Seit vielen Jahrzehnten werden verschiedene Bauarten von Pumpen in Automobilen zur Förderung von Fluiden eingesetzt. Im Bereich der rein hydraulischen Lenkkraftunterstützung in Fahrzeugen kommen vorwiegend Flügelzellenpumpen zum Einsatz. Im Rahmen der Entwicklung neuer Fahrzeuge erfolgt stets eine akustische Abstimmung des Lenksystems, um für die Fahrzeuginsassen die Auswirkungen der Anregung des Fahrzeuges durch die Druckpulsationen der Lenkhilfepumpe zu minimieren. Die komplexeren Zusammenhänge in verstellbaren Flügelzellenpumpen lassen sieh durch den Aufbau von einfachen Modellen für die kinematischen Zusammenhänge sowie die Hydraulik mit vertretbarem Aufwand abbilden. Der Vergleich von Messdaten für den Druck in den Zellen aus Prüfstandsversuchen bei verschiedenen Drehzahlen und Belastungszuständen wird zur Validierung der entwickelten Modelle verwendet. Auf Basis dieses validierten Hydraulikmodells lassen sich verschiedene konstruktive Maßnahmen zur Reduktion der Druckpulsationen und somit zur Verringerung der akustischen Anregung des Systems entwickeln. Durch das gezielte Anbringen von zusätzlichen, positionsabhängigen Öffnungen zwischen dem Zelleninnem und der Druckseite werden die Druckspitzen in den Zellen reduziert. Dies geht allerdings mit einer Erhöhung der Druckpulsation sowohl auf Verbraucherseite als auch in der Zelle einher. Des Weiteren kann der Druckaufbau in den Zellen durch eine Veränderung der Förderkurve in Abhängigkeit von der geometrischen Positionierung des Außenringes verändert werden. Dies bedeutet die Realisierung einer anderen Kinematik im Innern der Pumpe. Die Berechnungsergebnisse mit dem Hydraulik-Modell zeigen auch hier eine Reduktion der Druckspitze in der Zelle bei einem gleichzeitigen, leichten Anstieg der Druckpulsation auf Verbraucherseite und innerhalb der Zelle. Die Realisierung eines ersten Versuchsträgers zeigt sowohl auf dem Prüfstand als auch im Fahrzeug das Potenzial der entwickelten, konstruktiven Maßnahme, die eine erhebliche Kostenreduktion im Vergleich zu einer alternativen, mechanischen Maßnahme wie dem Einsatz eines Schwingungstilgers bedeutet.
Untersuchungen zur akustischen Optimierung von verstellbaren Flügelzellenpumpen
2008
11 Seiten, 9 Bilder
Conference paper
German
Optimierung von Flügelzellenpumpen durch Kopplung von Simulation und Meßtechnik
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|Flügelbewegungen und Geräuschentstehung bei einpoligen Flügelzellenpumpen
LUH institutes collections | 1992
|Untersuchung der strömungsinduzierten Geräuschentstehung in Flügelzellenpumpen von Kraftfahrzeugen
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