzw. die Proportionalität der Bremswirkung zum Steuersignal.
* Die Endbremskraft, welche es proportional über den Steuerweg zu verteilen gilt, hängt in jedem Fall vom Eingangsdruck ab.


Was meint ihr dazu?

Michi

du mußt noch den "volumenverbrauch" deiner bremsen berücksichtigen. und die toleranzen, wo deine bremse beginnt zu greifen.

am einfachsten, um es individuell zu messen: direkt vor den bremszylindern/schlauchbremsen ein manometer reinschalten, drücke und druckcharakteristik messen. trotzdem mußt du dann noch deine bremskraft pi mal daumen einstellen.
für eine genaue messung der bremskraft/gleichmäßigkeit und bremskraft im verhältnis zum eingesteuerten bremsdruck brauchst du einen rollenprüfstand für jedes gebremste rad. wie beim tüv.
technisch gar nicht so schwer realisierbar. allerdings mußt du diesen prüfstand dann noch kalibrieren, das ist schon schwieriger.

alles natürlich bei einem definierten eingangsdruck ins bremsventil.

have fun!

Hoi Steinix

steinix schrieb:

du mußt noch den "volumenverbrauch" deiner bremsen berücksichtigen. und die toleranzen, wo deine bremse beginnt zu greifen.

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Nein, der ist in meinem Volumenflussfaktor drin (genügend dichte Bremsen angenommen). vgl. "Grösse ... um anzugeben um wie viel sich der Druck pro Ventilöffnung an den Eingangsdruck annähert".

steinix schrieb:

am einfachsten, um es individuell zu messen: direkt vor den bremszylindern/schlauchbremsen ein manometer reinschalten, drücke und druckcharakteristik messen. trotzdem mußt du dann noch deine bremskraft pi mal daumen einstellen.
für eine genaue messung der bremskraft/gleichmäßigkeit und bremskraft im verhältnis zum eingesteuerten bremsdruck brauchst du einen rollenprüfstand für jedes gebremste rad. wie beim tüv.
technisch gar nicht so schwer realisierbar. allerdings mußt du diesen prüfstand dann noch kalibrieren, das ist schon schwieriger.

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Ich will nicht die Bremskraft messen (wär natürlich auch spannend). Die Lösung für dieses Problem ist "trivial". Tüv machts vor, wie Du sagst.

Ich möchte das Funktionsprinzip dieser so genannten "Proportionalventile" verstehen. Weil ja die Hersteller leider bei der Dokumentation patzen

(Und es spielt übrigens keine Rolle, ob ich den Bremsdruck direkt vor den Bremszylindern/Schlauchbremsen oder gleich hinter dem "Proportionalventil" messe. (Immer von einem ausreichend dichtem Bremssystem und vernünftig dimensionierten Pneumatikschläuchen ausgehend.)

Aber zurück zum Thema:
Aufgrund ausbleibender gegenteiliger Berichte schliesse ich, dass die üblichen "Proportionalventile" solche fix taktende Öffner ohne Druckregelung/Messung zu sein scheinen. Variante c.

Das vorgesehen Funktionsprinzip sei dann:
Das Ventil soll quasi ein "RC Glied" "aufladen" (das Bremssystem mit Luft füllen und damit Druckbeaufschlagen). In diesem Analogon ist R der Fliesswiederstand des Bremssystems zwischen Drucktank und den Bremsen, und C das Volumen des Bremssystems. Die annähernde Proportionalität soll erreicht werden, in dem das Ventil das Bremssystem mit einer definierten Anzahl "Takten" mit der Druckversorgung "kurzschliesst" (verbindet) und der Druck damit bei jedem Takt graduell zu nimmt. Bei 100% Steuersignal öffnet das Ventil dann dauerhaft, womit spätestens dann der Versorgungsdruck der Eingangsseite auch im Bremssystem herrscht (tun das wirklich alle?).

Der Ventilhersteller kennt vom angestrebten "Ladevorgang" des "RC Glieds" jedoch nur einen Teil des Rs (der Ventilanteil des Fliesswiderstands), die Ladezeit (Anzahl Takte mal Öffnungszeit der Ventile), während er C (das Volumen des Bremssystems) gar nicht kennt. Das Volumen und der zweite Teil des Fliesswiderstands wird vom Modellbauer durch die Verschlauchung und von den Bremsen im Fahrwerk definiert. Und damit die Steuerkurve (oder eben die Ladekurve) einigermassen passt, macht der Ventilhersteller aus diesem Grund sinnigerweise Vorgaben wie 1.5 Meter 3mm Schlauch zu verbauen (im Fall von Evojet).


Michi



(Und ja klar, jede Bremse hat ihre eigene Bremsdruck -> Bremswirkungs Kurve)

ja das hab ich soweit verstanden.
die von dir angesprochenen proportionalventile ("luftsparend") funktionieren genau so. sie geben einfach mehr oder weniger druckluftladeimpulse in dein bremssystem. zum schluß schalten sie durch. druck messen sie keinen. denke das luftvolumen, das sie pro impuls durchlassen, wird ja auch nicht gemessen. es hängt vom eingangsdruck ab.
was ich noch gar nicht beachtet habe bei meinen druckluftbremsen, wo ich auch diese ventile nutze, ist das verhalten bei bremskraftreduzierung. wieviel druck läßt die bremse bei rücknahme beispielsweise von "voll" auf "halb" ab. wie regisrtiert das ventil die menge, die es ablassen soll. oder bläst es komplett ab und baut dann wieder auf?
wenn ich wieder mal einen entsprechenden flieger in betrieb nehme, schau ich mir das mal an.

deine "steuerkurve" könntest du aber mit einstellbaren drosseln (gibt es von festo und smc) beeinflussen und einstellen, und damit evtl. unnötige schlauchlängen vermeiden.

die praxis zeigt aber folgendes: es funktioniert auch ohne alles dieses recht gut. einzig auf asphalt muß man aufpassen, daß nichts blockiert. und die bremsen sollten naürlich gleichmäßig ziehen.

ich bevorzuge letztendlich, wenn möglich zu installieren, das kleine druckregelventil von festo. da kann ich mir den max. bremsdruck so einstellen, daß idealerweise gerade nichts blockiert.

Kein 1. April Scherz, einfach die Bremsen, wenn es O-Ring oder Simmering Bremsen sind, ab und an mit Siliconöl einsprühen.
Ich fliege fast ausschließlich auf Beton und das war die beste Maßnahme gegen eckige Räder. Habe meist nur eine Druckluftflasche drin mit 7-8 bar.

ja das bei den o-ring-bremsen ist bekannt.