SIMULATION SOLUTIONS TEST SSTEM SOLUTIONS AVL ......• Robuste Auslegung des Motors mit langlebigen...

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Belastungsmaschinen und Aktuatoren

Fahrzeugprüfstände

Prüfstandsmechanik und Bedienraum

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Einspritzprüfung

Verbrennungs- messtechnik

Abgasanalyse und Messung

Fahrzeugmesstechnik

AVL Belastungsmaschinen und Aktuatoren

LÖSUNGSANSATZ BELASTUNGSMASCHINEN UND AKTUATOREN

Der Druck, mit höherer Prüfkomplexität die Entwicklungszeit zu verkürzen, nimmt zu. Damit wachsen auch die Ansprüche an die Prüfstände und die Belastungsmaschinen. In einem Prüfstand stellt die Belastungsmaschine ein zentrales Element dar und gehört zu den Komponenten, die den härtesten Betriebsbedingungen ausgesetzt sind. Die weiten Leistungsbereiche moderner Verbrennungsmoto-ren erfordern eine technologisch hochwertige, aber auch äußerst zuverlässige, mit präzisen Messeinrichtungen ausgerüstete Belas-tungseinrichtung. Die AVL Belas tungseinrichtungen erfüllen diese Anforderungen optimal.

VORTEILE AUF EINEN BLICK

• Äußerst attraktives Kosten-Nutzen-Verhältnis• Robuste Auslegung des Motors mit langlebigen Lagern und

niedrigem Vibrationsniveau einschließlich Schwingungen zweiter Ordnung bei zweipoligen Motoren

• Sehr kurze Drehmoment-Ansprechzeiten durch Rotor-Flussvektorregelung des Statorstroms

• Sehr hohe Drehzahlgradienten durch sehr geringe Trägheit• Höchste Wirkungsgrade mit niedrigem Klirrfaktor durch

innovative IGBT-Technologie• Rückspeisung der Energie ins Netz fördert die Amortisierung

der Investitionen, insbesondere bei Dauerprüfungen.• Geringe Geräuschentwicklung dank variabler IGBT-Schaltfrequenz• Kompakte und wartungsfreundliche Konzeption

AUFGABENSTELLUNG

Die steigende Vielfalt an Prüfaufgaben verlangt nach unterschiedli-chen Belastungsaggregaten. Motorentests mit der originalen Fahr-zeugauspuffanlage verlangen Freiräume auf dem Motorprüfstand, wo früher die Leistungsbremse stand.

Um das dynamische Verhalten des Verbrennungsmotors zu optimie-ren, sind dynamische Belastungsmaschinen erforderlich.Die Entwicklung intelligenter Antriebsstrangkomponenten bis hin zum Hybridsystem erfordert eine dem Fahrversuch vergleichbare Belastung aller Komponenten. Deshalb darf das Massenträgheits-moment der Belastungsmaschine nicht größer sein als das Massenträgheitsmoment des Fahrzeugrades.

Um effizientere Verbrennungsmotoren auch im Teillastbereich opti-mieren zu können, steigen die Anforderungen an die Genauigkeit der Drehmomentmesseinrichtung.

Gleichzeitig dürfen die auftretenden Drehmomentspitzen die tech-nischen Eigenschaften nicht beeinflussen. Es wird erwartet, dass die Belastungsmaschine die höchste Verfügbarkeit hat. Ein Messgerät kann getauscht werden, die Belastungsmaschine muss bei geringster Wartung jahrelang einwandfrei funktionieren. Im Störungsfall muss schnellste Ersatzteilversorgung mit geschulten Technikern zur Verfü-gung stehen.

Eine Erweiterung der Prüfaufgaben verlangt ein adaptives System, das auch später durch neue Regler ergänzt werden kann.

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MotorprüfständeAVL bietet Belastungsma-schinen für unterschiedlichste Motoren und Prüfaufgaben. Von Wirbelstrombremsen über Asynchron- und Synchronma-schinen bis hin zu hydraulischen Leistungsbremsen für stärkste Kreuzkopfmotoren. Hohe Mess-genauigkeit mit dynamischer Regelung ist für AVL ein Muss.

Antriebsstrang-PrüfständeKürzere Entwicklungszeiten

werden durch die Verlagerung der Tests von der Straße auf den Prüfstand erreicht. Be-lastungsmaschinen mit dem Massenträgheitsmoment des Fahrzeugrades ermöglichen reale Testbedingungen.

AktuatorenDie meisten AVL Prüfstände werden mit dem AVL Fahrhebel-steller THA ausgestattet. Für Getriebe- und Antriebsstrang-prüfstände bietet AVL Lösungen

für Gangwechsel und Kupplungsbetätigung.

AVL TestsystemeFür die komplexen Entwick-lungsaufgaben in der Fahrzeug-industrie stellen wir unseren Kunden aufeinander abge-stimmte Prüf-, Regelungs- und Messtechnik zur Verfügung. Durch neue Regelungssysteme können gelieferte Belastungs-maschinen den heutigen Prüf-aufgaben gerecht werden.

VERSCHIEDENE ANTRIEBE UND APPLIKATIONEN ERFORDERN UNTER-SCHIEDLICHE BELASTUNGSMASCHINEN

UND FLEXIBLE AKTUATOREN.

BELASTUNGSMASCHINEN UND AKTUATOREN

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Prüfstandsmechanikund Bedienraum



Einspritzprüfung

Verbrennungs-messtechnik


Fahrzeugmesstechnik

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Die Wirbelstrombremsen der AVL Baureihe DynoPerform sind mit einem Walzenrotor ausgestattet. Ein Einstellen des Luftspaltes ist nicht erforderlich. Durch die Erregerspule fl ießt ein veränderlicher Gleichstrom. Das dadurch erzeugte Magnetfeld fl ießt vom Statorzum Rotor und zurück. Das Magnetfeld des sich bewegenden Rotors erzeugt in den Oberfl ächen der Kühlkammern Wirbelströme, welche die mechanische Energie des antreibenden Motors in Wärme umwandeln. Die Energie wird mit dem Kühlwasser abgeführt. Dieses kann, ebenso wie das Kühlwasser des Verbrennungsmotors, über einen Kühlturm rückgekühlt werden.

DREHMOMENTMESSUNGDer Stator der Wirbelstrombremse ist pendelnd gelagert. Die Reakti-onskraft des Bremsmomentes stützt sich auf einer Kraftmessdose ab. Für die Messgenauigkeit sind nur die Linearität der Kraftmessdose und die Hysterese des Systems maßgebend. Da die Drehmomentmessein-richtung mit Hebelarmen und Gewichten kalibriert wird, kann über den Messverstärker der Fehler der Kraftmess dose ausgeglichen werden.

ANWENDUNGPreiswerte Belastungsmaschine für unterschiedliche Antriebe;Qualitätskontrolle und Dauerlaufprüfungen; stationäre und insta-tionäre Belastungsprüfungen; F&E im Bereich von Motoren und Komponenten; Prüfung von Kraft- und Schmierstoffen.

AVL DynoPerform

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Ausgezeichnetes Regelverhalten im gesamten Drehzahl-

und Drehmomentbereich• Keine Axialbelastungen auf die Laufl ager aufgrund des

Walzenrotors• Keine Luftspalteinstellung erforderlich• Schnelles Be- und Entlasten durch modernste IGBT-Leistungs-

einheit mit 4-Quadranten-PWM-Steuerung (wesentlich schneller als herkömmliche Thyristorbrücken)

• Hohe zulässige Traglasten• Geeignet für manuelle und voll automatisierte Prüfstände

BELASTUNGSEINRICHTUNG FÜR MOTORPRÜFSTÄNDE

Mithilfe der Leis tungs einheit LSE 410 für Wirbelstrom-Leistungs bremsen werden aufgrund der modernen IGBT-Technologie mit PWM-Ansteuerung sehr schnelle Laständerungen erreicht

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Das AVL DynoDur Compact™ Belastungssystem ist für die Anforde-rungen von F&E-, Dauerhaltbarkeit- sowie End-of-Line Motorenprüf-ständen optimiert. Das System speist die eingesetzte Energie wieder zurück in das Versorgungsnetz und erfüllt strengste EU-Normen wie EN 61800-3 Kategorie C3 für den Betrieb in Industrienetzen. Optional besteht die Möglichkeit zur Erfüllung der Kategorie C2 zum Betrieb in Wohn- und Gewerbebereichen. Durch die kompakte Bauweise und die robuste Ausführung ist der Integrationsaufwand in die Anlagen-umgebung sehr gering.

EIGENSCHAFTENDurch die hocheffi ziente Energierückführung wird der Installations-aufwand optimiert. Die hohe Gesamtzuverlässigkeit resultiert aus der Kombination eines bewährten Asynchroninduktionsmotors mit einem industriebasierten Umrichtersystem.

ANWENDUNGDie eingesetzten AVL DynoDur Compact™ Motoren sind so entwor-fen, um den Temperatureinfl uss auf den HBM-Drehmomentaufneh-mer zu minimieren, wodurch eine entsprechend geringe Messunsi-cherheit gewährleistet werden kann. Das führt zu einer der besten Drehmomentmessgenauigkeiten und Temperaturstabilitäten in seiner Klasse. Durch die Verwendung des patentierten AVL Kalibriersystems kann der Drehmomentaufnehmer mit höherer Genauigkeit als mit den am Markt üblicherweise angebotenen Kalibrierarmen überprüft werden. Das AVL DynoDur Compact™ System wurde speziell anhand von Anforderungen entwickelt, die von den Anwenderbedürfnissen abgeleitet wurden, und stellt die ideale Lösung für Ihre Aufgabe dar.

AVL DynoDur Compact™VORTEILE AUF EINEN BLICK• Rasche Amortisation auf-

grund der hocheffi zienten Energierückgewinnung

• Erfüllt strengste EU-Normen wie EN 61800-3 Kategorie C3, C2 ist auch als Option möglich

• Niedrige Installationskosten dank kompakter Schrankab-messungen und optimierten Netzanforderungen

• Höchste Zuverlässigkeit dank des robusten Asynchronmotors

• Beste Drehmomentmess-genauigkeit und Temperatur-stabilität in seiner Klasse

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Fahrzeugmesstechnik


Das Belastungssystem AVL DynoFORCE™ besteht aus einer Asyn-chron-Fußmaschine kombiniert mit einem 4Q-Frequenzumrichter. Zusammen mit umfangreichem Zubehör entsteht eine einzigartige Lösung für die professionelle Prüfung von Verbrennungskraftma-schinen. Die Serie vereint etablierte Komponenten mit innovativen Lösungen und bietet eine optimale Balance zwischen TCO und Performance.

WIRKUNGSWEISEDank der hohen Leistungsdichte kann ein sehr breites Motorenport-folio mit nur zwölf Leistungsklassen abgedeckt werden. Dadurch wird höchste Flexibilität bei weniger Prüfstandsvarianten gewährleistet. Durch das deutlich verbesserte Drehmoment-/Trägheitsverhältnis ist das System bestens für die Prüfung von aktuellen und zukünf-tigen Verbrennungs- und Hybridmotorgenerationen gerüstet. Um möglichst reale Fahrzeugbelastungszustände zu erreichen, hat der Frequenzumrichter eine sehr schnelle Drehmomentanregelzeit sowie eine High-Speed-Schnittstelle. Hochpräzise Drehmoment- und Drehzahlmessgeräte gewährleisten höchste Wiederholbarkeit von Lastbedingungen. Dies sichert einen schnellen Fortschritt in der Motorenentwicklung.

AVL DynoFORCE™ ANWENDUNGDie DynoFORCE™-Serie ist für stationäre, transiente und dynamische Prüfaufgaben ausgerichtet. Das System kann für verschiedene Anwendun-gen, angefangen von der Fahrzeugsimulation bis hin zu Emissionsprüfzyklen von Pkw- und Lkw-Motoren, verwendet werden. Darüber hinaus sind auch andere Anwendungen wie Komponentenprüfung und Reibleistungstests möglich.

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Effiziente Prüfstandsnutzung

durch das hochflexible Belas-tungssystem für transiente und dynamische Prüfaufgaben

• Sicherheit für zukünftige Prüfaufgaben durch System-aufrüstbarkeit

• Optimierte Total Cost of Ownership durch optimale Wartbarkeit und reduzierte Betriebskosten

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Der neue Umrichterschrank kombiniert neueste Industrie-Qualitätsstandards mit hoher Performance, um Fahrzeug-simulationen in die Realität umzusetzen.

Die neue Dynoserie vereint höchste Robustheit und außergewöhnliche Dynamik. Dies sorgt für ein sehr breites Anwendungsspektrum und gibt dem Prüfstand höchste Flexibilität bei verschiedensten Anwendungen.

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Die hervorragende Messgenauigkeit und Regeldynamik bieten den Technikern in über 1.400 installierten Anlagen im Bereich der Forschung und Entwicklung von Motoren und Antriebssystemen ein universelles Werkzeug. Die Belastungsmaschine wurde von AVL unter Prüfstandsbedingungen entwickelt. Auch gelieferte Anlagen können mit neuen Regelsystemen an neue Anforderungen ange-passt werden.

DREHMOMENTMESSUNGZwischen zwei Arten der Pendellagerung kann gewählt werden: Zum einen mit Kugellagern, wie sie auch bei Wirbelstrombremsen verwendet werden, zum anderen mit einer reibungsfreien und war-tungsfreien hydrostatischen Lagerung. Der verwendete Biegebalken bietet den Vorteil, dass die Pendelbewegung gegenüber einer Kraft-messdose größer ist und die Lebensdauer der Lager sich verlängert.

Alle pendelnden Teile sind vor ungewollten Berührungen geschützt. Der schnelle Drehmomentrechner wird mit dem genau gemesse-nen Ist-Wert-Signal gekoppelt. So steht immer ein schnelles und genaues Drehmomentsignal für hohe dynamische Regelvorgänge zur Verfügung.

AVL DynoExactANWENDUNGF&E; Qualitäts- und Dau-erlaufprüfung von Motoren und Komponenten; präzise Simulation von Lastzuständen des Fahrzeugs auf dem Motor-prüfstand. Die robuste Kons-truktion erlaubt den Einsatz unter extremen Umgebungs-bedingungen.

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Sehr hohe Drehmomentge-

nauigkeit, gepaart mit hoher Drehmomentdynamik für präzise Simulation von Lastzuständen des Fahrzeugs in der Prüfzelle

• Höchste Drehmomentmess-genauigkeit bei Verwendung der optional verfügbaren hydrostatischen Pendellager

• Möglichkeit der „Rekali-brierung“ bis zur Hälfte des Nenn moments, um die Drehmomentmessgenau-igkeit für Klein motoren zu erhöhen

• „Zurückwiegen“ des Dynos im Arbeitspunkt bei laufender Maschine


Hochgenaues, pendelnd gelagertes, robustes AC-Antriebssystem mit mo-dernstem 4Q-IGBT-Umrichter für den drehzahl- und drehmomentgeregelten Betrieb. Ein Echtzeit-Drehmomentrechner liefert zusätzlich zum elektrischen Moment (Luftspaltmoment) auch das Wellenmo-ment der Maschine.

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Einspritzprüfung



Fahrzeugmesstechnik

Neue Anforderungen bei der Prüfung von Motoren führen zu neuen Baureihen von Belastungsmaschinen. An der Stelle, an der norma-lerweise die Belastungsmaschine steht, wird Platz für die Auspuffan-lage des Fahrzeuges geschaffen statt gefordert. In einem Rahmen aufgehängt bietet die schlanke Bauweise der AVL DynoSpirit viele Einsatzmöglichkeiten.

Die robusten, in vielen Applikationen erprobten Motoren zeichnen sich durch hohe Betriebssicherheit und Servicefreundlichkeit aus.

DREHMOMENTMESSUNGDas sehr niedrige Massenträgheitsmoment erlaubt eine steife Ver-bindungswelle zum Verbrennungsmotor. Dadurch ist eine schnelle Drehmomentmessung möglich. Die verwendeten Permanent-

AVL DynoSpiritBELASTUNGSEINRICHTUNG FÜR MOTORPRÜFSTÄNDE

Magnet-Motoren haben eine hohe Drehmomentstellgenauig-keit. In Verbindung mit den AVL Regel- und Simulationssys-temen (KIWI, AVL Emcon™, AVL ISAC™) bieten sie höchste Regelungsgüte in Bezug auf Dynamik und Genauigkeit der Drehmomentenstellung.

ANWENDUNGF&E; Qualitäts- und Dauer-laufprüfung von Motoren und Komponenten; präzise Simu-lation von Lastzuständen des Fahrzeugs auf dem Motorprüf-stand; Kalibrieren von Motor-managementsystemen. Die robuste Konstruktion erlaubt den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen.

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Geringstes Massenträgheits-

moment• Hohes Nenndrehmoment• Sehr hohe Drehzahlgradienten• Hochdynamische und genaue

Drehmomentstellung durch optimierte Regeldynamik und hohe Linearität der Drehmo-mentkennlinie

• Schlanke, kompakte Bauform• Höhere Drehmomentmess-

genauigkeit im Vergleich zu Asynchron-Fußmaschinen aufgrund der geringeren Wärmebelastung des Mess-flansches durch den Antrieb

Hochdynamisches, kompaktes Drehstrom- antriebssystem zur Prüfung von Verbrennungsmotoren bestehend aus hochmoder-nen PMM-Antrieben und IGBT-Frequenzumrichter für den 4Q-Betrieb mit digitaler Realtime-Schnittstelle ermöglicht zusammen mit einem Portalrahmen Tests der Original-Abgasanlage

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Die Baureihe AVL DynoTrain besteht aus Drehstrommotoren und passenden Umrichtern, die speziell für den Einsatz auf Getriebe und Antriebsstrangprüfständen entwickelt wurden. Sämtliche Kompo-nenten des modularen Systems sind miteinander kombinierbar. Dies gewährleistet ein Maximum an Flexibilität, um das System an spezielle Anforderungen anpassen zu können. So ist eine optimale Investitions-sicherheit garantiert.

EIGENSCHAFTENFür die Drehmomentmessung werden Messflansche verwendet. Um einen weiten Einsatzbereich zu ermöglichen, kann der Messbereich des Messflansches an den geforderten Bereich angepasst werden. Zusammen mit einem AVL DynoPrime kann die elektrische Leistung über den gemeinsamen Zwischenkreis des Umrichters ausgetauscht werden. Im Betrieb wird aus dem Netz nur die Verlustleistung der Anlage entnommen.

AVL DynoTrainBELASTUNGSEINRICHTUNG FÜR GETRIEBEPRÜFSTÄNDE

Modulares Asynchronmotor- und Umrichtersystem, ausgelegt für den Einsatz an Getriebe- und Powertrainprüfständen. Der 4Q-IGBT-Umrichter ist mit einem digitalen Realtime-Interface ausgestattet.

ANWENDUNG• F&E, Qualitäts- und Dauer- laufprüfung von Getrieben und Antriebssträngen • Entwicklung und Prüfung von Antriebsstrangsystemen für Fahrzeuge mit einer und mehreren angetriebenen Achsen • Akustische Untersuchungen

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Große Auswahl an Drehzahl- und Drehmomentbereichen• Maschinen mit kleinem Massenträgheitsmoment• Robustes und servicefreundliches Design

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Fahrzeugmesstechnik

AVL DynoWheel

Die Baureihe AVL DynoWheel ist für den Einsatz an Getriebeprüf- ständen entwickelt worden. Zwei sich widersprechende Eigenschaf-ten wurden zusammengefügt: geringes Massenträgheitsmoment und hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen. Ebenso wie beim AVL DynoTrain können die Umrichter bei Verwendung eines AVL DynoPrime als Antrieb verbunden werden, wobei dann nur die Verlustleistung des Systems aus dem Netz entnommen wird.

EIGENSCHAFTENDadurch, dass das Massenträgheitsmoment der Belastungsmaschine dem eines Fahrzeugrades entspricht, kann die Reifenschlupfsimu-lation eingesetzt werden. Dies führt zu exakt dem Fahrverhalten, welches das Fahrzeug auf der Straße erreicht. Nicht nur Fahrzeug-beschleunigungen entsprechen der Realität, sondern auch das Schwingungsverhalten des Antriebsstranges ist auf dem Prüfstand so wie im Fahrzeug. Schnelle Regler ermöglichen die Optimierung des Antriebsstranges und machen auch bei mehreren angetriebenen Achsen den Prüfstand zu einem universellen Werkzeug.

BELASTUNGSEINRICHTUNG FÜR GETRIEBEPRÜFSTÄNDE

ANWENDUNGÜberall dort, wo auf eine genaue Nachbildung der dynamischenFahrzustände Wert gelegt wird. Anstelle des Rades wird auf demPrüfstand das AVL DynoWheel eingesetzt. Dabei ist es unerheblich, ob die Last von zwei oder mehreren Rädern simuliert werden muss.Ebenso kann AVL DynoWheel an offenen, gesteuerten oder gesperr-ten Lastverteilungsgetrieben eingesetzt werden.

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Maschinen mit kleinem, dem realen Fahrzeugrad angepassten

Massenträgheitsmoment• Optimiert für die Reproduktion von realistischen Reifenlasten

und Torsionseigenschaften• Präzise Tests und hervorragende Wiederholgenauigkeit durch

hohe Linearität der Drehmomentregelung• Flexibles und modulares Umrichtersystem mit einem gemein-

samen Zwischenkreis für Anlagen mit bis zu fünf Motoren und deren Motorumrichter

• Servicefreundliches Design

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Die Baureihe AVL DynoPrime ist als Ersatz für den Verbrennungsmo-tor an Getriebeprüfständen entwickelt worden. Die Anforderungen: Das Massenträgheitsmoment muss dem des Verbrennungsmotors entsprechen. Verbrennungsstöße müssen simuliert werden. Die Wel-lenhöhe muss so niedrig sein, dass beim Anbau an die Kupplungs-glocke eines frontangetriebenen Fahrzeugs noch genügend Platz für die Montage der Halbwellen bleibt.

EIGENSCHAFTENGeringes Massenträgheitsmoment in Verbindung mit geringer Wellenhöhe und hoher Überlastfähigkeit. Die speziellen Umrichter entsprechen in ihren Schnittstellen und der Dynamik denen der AVL DynoTrain- und AVL DynoWheel-Baureihen. Das Zusammen-wirken von Antrieb und Belastungsaggregat führt zu hoher Dynamik und der Nachbildung des realen Fahrzeugs. Die Motoren sind wassermantelgekühlt und um eine geschlossene Rotorumluft-kühlung ergänzt.

AVL DynoPrime

AVL DynoPrime ist ein hochdynamisches PMM-Antriebssystem zur Simulation des Drehverhaltens der Kurbelwelle von Ver-brennungsmotoren. Das System zeichnet sich durch große Nenndrehmomente und hohe Überlastfähigkeit bei kleinstem Massenträgheitsmoment aus.

VORTEILE AUF EINEN BLICK• Massenträgheitsmoment wie

Verbrennungsmotor• Hohes Nenndrehmoment

(größer als Verbrennungs-motor) und große Überlast-reserve zur Simulation der Drehmomentstöße

• Große Flexibilität bei der Pa-rametrierung verschiedenster Verbrennungsmotor-Charak-teristika

• Einsparungen bei Installa-tions- und Betriebskosten durch vereinfachte Reali-sierung von Getriebe- und Antriebsstrangprüfständen

Dadurch sind Geräuschunter-suchungen am Antriebsstrang möglich.

ANWENDUNGZur Entwicklung und Optimie-rung des Antriebsstranges, bevor der Fahrzeugmotor vor-handen ist; F&E-Prüfungen von Getriebe, Antriebsstrang und Zusatzaggregaten, auf welche die Charakteristik des Verbren-nungsmotors einen Einfluss hat; Verschleiß untersuchungen im dynamischen Betrieb; akusti-sche Untersuchungen.

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