Betriebsbe­reichserweite­rung von HFC-Komponenten

Aufgabe/Zielsetzung

Hydraulische Antriebe sind für den Maschinen­bau von wesentlicher Bedeutung. In Bereichen mit erhöhter Brandgefahr stellen die gängigen Mineralöle jedoch ein Sicherheitsrisiko dar. In solchen Anwend­ungen wird häufig HFC verwendet. Spezifisches Merkmal dieser Flüssigkeiten ist die hohe Kavitations­neigung und der dadurch bedingte starke Erosionsverschleiß.
Im Forschungsprojekt sind die Ursachen und Wirkungen der Kavitationserosion in HFC-Komponenten experimentell aufzuarbeiten und zu bewerten. Darauf basierend sind ein CFD-gestütztes Simulationswerkzeug sowie konstruktive Lösungsansätze zur Verbesserung der strömungskritischen Bereiche von HFC-Produkten zu erarbeiten.

Lösungsweg

Im ersten Schritt erfolgt die Stoff­wert­bestimmung und Modellparametrierung für HFC. Das parametrierte Kavitationsmodell wird mittels experimentellen Kavitations­untersuchungen validiert. Im Anschluss werden Erosionsversuche an ventil- und pumpentypischen Geometrien durchgeführt. Diese Experimente dienen der Entwicklung eines Modells zur simulationsgestützten Kavitations-erosionsvorhersage. Dieses bildet die Grundlage für die anschließende Untersuchung von Maßnahmen zur Erweiterung des Betriebsbereichs von HFC-Komponenten. Das Projekt endet mit der Umsetzung der Verbesserungsmaßnahmen an einem Funktionsmuster.