Grundlagenuntersuchungen an Scroll-Kompressoren
Digitalisierung eines Scrollwandprofils zur Nachrechnung
Scroll-Kompressoren weisen aufgrund ihres spiralförmigen Aufbaus einen sehr gleichmäßigen Verdichtungsverlauf bei einem vergleichsweise hohen Liefer- und Gütegrad auf. Hieraus ergeben sich Vorteile bezüglich des Pulsations- und Schwingungsverhaltens sowie hinsichtlich des Drehmomentverlauf und des Platzbedarfs. Insbesondere bei drehzahlgeregelten Anwendungen und in Einsatzgebieten mit besonderen Anforderungen an das akustische Verhalten, z. B. der mobilen Klimatisierung findet sich das Funktionsprinzip der Scroll-Maschinen millionenfach wieder. Für den Vorzug von Scroll-Kompressoren gegenüber anderen Verdichtungsprinzipien sind Details der Konstruktion, z. B. die Gestaltung der Verdrängerspiralen und des Triebwerks oder die Medienführung oft der ausschlaggebende Faktor. Für eine effektive und umfassende Untersuchung dieses Verdichtungsprinzips steht dem Lehrstuhl eine Vielzahl geeigneter experimenteller als auch theoretischer Mittel zur Verfügung. Beispielsweise wurden bereits werkstoffspezifische Kenngrößen zur Beurteilung der Bauteilsicherheit gegenüber scroll-typischer mechanischer Belastungen sowie zur Einschätzung tribologischer Verhältnisse ermittelt. Sowohl für die Auslegung neuer Verdichter als auch für Kontrollrechnungen bestehender Scroll-Kompressoren werden lehrstuhleigene Berechnungsprogramme genutzt, mit denen die wesentlichen kinematischen, thermodynamischen und mechanischen Kenngrößen zeitabhängig ermittelt werden können. Auf dieser Basis können die Prozesse in Scroll-Kompressoren analysiert und bewertet sowie Optimierungspotentiale aufgezeigt werden.
Berechnung des Kräfteverlaufs an einem Oldham-Ring eines Scroll-Kompressors
Finite-Elemente-Simulation der thermischen Verformung im Betrieb