ÜBERPRÜFUNG DER ACHSDATEN

1.

Einleitung

In diesem Anhang werden die Zertifizierungsvorschriften zu den Drehmomentverlusten der Antriebsachsen für schwere Nutzfahrzeuge beschrieben. Alternativ zur Zertifizierung der Achsen kann zur Bestimmung der fahrzeugspezifischen CO₂-Emissionen das Berechnungsverfahren für die Standard-Drehmomentverluste gemäß der Definition in Anlage 3 dieses Anhangs angewandt werden.

2.

Begriffsbestimmungen

Im Sinne dieses gs gelten folgende Begriffsbestimmungen:

1)

„Einfach untersetzte Achse” (single reduction axle, SR) bezeichnet eine Antriebsachse mit nur einer Untersetzung, typischerweise einem Kegelradgetriebe mit oder ohne Achsversatz.

2)

„Portalachse” (single portal axle, SP) bezeichnet eine Achse, bei der die Drehachse des Kronenrads und die des Rades typischerweise höhenversetzt angeordnet sind, um eine höhere Bodenfreiheit oder, im Rahmen der Niederflurbauweise für Stadtbusse, einen niedrigeren Fahrzeugboden zu erzielen. Typischerweise erfolgt die erste Untersetzung über ein Kegelradgetriebe und die zweite über ein höhenversetzt nah an den Rädern angeordnetes Stirnradgetriebe (oder Schraubenradgetriebe).

3)

„Nabenuntersetzungsachse (hub reduction axle, HR)” bezeichnet eine Antriebsachse mit zwei Untersetzungen. Bei der ersten handelt es sich typischerweise um ein Kegelradgetriebe mit oder ohne Achsversatz. Bei der zweiten handelt es sich um ein Planetengetriebe, das typischerweise im Bereich der Radnaben angebracht ist.

4)

„Einfach untersetzte Durchtriebsachse” (single reduction tandem axle, SRT) bezeichnet eine Antriebsachse, die grundsätzlich einer einzelnen Antriebsachse gleicht, jedoch auch dazu dient, Drehmoment vom Eingangsflansch über einen Ausgangsflansch an eine weitere Achse zu übertragen. Das Drehmoment kann mithilfe eines Zahnradgetriebes am Eingangsflansch übertragen werden, um eine höhenversetzte Anordnung des Ausgangsflanschs zu ermöglichen. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz eines zweiten Ritzels im Kegelradgetriebe, das das Drehmoment am Kronenrad abnimmt.

5)

„Nabenuntersetzungsachse mit Durchtrieb” (hub reduction tandem axle, HRT) bezeichnet eine Nabenuntersetzungsachse, die die Möglichkeit hat, Drehmoment auf die in der Begriffsbestimmung für „einfach untersetzte Durchtriebsachse” beschriebene Weise nach hinten zu übertragen.

6)

„Achsgehäuse” bezeichnet die Gehäuseteile, die für die strukturelle Tauglichkeit und als Träger der Antriebsstrangteile sowie der Lager und Dichtungen der Achse erforderlich sind.

7)

„Ritzel” bezeichnet einen Teil eines normalerweise aus zwei Zahnrädern bestehenden Kegelradgetriebes. Das Ritzel ist das treibende, mit dem Eingangsflansch verbundene Zahnrad. Bei einer einfach untersetzten Durchtriebsachse/Nabenuntersetzungsachse mit Durchtrieb kann ein zweites Ritzel eingebaut werden, um Drehmoment vom Kronenrad abzunehmen.

8)

„Kronenrad” bezeichnet einen Teil eines normalerweise aus zwei Zahnrädern bestehenden Kegelradgetriebes. Das Kronenrad ist das angetriebene Zahnrad und ist mit dem Differentialgehäuse verbunden.

9)

„Nabenuntersetzung” bezeichnet das Planetengetriebe, das bei Nabenuntersetzungsachsen normalerweise außerhalb des Planetenträgers angebracht ist. Das Getriebe besteht aus drei verschiedenen Zahnrädern, dem Sonnenrad, den Planetenrädern und dem Hohlrad. Das Sonnenrad befindet sich im Zentrum, die Planetenräder rotieren um das Sonnenrad und sind mit dem Planetenträger verbunden, der an der Radnabe befestigt ist. Die Zahl der Planetenräder beträgt typischerweise zwischen drei und fünf. Das Hohlrad rotiert nicht und ist am Achskörper befestigt.

10)

„Planetenräder” bezeichnet die Zahnräder, die innerhalb des Hohlrades eines Planetengetriebes um das Sonnenrad rotieren. Sie sind über Lager mit einem Planetenträger verbunden, welcher an einer Nabe befestigt ist.

11)

„Viskositätsgrad der Ölart” bezeichnet einen Viskositätsgrad gemäß der Definition in SAE J306.

12)

„Ab Werk eingefülltes Öl” bezeichnet den Viskositätsgrad der Ölart, die im Werk eingefüllt wird und dazu bestimmt ist, im ersten Wartungsintervall in der Achse zu verbleiben.

13)

„Achsenreihe” bezeichnet eine Gruppe von Achsen, die dieselben grundlegenden Achsenfunktionen gemäß der Definition im Familienkonzept teilen.

14)

„Achsenfamilie” bezeichnet die von einem Hersteller festgelegte Gruppe von Achsen mit konstruktionsbedingt ähnlichen Eigenschaften in Bezug auf Bauart, CO₂-Emissionen und Kraftstoffverbrauch gemäß Anlage 4 dieses Anhangs.

15)

„Schleppdrehmoment” bezeichnet das zur Überwindung der inneren Reibung einer Achse notwendige Drehmoment, wenn die Radenden mit einem Ausgangsdrehmoment von 0 Nm frei rotieren.

16)

„Spiegelbildliches Achsgehäuse” bezeichnet ein in der Vertikalebene spiegelbildliches Achsgehäuse.

17)

„Achseingang” bezeichnet die Seite der Achse, an der das Drehmoment an die Achse abgegeben wird.

18)

„Achsausgang” bezeichnet die Seiten der Achse, an denen das Drehmoment an die Räder abgegeben wird.

3.

Allgemeine Anforderungen

Die Achsgetriebe und alle Lager müssen für die Überprüfung der Achsverluste neu sein, während die Radendlager bereits eingelaufen sein und für mehrere Messungen verwendet werden können. Auf Ersuchen des Antragstellers können verschiedene Gangübersetzungen in ein und demselben Achsgehäuse unter Verwendung der gleichen Radenden geprüft werden. Verschiedene Achsübersetzungen von Nabenuntersetzungsachsen (Außenplanetenachsen, Nabenuntersetzungsachsen mit Durchtrieb) und Portalachsen können bereits durch den Austausch der Nabenuntersetzung gemessen werden. Es gelten die in Anlage 4 dieses Anhangs festgelegten Bestimmungen. Die Gesamtlaufzeit für das optionale Einfahren und die Messung einer einzelnen Achse (das Achsgehäuse und die Radenden ausgenommen) darf 120 Stunden nicht übersteigen. Zur Prüfung der Verluste einer Achse wird das Kennfeld der Drehmomentverluste für jede Übersetzung einer einzelnen Achse gemessen, wobei die Achsen gemäß den Bestimmungen in Anlage 4 dieses Anhangs Achsenfamilien zugeordnet werden können.

3.1.

Einfahren

Auf Ersuchen des Antragstellers kann die Achse einem Einfahrverfahren unterzogen werden. Folgende Bestimmungen gelten für ein Einfahrverfahren:

3.1.1. Für das Einfahrverfahren darf ausschließlich ab Werk eingefülltes Öl verwendet werden. Das für das Einfahren benutzte Öl darf nicht für die in Absatz 4 beschriebene Prüfung verwendet werden.

3.1.2. Drehzahl- und Drehmomentverlauf für das Einfahrverfahren werden vom Hersteller festgelegt.

3.1.3. Das Einfahrverfahren ist vom Hersteller im Hinblick auf Laufzeit, Drehzahl, Drehmoment und Öltemperatur zu dokumentieren und der Genehmigungsbehörde mitzuteilen.

3.1.4. Die Anforderungen bezüglich Öltemperatur (4.3.1), Messgenauigkeit (4.4.7) und Prüfanordnung (4.2) gelten nicht für das Einfahrverfahren.

4.

Prüfverfahren für Achsen

4.1.

Prüfbedingungen

4.1.1.

Umgebungstemperatur

Die Temperatur im Prüfraum muss bei 25 ^oC ± 10 ^oC liegen. Die Umgebungstemperatur wird in einem Abstand von 1 m zum Achsgehäuse gemessen. Eine erzwungene Erhitzung der Achse darf nur durch ein externes Ölkonditionierungssystem gemäß 4.1.5 vorgenommen werden.

4.1.2.

Öltemperatur

Die Öltemperatur ist in der Mitte des Ölsumpfs oder an einer anderen geeigneten Stelle nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik zu messen. Bei externer Ölkonditionierung kann die Öltemperatur auch in der vom Achsgehäuse zum Konditioniersystem verlaufenden Auslassleitung in einem Bereich von 5 cm unterhalb des Auslasses gemessen werden. In beiden Fällen darf die Öltemperatur 70 ^oC nicht überschreiten.

4.1.3.

Ölqualität

Für die Messung sind nur vom Achsenhersteller empfohlene ab Werk eingefüllte Öle zu verwenden. Wenn verschiedene Gangübersetzungsstufen unter Verwendung ein und desselben Achsgehäuses geprüft werden, muss für jede Einzelmessung des gesamten Achssystems neues Öl eingefüllt werden.

4.1.4.

Ölviskosität

Sind verschiedene Öle mit mehreren Viskositätsgraden für die ab Werk eingefüllten Öle angegeben, ist vom Hersteller für die Messungen an der Stammachse das Öl mit dem höchsten Viskositätsgrad zu wählen. Falls für eine Achsenfamilie mehrere Öle mit demselben Viskositätsgrad als ab Werk eingefülltes Öl angegeben sind, kann der Antragsteller eines dieser Öle für die zur Zertifizierung benötigten Messungen wählen.

4.1.5.

Ölstand und Konditionierung

Der Ölstand bzw. die Füllmenge ist auf den in den Wartungsvorschriften des Herstellers angegebenen Höchststand einzustellen. Ein externes Ölkonditionierungs- und Filtersystem ist erlaubt. Das Achsgehäuse darf für den Einbau des Ölkonditionierungssystems verändert werden. Das Ölkonditionierungssystem darf entsprechend den allgemein anerkannten Regeln der Technik nicht in einer Weise eingebaut werden, dass die Ölstände einer Achse verändert werden könnten, um so die Effizienz zu steigern oder Antriebsdrehmomente zu erzeugen.

4.2.

Prüfanordnung

Zur Messung des Drehmomentverlustes sind verschiedene Prüfanordnungen gemäß den Absätzen 4.2.3 und 4.2.4 erlaubt.

4.2.1.

Einbau der Achsen

Handelt es sich um eine Tandemachse, sind beide Achsen jeweils getrennt zu messen. Die erste Achse mit Längsdifferenzial ist zu sperren. Die Ausgangswelle der Durchtriebsachsen muss frei drehbar eingebaut werden.

4.2.2.

Einbau von Drehmomentmessern

4.2.2.1. Bei einer Prüfanordnung mit zwei Elektromotoren sind die Drehmomentmesser am Eingangsflansch und an einem Radende anzubringen, während das andere Ende gesperrt ist.

4.2.2.2. Bei einer Prüfanordnung mit drei Elektromotoren sind die Drehmomentmesser am Eingangsflansch und an jedem Radende anzubringen.

4.2.2.3. Halbwellen unterschiedlicher Länge sind in einer Prüfanordnung mit zwei Motoren gestattet, um das Differenzial zu sperren und so zu gewährleisten, dass beide Radenden sich drehen.

4.2.3.

Prüfanordnung „Typ A”

Eine Prüfanordnung „Typ A” besteht aus einem Prüfstand auf der Seite des Achseingangs und mindestens einem Prüfstand auf der/den Seite/n des Achsausgangs. Geräte zur Messung des Drehmoments sind an der oder den Achseingangs- und Achsausgangsseiten anzubringen. Bei Prüfanordnungen vom Typ A mit nur einem Prüfstand an der Ausgangsseite muss das frei drehende Ende der Achse drehbar mit dem anderen Ende an der Ausgangsseite verriegelt werden (z. B. durch eine aktivierte Differenzialsperre oder durch eine andere mechanische Differenzialsperre, die nur für die Messung eingesetzt wird). Um parasitäre Verluste durch die Prüfanordnung zu vermeiden, sind die Geräte zur Drehmomentmessung möglichst nahe an der oder den Achseingangs- und Ausgangsseiten anzubringen und durch passende Lager zu stützen. Zusätzlich können die Drehmomentsensoren von den parasitären Lasten der Wellen mechanisch entkoppelt werden, beispielsweise durch Einbau zusätzlicher Lager und einer elastischen Kupplung oder einer Leichtbaukardanwelle zwischen den Sensoren und einem dieser Lager. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für eine Prüfanordnung des Typs A mit zwei Prüfständen. Für die Konfiguration von Prüfanordnungen des Typs A muss der Hersteller eine Analyse der parasitären Lasten zur Verfügung stellen. Auf Grundlage dieser Analyse entscheidet die Genehmigungsbehörde über den maximalen Einfluss der parasitären Lasten. Der Wert i_para darf jedoch nicht niedriger als 10 % sein.

Abbildung 1

4.2.4.

Prüfanordnung „Typ B”

Jede andere Konfiguration einer Prüfanordnung wird als Prüfanordnung „Typ B” bezeichnet. Der maximale Einfluss der parasitären Lasten i_para für diese Konfigurationen ist auf 100 % einzustellen. Niedrigere Werte für i_para sind in Absprache mit der Genehmigungsbehörde zulässig.

4.3.

Prüfverfahren

Um das Kennfeld der Drehmomentverluste einer Achse zu ermitteln, sind deren grundlegende Daten gemäß Absatz 4.4 zu messen und zu berechnen. Die Ergebnisse für die Drehmomentverluste müssen gemäß Nummer 4.4.8 ergänzt und gemäß Anlage 6 formatiert werden, um die weitere Verarbeitung durch das Simulationsinstrument zu ermöglichen.

4.3.1.

Messeinrichtungen

Die Anlagen des Kalibrierlabors müssen die Anforderungen der IATF 16949, ISO-9000-Reihen oder der ISO/IEC 17025 erfüllen. Sämtliche Laboreinrichtungen für Referenzmessungen, die zur Kalibrierung und/oder Überprüfung verwendet werden, müssen auf nationale und internationale Prüfnormen zurückführbar sein.

4.3.1.1.

Drehmomentmessung

Die Unsicherheit der Drehmomentmessung ist gemäß Absatz 4.4.7 zu berechnen und einzubeziehen. Die Abtastrate der Drehmomentsensoren muss 4.3.2.1 entsprechen.

4.3.1.2.

Drehgeschwindigkeit

Die Unsicherheit der Drehgeschwindigkeitssensoren zur Messung der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl darf ± 2 U/min nicht überschreiten.

4.3.1.3.

Temperaturen

Die Unsicherheit der Temperatursensoren zur Messung der Umgebungstemperatur darf ± 1 °C nicht überschreiten. Die Unsicherheit der Temperatursensoren zur Messung der Öltemperatur darf ± 0,5 °C nicht überschreiten.

4.3.2.

Messsignale und Datenaufzeichnung

Zum Zweck der Berechnung der Drehmomentverluste sind die folgenden Signale aufzuzeichnen:

i)

Eingangs- und Ausgangsdrehmoment [Nm]

ii)

Eingangs- und/oder Ausgangsdrehzahl [U/min]

iii)

Umgebungstemperatur [°C]

iv)

Öltemperatur [°C]

v)

Temperatur am Drehmomentsensor [C] (optional)

4.3.2.1. Es gelten folgende Mindestabtastfrequenzen der Sensoren:

Drehmoment: 1 kHz

Drehgeschwindigkeit: 200 Hz

Temperaturen: 10 Hz

4.3.2.2. Die Datenaufzeichnungsrate zur Bestimmung der arithmetischen Mittelwerte eines jeden Rasterpunkts muss 10 Hz oder höher sein. Rohdaten müssen nicht mitgeteilt werden. Eine Signalfilterung kann in Absprache mit der Genehmigungsbehörde angewandt werden. Aliasing-Effekte jeglicher Art sind zu vermeiden.

4.3.3.

Drehmomentbereich:

Der Umfang des zu messenden Kennfelds der Drehmomentverluste ist beschränkt auf:

—

ein Ausgangsdrehmoment von 10 kNm für schwere Lastkraftwagen und schwere Busse bzw. 2 kNm für mittelschwere Lastkraftwagen

—

oder ein Eingangsdrehmoment von 5 kNm für schwere Lastkraftwagen und schwere Busse bzw. 1 kNm für mittelschwere Lastkraftwagen;

—

oder die maximale Motorleistung, die vom Hersteller für eine bestimmte Achse toleriert wird, oder im Falle mehrerer Antriebsachsen die maximale Motorleistung entsprechend der nominalen Leistungsverteilung.

4.3.3.1. Der Hersteller kann die Messung auf ein Ausgangsdrehmoment von bis zu 20 kNm ausweiten, indem er eine lineare Extrapolation der Drehmomentverluste vornimmt oder Messungen mit einem Ausgangsdrehmoment von bis zu 20 kNm in Stufen von 2000 Nm durchführt. Für diesen zusätzlichen Drehmomentbereich sind ein weiterer Drehmomentsensor auf Ausgangsseite mit einem maximalen Drehmoment von 20 kNm (bei einer Anordnung mit zwei Motoren) oder zwei 10 kNm-Sensoren (bei einer Anordnung mit drei Motoren) zu verwenden. Wenn der Durchmesser des kleinsten Reifens (z. B. aufgrund einer Produktentwicklung) nach Abschluss der Messung einer Achse verringert wird oder wenn die physischen Grenzen des Prüfstandes erreicht sind (z. B. durch entwicklungsbedingte Änderungen des Produkts), kann der Hersteller die fehlenden Punkte aus dem vorhandenen Kennfeld extrapolieren. Die extrapolierten Punkte dürfen nicht mehr als 10 % aller Punkte in dem Kennfeld darstellen, und für diese Punkte ist ein Drehmomentverlust von 5 % als Straffaktor zu den extrapolierten Punkten zu addieren.

4.3.3.2. Zu messende Ausgangsdrehmomentstufen für schwere Lastkraftwagen und schwere Busse:

250 Nm < T_out < 1000Nm:

Stufen von 250 Nm

1000 Nm ≤ T_out ≤ 2000Nm:

Stufen von 500 Nm

2000 Nm ≤ T_out ≤ 10000 Nm:

Stufen von 1000 Nm

T_out > 10000 Nm:

Stufen von 2000 Nm

Zu messende Ausgangsdrehmomentstufen für mittelschwere Lastkraftwagen:

50 Nm < T_out < 200 Nm:

Stufen von 50 Nm

200 Nm ≤ T_out ≤ 400 Nm:

Stufen von 100 Nm

400 Nm ≤ T_out ≤ 2000 Nm:

Stufen von 200 Nm

T_out > 2000 Nm:

Stufen von 400 Nm

4.3.4.

Drehzahlbereich

Der Prüfdrehzahlbereich muss zwischen einer Raddrehzahl von 50 U/min und der maximalen Drehzahl liegen. Die zu messende maximale Prüfdrehzahl ist entweder durch die maximale Achseingangsdrehzahl oder die maximale Raddrehzahl definiert, abhängig davon, welche der folgenden Bedingungen zuerst erfüllt ist:

4.3.4.1.

Die anwendbare maximale Achseingangsdrehzahl ist möglicherweise durch die Bauartspezifikation der Achse begrenzt.

4.3.4.2.

Die maximale Raddrehzahl wird für den kleinsten anwendbaren Reifendurchmesser bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 90 km/h für mittelschwere und schwere Lastkraftwagen und von 110 km/h für schwere Busse berechnet. Ist der kleinste anwendbare Reifendurchmesser nicht definiert, findet Absatz 4.3.4.1 Anwendung.

4.3.5.

Zu messende Raddrehzahlstufen

Für die Prüfung ist ein Raddrehzahlstufen-Intervall von 50 U/min für schwere Lastkraftwagen und schwere Busse und von 100 U/min für mittelschwere Lastkraftwagen zu verwenden. Die Messung von Übergangs-Drehzahlstufen ist zulässig.

4.4.

Messung des Kennfelds der Drehmomentverluste für Achsen

4.4.1.

Prüfsequenz für das Kennfeld der Drehmomentverluste

Für jede Drehzahlstufe ist der Drehmomentverlust für die einzelnen Ausgangsdrehmomentstufen beginnend vom niedrigsten Drehmomentwert aufwärts bis zum Maximalwert sowie abwärts bis zum Mindestwert zu messen. Die Folge der Drehzahlstufen kann beliebig sein. Die Messsequenz für das Drehmoment ist zweimal durchzuführen und aufzuzeichnen. Eine Unterbrechung der Sequenz für den Zweck der Kühlung oder Erwärmung ist zulässig.

4.4.2.

Messdauer

Die Messdauer für jeden einzelnen Rasterpunkt muss mindestens 5 und höchsten 20 Sekunden betragen.

4.4.3.

Mittelung der Rasterpunkte

Die innerhalb des in Nummer 4.4.2 angegebenen Intervalls von 5 bis 20 Sekunden aufgezeichneten Werte für jeden Rasterpunkt sind arithmetisch zu mitteln. Aus allen vier gemittelten Intervallen der einander entsprechenden Drehzahl- und Drehmoment-Rasterpunkte der beiden jeweils aufwärts und abwärts durchgeführten Messfolgen ist ein arithmetisches Mittel zu bilden, das einen einzelnen Wert für den Drehmomentverlust ergibt.

4.4.4. Der Drehmomentverlust (auf Eingangsseite) der Achse ist wie folgt zu berechnen:TlossTinToutigear dabei gilt:

T_loss,=

Drehmomentverlust der Achse auf Eingangsseite [Nm]

T_in=

Eingangsdrehmoment [Nm]

i_gear=

Achsgetriebeübersetzung [-]

T_out=

Ausgangsdrehmoment [Nm]

4.4.5.

Validierung der Messung

4.4.5.1. Die gemittelten Drehzahlwerte pro Rasterpunkt (Intervall von 5 bis 20 s) dürfen für die Ausgangsdrehzahl nicht mehr als ± 5 U/min von den Einstellwerten abweichen.

4.4.5.2. Die gemäß 4.4.3 gemittelten Ausgangsdrehmoment-Werte für jeden Rasterpunkt dürfen nicht mehr als ± 20 Nm oder ± 1 % (je nachdem, welcher Wert höher ist) vom Drehmoment-Sollwert für den betreffenden Rasterpunkt abweichen.

4.4.5.3. Werden die oben stehenden Kriterien nicht erfüllt, ist die Messung ungültig. In diesem Fall muss die Messung für die gesamte betreffende Drehzahlstufe wiederholt werden. Wenn die wiederholte Messung gültig ist, sind die Daten zu konsolidieren.

4.4.6.

Berechnung der Unsicherheit

Die Gesamtunsicherheit U_T,loss des Drehmomentverlustes ist auf Grundlage der folgenden Parameter zu berechnen:

i.

Temperatureffekt

ii.

Parasitäre Lasten

iii.

Unsicherheit (einschließlich Empfindlichkeitstoleranz, Linearität, Hysterese und Wiederholbarkeit)

Die Gesamtunsicherheit des Drehmomentverlustes (U_T,loss) beruht auf den Unsicherheiten der Sensoren mit einem Konfidenzniveau von 95 %. Die Berechnung erfolgt für jeden verwendeten Sensor (z. B. bei einer Anordnung mit drei Motoren: U_T,in, U_T,out,1, U_T,out,2) als Quadratwurzel der Summe der Quadrate ( „Gaußsches Fehlerfortpflanzungsgesetz” ).UT,lossU2T,inUT,outigear2UT,inout2U2TKCU2TK0U2calU2paraUTKC13wtkcKrefΔKTcUTK013wtk0KrefΔKTnUcal1wcalkcalTnUpara13wparaTn w_para = sens_para * i_para dabei gilt:

U_T,in/out=

Unsicherheit der Messung des Eingangs-/Ausgangsdrehmomentverlustes, getrennt für Eingangs- und Ausgangsdrehmoment; [Nm]

i_gear=

Achsgetriebeübersetzung [-]

U_TKC=

Unsicherheit durch den Temperatureinfluss auf das aktuelle Drehmomentsignal; [Nm]

w_tkc=

Temperatureinfluss auf das aktuelle Drehmomentsignal pro K_ref, vom Sensorhersteller angegeben; [%]

U_UTK0=

Unsicherheit durch den Temperatureinfluss auf das Nulldrehmomentsignal (bezogen auf das Nenndrehmoment); [Nm]

w_tk0=

Temperatureinfluss auf das Nulldrehmomentsignal pro K_ref (bezogen auf das Nenndrehmoment), vom Sensorhersteller angegeben; [%]

K_ref=

Bezugstemperatur-Messbereichsgrenze für tkc und tk0, vom Sensorhersteller angegeben; [°C]

ΔK=

absolute Differenz der am Drehmomentsensor zwischen der Kalibrierung und der Messung gemessenen Sensortemperatur; kann die Sensortemperatur nicht gemessen werden, ist der Standardwert ΔK = 15 zu verwenden; [°C]

T_c=

aktueller/gemessener Drehmomentwert am Drehmomentsensor; [Nm]

T_n=

Drehmomentnennwert des Drehmomentsensors; [Nm]

U_cal=

Unsicherheit durch die Kalibrierung des Drehmomentsensors; [Nm]

w_cal=

relative Kalibrierungsunsicherheit (bezogen auf das Nenndrehmoment); [%]

k_cal=

Kalibrierfaktor (falls vom Sensorhersteller angegeben, andernfalls = 1)

U_para=

Unsicherheit durch parasitäre Lasten; [Nm]

w_para=

sens_para * i_para

relativer Einfluss von Kräften und Biegemomenten, die durch Versatz verursacht werden

sens_para=

maximaler Einfluss parasitärer Lasten für einen gegebenen Drehmomentsensor, vom Sensorhersteller angegeben, [%]; wird vom Sensorhersteller kein bestimmter Wert für die parasitären Lasten angegeben, ist der Wert auf 1,0 % einzustellen

i_para=

maximaler Einfluss parasitärer Lasten für einen gegebenen Drehmomentsensor abhängig von der Prüfanordnung wie in den Abschnitten 4.2.3 und 4.2.4 dieses Anhangs angegeben

4.4.7.

Bewertung der Gesamtunsicherheit des Drehmomentverlustes

Falls die berechneten Unsicherheiten U_T,in/out unter den folgenden Grenzwerten liegen, ist davon auszugehen, dass der gemeldete Drehmomentverlust T_loss,rep mit dem gemessenen Drehmomentverlust T_loss übereinstimmt. U_T,_in: 7,5 Nm oder 0,25 % des gemessenen Drehmoments, abhängig davon, welcher zulässige Unsicherheitswert höher ist Für Prüfanordnungen mit einem Prüfstand an der Ausgangsseite: U_T,_out: 15 Nm oder 0,25 % des gemessenen Drehmoments, abhängig davon, welcher zulässige Unsicherheitswert höher ist Für Prüfanordnungen mit zwei Prüfständen an jeder Ausgangsseite: U_T,_out: 7,5 Nm oder 0,25 % des gemessenen Drehmoments, abhängig davon, welcher zulässige Unsicherheitswert höher ist Falls die berechneten Unsicherheiten höher sind, ist der Teil der berechneten Unsicherheit, der die oben stehenden Grenzwerte überschreitet, zu T_loss für den gemeldeten Drehmomentverlust T_loss,rep wie folgt hinzuzurechnen: Falls die Grenzwerte von U_T,in überschritten werden: T_loss,rep = T_loss + ΔUT_in ΔU_T,in = MIN((U_T,in – 0,25 % × T_c) oderr (U_T,in – 7,5 Nm)) Falls die Grenzwerte von U_T,out überschritten werden: T_loss,rep = T_loss + ΔU_T,out / i_gear Für Prüfanordnungen mit einem Prüfstand an der Ausgangsseite: ΔU_T,out = MIN((U_T,out – 0,25 % × T_c) oder (U_T,out – 15 Nm)) Für Prüfanordnungen mit zwei Prüfständen an jeder Ausgangsseite:ΔUT,outΔUT,out 12 ΔUT,out 22 ΔU_{T,out_1} = MIN((U_{T,out_1} – 0,25 % × T_c) oder (U_{T,out_1} – 7,5Nm)) ΔU_{T,out_2} = MIN((U_{T,out_1} – 0,25 % × T_c) oder (U_{T,out_1} – 7,5Nm)) Dabei gilt:

U_T,in/out=

Unsicherheit der Messung des Eingangs-/Ausgangsdrehmomentverlustes, getrennt für Eingangs- und Ausgangsdrehmoment; [Nm]

i_gear=

Achsübersetzung [-]

ΔU_T=

der Teil der berechneten Unsicherheit, der die angegebenen Grenzwerte überschreitet

4.4.8.

Ergänzung der Daten für das Kennfeld der Drehmomentverluste

4.4.8.1. Wenn die Drehmomentwerte den Grenzwert des oberen Bereichs überschreiten, ist eine lineare Extrapolation durchzuführen. Für die Extrapolation ist die Steigung der linearen Regression auf Basis aller für die entsprechende Drehzahlstufe gemessenen Drehmomentpunkte zu verwenden.

4.4.8.2. Für Werte des Ausgangsdrehmomentbereichs unter dem niedrigsten gemessenen Rasterpunkt gemäß Nummer 4.3.3.2 müssen die Drehmomentverlustwerte des niedrigsten gemessenen Rasterpunkts verwendet werden.

4.4.8.3. Bei einer Raddrehzahl von 0 U/min sind die Drehmomentverlustwerte der Drehzahlstufe 50 U/min zu verwenden.

4.4.8.4. Bei negativen Eingangsdrehmomenten (z. B. Schiebebetrieb, Freilauf) ist der Wert des Drehmomentverlustes zu verwenden, der für das betreffende positive Eingangsdrehmoment gemessen wird.

4.4.8.5. Bei einer Tandemachse ist das kombinierte Kennfeld der Drehmomentverluste für beide Achsen anhand der Prüfergebnisse für die einzelnen Achsen an der Eingangsseite zu berechnen. Auch die Eingangsdrehmomentwerte sind hinzuzufügen. T_loss,rep,tdm = T_loss,rep,1 + T_loss,rep,2 T_in,tdm = T_in,1 + T_in,2

5.

Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften

5.1. Jeder im Einklang mit diesem Anhang genehmigte Achsentyp muss in der Weise hergestellt werden, dass er im Hinblick auf die Beschreibung im Zertifizierungsformular und dessen Anlagen mit dem genehmigten Typ übereinstimmt. Die Verfahren zur Überprüfung der Übereinstimmung der für die zertifizierten mit den CO₂-Emissionen und dem Kraftstoffverbrauch zusammenhängenden Eigenschaften müssen mit denen in Artikel 31 der Verordnung (EU) 2018/858 übereinstimmen.

5.2. Die Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften ist auf Grundlage der Angaben in der in Anlage 1 dieses Anhangs beschriebenen Bescheinigung und der im vorliegenden Absatz aufgeführten besonderen Bedingungen zu überprüfen.

5.3. Vom Hersteller ist jährlich mindestens die in Tabelle 1 angegebene Anzahl von Achsen auf der Grundlage der jährlichen Produktionszahlen zu prüfen. Bei der Festlegung der Produktionszahlen sind nur Achsen zu berücksichtigen, für die die Anforderungen der vorliegenden Verordnung gelten.

5.4. Jede vom Hersteller geprüfte Achse muss für eine bestimmte Achsenfamilie repräsentativ sein.

5.5. Die Anzahl der Familien von einfach untersetzten Achsen und anderen Achsen, für die Prüfungen durchgeführt werden müssen, ist Tabelle 1 zu entnehmen.

Tabelle 1

Stichprobengröße für die Konformitätsprüfung

Produktionszahlen	Anzahl der Prüfungen für einfach untersetzte Achsen	Anzahl der Prüfungen für andere Achsen (ohne einfach untersetzte Achsen)
0 – 40000	2	1
40001 – 50000	2	2
50001 – 60000	3	2
60001 – 70000	4	2
70001 – 80000	5	2
80001 und mehr	5	3

5.6. Die beiden Achsenfamilien mit den höchsten Produktionsvolumen müssen immer geprüft werden. Der Hersteller muss die Anzahl der durchgeführten Prüfungen und die Auswahl der Familien gegenüber der Genehmigungsbehörde nachweisen (z. B. durch Angabe der Umsatzzahlen). Die restlichen Familien, für die Prüfungen durchzuführen sind, werden zwischen dem Hersteller und der Genehmigungsbehörde vereinbart.

5.7. Zur Überprüfung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften ermittelt die Genehmigungsbehörde in Absprache mit dem Hersteller den bzw. die zu prüfenden Achsentypen. Die Genehmigungsbehörde stellt sicher, dass die ausgewählte(n) Achsentypen gemäß denselben Standards wie für die Serienproduktion hergestellt werden.

5.8. Wenn das Ergebnis einer gemäß Nummer 6 durchgeführten Prüfung die in Nummer 6.4 angegebenen Werte überschreitet, müssen drei weitere Achsen derselben Familie geprüft werden. Wenn mindestens eine dieser Achsen die Prüfung nicht besteht, gelten die Bestimmungen in Artikel 23.

6.

Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion

6.1. Zur Überprüfung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften ist in vorheriger Absprache zwischen der Genehmigungsbehörde und dem Antragsteller eines der folgenden Verfahren anzuwenden:

a)

Die Messung des Drehmomentverlustes gemäß diesem Anhang unter Anwendung des vollständigen Verfahrens wird auf die in Absatz 6.2 beschriebenen Rasterpunkte begrenzt.

b)

Die Messung des Drehmomentverlustes gemäß diesem Anhang unter Anwendung des vollständigen Verfahrens wird auf die in Absatz 6.2 beschriebenen Rasterpunkte begrenzt, mit Ausnahme des Einfahrverfahrens. Zur Berücksichtigung der Einfahreigenschaften einer Achse kann ein Korrekturfaktor angewandt werden. Dieser Faktor ist nach bestem technischem Ermessen in Absprache mit der Genehmigungsbehörde festzulegen.

c)

Messung des Schleppdrehmoments gemäß Absatz 6.3. Der Hersteller kann ein Einfahrverfahren nach bestem technischem Ermessen von bis zu 100 Stunden wählen.

6.2. Erfolgt die Bewertung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften gemäß Absatz 6.1 Buchstabe a oder b, sind die Rasterpunkte für diese Messung auf vier Rasterpunkte aus dem genehmigten Kennfeld der Drehmomentverluste begrenzt.

6.2.1. Zu diesem Zweck ist das komplette Kennfeld der Drehmomentverluste der Achse, die zur Überstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften zu prüfen ist, in drei abstandsgleiche Drehzahlbereiche und in drei Drehmomentbereiche zu unterteilen, um neun Kontrollbereiche zu definieren (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2

6.2.2. Für vier Kontrollbereiche ist gemäß dem vollständigen Verfahren ein einzelner Punkt auszuwählen, zu messen und auszuwerten, wie in Absatz 4.4 beschrieben. Jeder Kontrollpunkt ist wie folgt auszuwählen:

i)

Die Kontrollbereiche sind abhängig von der Achsenreihe auszuwählen:

—

einfach untersetzte Achsen einschließlich Tandemkombinationen: Kontrollbereiche 5, 6, 8 und 9.

—

Nabenuntersetzungsachsen einschließlich Tandemkombinationen: Kontrollbereiche 2, 3, 4 und 5.

ii)

Der ausgewählte Punkt muss in der Mitte des Bereichs liegen, der sich auf den Drehzahlbereich und den anwendbaren Drehmomentbereich für die betreffende Drehzahl bezieht.

iii)

Um einen korrespondierenden Punkt für den Vergleich mit dem für die Zertifizierung gemessenen Kennfeld der Verluste zu erhalten, ist der ausgewählte Punkt zu dem am nächsten liegenden gemessenen Punkt aus dem genehmigten Kennfeld zu verschieben. Liegt der gewählte Punkt in der Mitte zwischen zwei genehmigten Punkten, so ist der höhere Punkt zu verwenden.

6.2.3. Für jeden gemessenen Punkt zur Überprüfung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften und dessen korrespondierenden Punkt dem typgenehmigten Kennfeld wird die Effizienz wie folgt berechnet:ηiToutiaxle Tin dabei gilt:

η_i=

Effizienz des Rasterpunkts aus den einzelnen Kontrollbereichen 1 bis 9

T_out=

Ausgangsdrehmoment [Nm]

T_in=

Eingangsdrehmoment [Nm]

i_axle=

Achsübersetzung [-]

6.2.4. Die durchschnittliche Effizienz des Kontrollbereichs ist wie folgt zu berechnen:

Für einfach untersetzte Achsen:

ηavr,mid speedη5η62

ηavr,high speedη8η92

ηavr,totalηavr,mid speedηavr,high speed2

Für Nabenuntersetzungsachsen:

ηavr,low speedη2η32

ηavr,mid speedη4η52

ηavr,totalηavr,low speedηavr,mid speed2

dabei gilt:

η_{avr,low speed}=

durchschnittliche Effizienz für niedrige Drehzahl

η_{avr,mid speed}=

durchschnittliche Effizienz für mittlere Drehzahl

η_{avr,high speed}=

durchschnittliche Effizienz für hohe Drehzahl

η_avr,total=

vereinfachte gemittelte Effizienz für die Achse

6.2.5. Erfolgt die Bewertung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften gemäß Absatz 6.1 Buchstabe c, ist das Schleppdrehmoment der Stammachse der Familien, der die geprüfte Achse angehört, während der Zertifizierung zu bestimmen. Dies kann vor oder nach dem Einfahrverfahren gemäß Nummer 3.1 oder durch Extrapolation aller Werte des Kennfelds der Drehmomente für jede Drehzahlstufe bis hinunter zu 0 Nm durchgeführt werden. Die Extrapolation erfolgt linear oder durch ein Polynom zweiter Ordnung, je nachdem, welche Standardabweichung geringer ist.

6.3.

Bestimmung des Schleppdrehmoments

6.3.1. Zur Bestimmung des Schleppdrehmoments einer Achse ist eine vereinfachte Prüfanordnung mit nur einem Elektromotor und nur einem Drehmomentsensor auf der Eingangsseite erforderlich. Bei einer Portalachse mit unterschiedlicher Länge der beiden Ausgangswellen ist auch ein Prüfaufbau mit zwei elektrischen Maschinen und zwei Drehmomentsensoren an jedem Ausgang zulässig. Dabei werden beide Ausgangswellen synchron in Fahrtrichtung angetrieben. Das endgültige Schleppdrehmoment ergibt sich aus der Summe der beiden Ausgangsdrehmomente.

6.3.2. Es gelten die Prüfbedingungen gemäß Absatz 4.1. Die auf das Drehmoment bezogene Unsicherheitsberechnung kann entfallen.

6.3.3. Die Messung des Schleppdrehmoments ist innerhalb des Drehzahlbereichs des genehmigten Typs gemäß Absatz 4.3.4 unter Berücksichtigung der in 4.3.5 genannten Drehzahlstufen durchzuführen.

6.4.

Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften

6.4.1. Die Überprüfung der Übereinstimmung der für die CO₂-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch maßgeblichen zertifizierten Eigenschaften ist erfolgreich, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

a)

Wird eine Messung des Drehmomentverlustes gemäß Nummer 6.1 Buchstabe a oder b durchgeführt, darf die durchschnittliche Effizienz einer Achse, die während der Überprüfung der Übereinstimmung der mit den CO₂-Emissionen und dem Kraftstoffverbrauch zusammenhängenden zertifizierten Eigenschaften geprüft wurde, bei einfach untersetzten Achsen nicht niedriger als 1,5 % und bei allen anderen Achsenreihen nicht niedriger als 2,0 % unter der entsprechenden durchschnittlichen Effizienz der typgenehmigten Achse liegen.

b)

Wird eine Messung des Schleppdrehmoments gemäß Nummer 6.1 Buchstabe c durchgeführt, so muss das Schleppdrehmoment einer Achse, die während der Überprüfung der Übereinstimmung der mit den CO₂-Emissionen und dem Kraftstoffverbrauch zusammenhängenden zertifizierten Eigenschaften geprüft wurde, niedriger sein als das entsprechende Schleppdrehmoment der typgenehmigten Achse oder innerhalb der in Tabelle 2 angegebenen Toleranz liegen.

Tabelle 2

i = Gangübersetzung

Achsenreihe	Toleranzen für Achsen, gemessen bei Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion nach Einfahren Vergleich mit Td0				Toleranzen für Achsen, gemessen bei Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion ohne Einfahren Vergleich mit Td0
	für i	Toleranz Td0_Eingang [Nm]	für i	Toleranz Td0_Eingang [Nm]	für i	Toleranz Td0_Eingang [Nm]	für i	Toleranz Td0_Eingang [Nm]
SR	≤ 3	10	> 3	9	> 3	16	> 3	15
SRT	≤ 3	11	> 3	10	> 3	18	> 3	16
SP	≤ 6	11	> 6	10	> 6	18	> 6	16
HR	≤ 7	15	> 7	12	> 7	25	> 7	20
HRT	≤ 7	16	> 7	13	> 7	27	> 7	21