Stabilität von Druckbegrenzungsventilen
Aufgabe/Zielsetzung
Modellstruktur eines Proportional-Druckbegrenzungsventils
Ein Druckbegrenzungsventil ist ein selbstregelndes domänenübergreifendes System.
Das Systemverhalten elektro-hydraulischer Ventilsysteme wird durch komplexe Wechselwirkungen zwischen den einzelnen, funktionsbestimmenden Teilsystemen charakterisiert. Die zielgerichtete Entwicklung dieser Komponenten unter den Aspekten Robustheit, Funktionalität und Energieeffizienz stellt zusammen mit der Fehleranalyse eine anspruchsvolle Entwicklungsaufgabe dar.
Mit Hilfe eines ganzheitlichen Simulationsansatzes unter Berücksichtigung aller physikalischer Gesetzmäßigkeiten, ist es möglich, das Systemverhalten vorauszuberechnen und den Entwicklungsprozess der Ventile zu unterstützen.
Lösungsweg
Stabilitätsbetrachtungen für verschiedene Ventilkonfigurationen eines Druckbegrenzungsventils
Die Grundlage der Vorausberechnung des
Systemverhaltens bildet ein nichtlineares
Modell mit konzentrierten Parametern.
Die Parametergewinnung für die strömungsmechanischen und magnetischen Wirkzusammenhänge erfolgt durch gezielte Nutzung von CFD und FEM Berechnungen.
Anhand der erstellten Modelle lassen sich
durch Parametervariationen das statische
und dynamische Systemverhalten vorausberechnen bzw. optimieren.
Am Beispiel von Druckbegrenzungs- ventilen ermöglichen die Simulations-modelle eine Gestaltung des statischen Ventilverhaltens bei ausreichender Stabilität bzw. Systemdämpfung.
Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten im Rahmen einer Kooperation mit der Bosch Rexroth AG. Die Autoren danken dieser Firma für die Förderung und freundliche Unterstützung.