Der steigende Anteil der Transportfahrten führt bei Traktoren zum Wunsch nach immer höheren Fahrgeschwindigkeiten. Diese sind nur noch durch eine ständige Weiterentwicklung der Fahrwerke erreichbar. Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit sollte ein Simulationsmodell für die hydro-pneumatische Federung von Traktoren erstellt werden. Am Institut steht die Hydrauliktoolbox von Matlab-Simulink zur Verfügung, in der die für ein Simulationsmodell erforderlichen Modellelemente Speicher und Zylinder vorhanden sind. Die Beschäftigung mit diesen Elementen machte schnell deutlich, dass sie wichtige reale Eigenschaften nicht abbilden. So enthält das Zylindermodell keinerlei Möglichkeiten, Reibungsparameter einzugeben. Das Speichermodell rechnet bei jeder Einfederungsgeschwindigkeit isentrop, die Möglichkeit, einen Wandwärmeübergang bei langsamer Einfederung zu berücksichtigen, besteht somit nicht. Es erschien daher notwendig, die Modellelemente elemente Speicher und Zylinder im Prüfstandsversuch zu überprüfen. Dazu wurde ein Prüfstand konzipiert und gebaut, auf dem ein hydropneumatisches Federelement vermessen werden kann. Als Anregungszylinder stand ein Prüfmaschinenzylinder mit integriertem Wegmessystem zur Verfügung, der Anregungsgeschwindigkeiten bis 1,2 m/s ermöglicht. Die Reibungsuntersuchungen fanden an einem Hydraulikzylinder mit 40 mm Stangen- und 60 mm Kolbendurchmesser statt, dessen Kolben- und Ringraum mit einem 10 l Blasenspeicher verbunden waren. Im System wurden Drücke von 20 bar bis 200 bar in Stufen zu 20 bar eingestellt, es wurden Anregungsgeschwindigkeiten von 1,5 bis 120 cm/s gefahren. Aus den dargestellten Diagrammen wird deutlich, dass die Reibungskräfte deutlich Druck- und Geschwindigkeitsabhängig sind. Der Anstieg zu den höheren Geschwindigkeiten hin hängt mit den Strömungsverlusten, der zu den niedrigeren Geschwindigkeiten hin hängt mit Stick-Slip Effekten zusammen. Um den Wandwärmeübergang im Speicher beim Einfedern zu untersuchen, wurde ein 1 l Membranspeicher mit dem Kolbenraum des Federzylinders verbunden. Der Stickstoffvorspanndruck im Speicher betrug 57 bar, Startdruck beim Einfedern war 80 bar, Enddruck bei 80 cm/s war 180 bar. Aus den Ergebnissen wird deutlich, dass der Wandwärmeübergang bis herunter zu 7,2 cm/s praktisch keinen Einfluss hat. Bis herunter zu 1,1 cm/s bleibt das Kappa auf einem Niveau oberhalb 1,4, um erst dann weiter abzufallen. Damit ist der Wandwärmeübergang im Speicher für dynamische Federvorgänge praktisch ohne Einfluss.
Möglichkeiten und Perspektiven der hydropneumatischen Federung
Possibilities and perspectives of the hydropneumatic suspension
2002
6 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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