Simulative and experimental investigation of tribological contact cylinder block - valve plate of axial piston machines

• Applicant: Dr.-Ing. S Gels
• Subject Area: Engineering Design, Machine Elements, Product Development
• Term: from 2014 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 247001897

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Das Ziel des durchgeführten Projektes, physikalische Effekte im Kolbentrommel-Steuerspiegelkontakt zu identifizieren und in einem Simulationsmodell abzubilden, wurde erreicht. Die Validierung an einem speziell auf diesen Kontakt zugeschnittenen Kontakt konnte erfolgreich durch den Vergleich der Kolbentrommelbewegung im µm-Bereich und dem Reibmoment im Kontakt durchgeführt werden. Die durchgeführten Messungen an einer am Markt verfügbaren Axialkolbenpumpe führen zu vielen Erkenntnissen, die eine Optimierung des Kontaktes zulassen und sich im Detail mit der Simulation untersuchen lassen. Somit sind Variationen der Geometrie und deren Einfluss auf das Verhalten möglich. Hiermit ist ein wichtiger Schritt zu einem tieferen Verständnis dieses speziell ausgelegten Axial-Gleitlagers erfolgt, das für eine weitere Leistungssteigerung erforderlich ist. Mit dem validierten Modell ist die Möglichkeit gegeben, Simulationen aufzubauen, die innerhalb kurzer Zeit (die Simulationszeiten bewegen sich im Bereich zwischen 15 - 60 Minuten) Geometrievariationen im makroskopischen Bereich wie auch im mikroskopischen Bereich ermöglichen. Erstgenannte sind für eine generelle Auslegung des Kontaktes von Interesse. Mikroskopische Variationen erlauben die Abschätzung von Einlaufeffekten oder notwendigen Konturierungen.

Publications

• Simulation of the tribological contact cylinder block / valve plate and influence of geometry and operating points on the friction torque in axial piston machines. IFK 2014; Aachen; 2014
  Wegner, S.; Gels, S.; Murrenhoff, H.
  
• Experimental investigation of the cylinder block movement in an axial piston machine. FPMC 2015 Bath/ASME Symposium on Fluid Power and Motion Control, 2015
  Wegner, S.; Gels, S.; Dal Sik, J.; Murrenhoff, H.
  
• Validation of the physical effect implementation in a simulation model for the cylinder block/valve plate contact supported by experimental investigations. IFK 2016; Dresden; 2016
  Wegner, S.; Löschner, F.; Gels, S.; Murrenhoff, H.
  
• Vergleich analytischer Berechnungsmethoden des Entlastungsgrades im Kolbentrommel – Steuerspiegel Kontakt in Axialkolbenmaschinen. O+P, einger., 2017
  Wegner, S.; Gels, S.; Murrenhoff, H.