Bioschmierstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

 

Einfluss der Hydraulikflüssigkeit auf den Energieverbrauch hydraulischer Anlagen

Anschrift
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen
52074 Aachen
Campus Boulevard 30
Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Hubertus Murrenhoff
Tel: +49 241 80-27511
E-Mail: hubertus.murrenhoff@ifas.rwth-aachen.de
FKZ
22005512
Anfang
01.10.2012
Ende
31.03.2015
Aufgabenbeschreibung
Energieverluste hydraulischer Anlagen werden in hohem Maße durch die Wirkungsgrade der Hochdruckpumpen bestimmt. Je nach Bauart und Einsatzbedingungen treten hier die internen Reibungsverluste oder die Leckageverluste in den Vordergrund. Aus früheren Untersuchungen mit anderen Zielsetzungen liegen deutliche Hinweise vor, dass verschiedenartige Fluide sich in unterschiedlichem Ausmaß reibungsmindernd oder leckageanfällig zeigen, wobei dies auf das Grundöl oder die Additive zurückgeführt werden kann. Das erste Ziel des hier vorgestellten Projektes ist, systematisch den Einfluss verschiedener marktgängiger Fluide mit unterschiedlichen Grundölen auf die gemessenen mechanischen und volumetrischen Wirkungsgrade von Hydraulik¬pumpen zu untersuchen. Bei den Versuchen kommen Zahnrad-, Flügelzellen- und Axialkolbenpumpen als drei typische Vertreter gängiger Bauarten zum Einsatz. Jedes Fluid wird zunächst mit neuwertigen Pumpen gepaart, um Oberflächeneffekte von Fremdflüssigkeiten auszuschließen. Reibungsmindernde Komponenten des Grundöls oder der Additivierung verändern zeitweise oder dauerhaft die tribo¬logischen Eigenschaften der aufeinander gleitenden Flächen. In einer zweiten Projektphase soll daher untersucht werden, wie stark Reste eines vorher in einer Pumpe gelaufenen Altfluids nach einem Wechsel auf eine andere Fluidtype die Ergebnisse beeinflussen. Die Arbeitsplanung ist in Abschnitt 5 der Projekbeschreibung detaillier erläutert.
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Projekts wurde der Einfluss des Druckmediums auf den Wirkungsgrad von Hydraulikpumpen drei unterschiedlicher Bauarten (Flügelzellen-, Außenzahnrad- und Axialkolbenpumpen) untersucht. Aufgrund spezifischer Unterschiede im tribologischen Verhalten von mineralöl- (HLP) und esterbasierten (HEES bzw. HETG) Druckmedien konnte die Arbeitshypothese, dass die Verwendung von esterbasierten Bioölen den Wirkungsgrad steigern kann, bestätigt werden. Der Einfluss des Öls ist aufgrund der jeweiligen Gestaltung der Tribokontakte in Axialkolbenpumpen am geringsten, in Flügelzellenpumpen am größten. Somit konnte in letzteren durch die Verwendung von HETG der Wirkungsgrad um durchschnittlich 1 % erhöht werden im Verhältnis zum Betrieb mit HLP46. Um Mischungsproblematiken vorzubeugen, wurde am im Rahmen des Projekts aufgebauten Wirkungsgradprüfstand ebenfalls der Einlauf der Pumpen vollzogen, sodass keine Kontamination des Druckmediums bzw. der Oberflächen mit einem zum Einlauf verwendeten Öl entsteht. Dies bedingt die Verwendung von jeweils einer Pumpe jeder Bauart pro getestetem Öl. Um den Aufwand für zukünftige Versuche minimieren zu können, wurde deshalb untersucht, ob es zu einer längerfristigen Beeinflussung des Wirkungsgrads durch das im Einlauf verwendete Öl kommt. Da tendenziell Beeinflussungen, insbesondere beim Wechsel von HETG auf HLP auftreten, kann festgehalten werden, dass auch zukünftig eine große Anzahl von Pumpen zur Fortführung der Untersuchungen von Nöten ist oder mit extrem langen Einlaufzeiten mit dem jeweiligen Öl gerechnet werden muss.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
 
 
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