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Juni 2012
Claus Peter Enekes
Ausgewählte Maßnahmen zur Effizienzsteigerung von Axialkolbenmaschinen
Axialkolbenmaschinen zeichnen sich durch eine hohe Effizienz aus und werden in einer Vielzahl mobil- und stationärhydraulischer Anwendungen eingesetzt. Einflussgrößen auf die Effizienz von Axialkolbenmaschinen sind u.a. Reibverluste in den tribologischen Systemen des Triebwerks und Planschverluste im ölgefüllten Pumpengehäuse.
Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst die Reibverluste im Kolben-Buchse-Kontakt bei Einsatz einer PVD-Beschichtung und eines unadditivierten synthetischen Esters betrachtet. Aufbauend auf den Untersuchungen an einem Scheibe-Scheibe-Tribometer werden Geometrieoptimierungen von Kolben und Buchse numerisch bestimmt und in einem Einkolbenprüfstand betrachtet. Abschließend erfolgt eine Wirkungsgradmessung in einer Schrägscheibeneinheit. Einen weiteren Schwerpunkt stellen Planschverluste infolge der rotierenden Triebwerkskomponenten im ölgefüllten Pumpengehäuse dar. Diese werden grundlegend mittels numerischer Strömungssimulation untersucht und Maßnahmen zur Reduzierung systematisch erarbeitet. Ausgehend von der Integration eines Strömungsinserts in eine Serieneinheit erfolgt abschließend eine experimentelle Wirkungsgradmessung.
Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst die Reibverluste im Kolben-Buchse-Kontakt bei Einsatz einer PVD-Beschichtung und eines unadditivierten synthetischen Esters betrachtet. Aufbauend auf den Untersuchungen an einem Scheibe-Scheibe-Tribometer werden Geometrieoptimierungen von Kolben und Buchse numerisch bestimmt und in einem Einkolbenprüfstand betrachtet. Abschließend erfolgt eine Wirkungsgradmessung in einer Schrägscheibeneinheit. Einen weiteren Schwerpunkt stellen Planschverluste infolge der rotierenden Triebwerkskomponenten im ölgefüllten Pumpengehäuse dar. Diese werden grundlegend mittels numerischer Strömungssimulation untersucht und Maßnahmen zur Reduzierung systematisch erarbeitet. Ausgehend von der Integration eines Strömungsinserts in eine Serieneinheit erfolgt abschließend eine experimentelle Wirkungsgradmessung.
Schlagwörter: Axialkolbenmaschine; Beschichtung; PVD; Planschverluste; Schrägscheibe
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Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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