Wirkungsgrad- und Verschmutzungsprüfstand für Pumpen
Pumpen sind ein wesentlicher Bestandteil jedes hydraulischen Systems. Der Wirkungsgrad von hydraulischen Verdrängereinheiten ist dabei ein wichtiger Parameter und abhängig von dem Betriebspunkt. Über die Messung der Parameter Druck, Volumenstrom, Drehzahl, Drehmoment und Temperatur wird der Wirkungsgrad bestimmt. Auch die Pulsation einer Pumpe ist eine äußerst relevante Größe. Unter Verwendung eines RALAs ist eine präzise Messung der Pulsation möglich.Verunreinigungen können einen Ausfall hydraulischer Komponenten aufgrund von Verschleiß hervorrufen. Unter Zugabe von Teststaub kann der Einfluss von Verunreinigungen auf die Leistungsfähigkeit und das Verschleißverhalten von Pumpen untersucht werden.
Prüfstandsaufbau
Der Pumpen- und Verschmutzungsprüfstand ermöglicht die Untersuchung von hydraulischen Verdrängereinheiten, wie Axialkolben-, Zahnrad- und Flügelzellenpumpen. Die hydraulische Last wird durch ein Lastventil aufgeprägt. Zwischen dem elektrischen Motor (Antrieb) und der Versuchspumpe befindet sich eine Drehmomentmesswelle, wie auch ein Drehzahlsensor. Weiterhin werden Drücke, und Temperaturen in der Saug- und Hochdruckleitung der Pumpe gemessen. Der Prüfaufbau ist sehr modular und ermöglicht damit eine Vielzahl von Untersuchungen bei kurzen Umrüstzeiten. Wird beispielsweise zusätzlich der Fördervolumenstrom gemessen, kann der Pumpen-wirkungsgrad berechnet werden.
Unter Verwendung eines vorhandenen reflexionarmen Leitungsabschluss (RALA) kann eine Untersuchung der Pumpenpulsation erfolgen. Der Prüfstand kann außerdem so umgebaut werden, dass auch eine Kontamination des Öls möglich ist und somit Verschmutzungsuntersuchungen an Verdrängereinheiten durchgeführt werden können. Für die Verschmutzungsuntersuchung wird Teststaub mit genormter Partikelgrößenverteilung (z.B. Arizona-Teststaub oder ISO-MTD) in das Öl eingebracht. Nach der Versuchsdurchführung kann eine Untersuchung der Ober-flächenveränderungen der Bauteile im Oberflächenmessraum des ifas erfolgen und damit gezielt die Ver-schleißerscheinungen durch die eingebrachte Verschmutzung unter-sucht werden.
Leistungsdaten
Der Prüfstand verfügt über einen drehzahlgeregelten Elektromotor mit einer Leistung von 100 kW. Die maximale Drehzahl beträgt 3000 1/min. Die Drehmomentmesswelle zwischen Antriebsmotor und Verdrängereinheit misst Drehmomente bis 500 Nm. Der Druckbereich des Prüfstands reicht bis 315 bar. Der Fördervolumenstrom der Pumpe wird optional von einem Volumenstromsensor kontinuierlich in einem Bereich von 0,6 bis 160 l/min aufgelöst. Neben dem Fördervolumenstrom können z.B. noch der erforderliche Volumenstrom zur Versorgung des Pumpenreglers oder der Leckagevolumenstrom aus dem Pumpengehäuse gemessen werden. Darüber hinaus verfügt der Prüfstand über eine effektive Kühlung, die es erlaubt, Untersuchungen bei konstanten Temperaturbedingungen durchzuführen. Optional erfolgt eine Filterung des Öls im Rücklauf zum Tank.
Forschungsprojekte
In der Vergangenheit wurden an dem Prüfstand diverse Forschungs- und Industrieprojekte durchgeführt. Dazu zählten u.a. Wirkungsgradmessungen mit unterschiedlichen Fluiden im Rahmen des Forschungsvorhabens BioHydra (Entwicklung eines biopolymerbasierten Hydraulikfluides mit pflanzlichen Korrosionsschutzadditiven), aber auch Schmutzuntersuchungen oder Vermessungen von Pumpenreglern im Projekt Regelorgane (Regelorgane für Verstellpumpen mit systematischer Vermeidung kontinuierlicher Bypass-Verluste).