Förderverhalten und Energienutzungsgrad von Dosierpumpen für Kraftfahrzeuge
Aufgabe/Zielsetzung
Dosierpumpe für Kraftstoffförderung zur Standheizung
Besonders im Automobilbereich sind die Steigerung der Energieeffizienz sowie eine hohe Fördergenauigkeit fluidtechnischer Komponenten wichtige Wettbewerbs- aspekte. Die in diesem Projekt mit der Thomas Magnete GmbH untersuchte Dosierpumpe wird in Kraftfahrzeugen unter anderem dazu eingesetzt, die Zusatz- heizung mit Kraftstoff zu versorgen. Zielstellung der Arbeit ist die Analyse der Dosierpumpe, um Verbesserungspotenzial von
- Fördergenauigkeit,
- Geräuschentwicklung und
- Energienutzungsgrad
zu identifizieren. Bei dem Untersuchungsobjekt handelt es sich um eine Einkolbenpumpe, angetrieben mithilfe eines elektromagnetischen Aktors.
Lösungsweg
Schwerpunkt der Arbeit ist die numerische Strömungsberechnung unter Verwendung eines Kavitationsmodells. Die Simulation der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) erlaubt die Untersuchung der Wechselwirkungen von Strömung und Struktur, führt zu einem tiefen Verständnis der Strömungsvorgänge in der Pumpe und ist Grundlage von Optimierungsmaßnahmen.
Experimentelle und numerische Untersuchungen der instationären Strömungsvorgänge
Im Hinblick auf die Analyse der Energieeffizienz bildet ein nichtlineares Systemmodell, auf der Basis konzentrierter Parameter, alle physikalischen Teilsysteme der Pumpe ab. Durch die Untergliederung ist es möglich, den Bedarf an elektrischer Energie für ein Arbeitsspiel genau zu berechnen und wesentliche elektrische, magnetische, mechanische und hydraulische Energiespeicher und -verbraucher zu untersuchen.
Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des Projektes mit dem Förderkennzeichen KF2452603RU3, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert wurde.
Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Thomas Magnete GmbH realisiert.