Mechatronische Systeme zur Pulsationsminderung hydrostatischer Verdrängereinheiten

Die nichtkontinuierliche Fluidförderung hydrostatischer Verdrängereinheiten führt häufig zur Beeinflussung der Qualität hydraulischer Systeme. Dies kann sich auf ihre Lärmeigenschaften, die Systemeigenschaften bis hin zur Lebensdauer von Komponenten und Systemen auswirken. Bei der Bekämpfung des Flüssigkeitsschalls innerhalb hydraulischer Systeme offenbart sich meist ein Zielkonflikt zwischen Systemeigenschaften, wie beispielsweise dem Wirkungsgrad oder der Dynamik eines Systems einerseits und der erzielbaren Dämpfung in einem weiten Betriebsparameterbereich andererseits. Adaptive und aktive Pulsationsminderungsmaßnahmen stellen eine Möglichkeit dar, in diesen Zielkonflikten einen Freiheitsgrad zu gewinnen. Diese scheitern jedoch bislang meist an ihren hohen Kosten, beispielsweise wegen eines komplexen Aufbaus oder der Verwendung von Aktoren mit hoher Leistung und/oder hoher Dynamik. Die vorliegende Arbeit stellt einen Adaptiven Helmholtzresonator vor, welcher aufgrund seines Aufbaus bei sehr geringem Bauraum mit einem Aktor niedrigster Leistung betrieben werden kann. Die Arbeit stellt außerdem ein Ventilprinzip und Regelalgorithmus vor, welche den Aufbau und Betrieb unterschiedlicher aktiver Pulsationsminderungsmaßnahmen ohne die Verwendung hochdynamischer Aktoren ermöglicht – den so genannten „Rotopuls“. Die Eigenschaften werden parallel durch Prüfstandsuntersuchungen sowie die Simulation in DSHplus analysiert und verifiziert. Für die Simulation wird unter anderem ein Modell der zu Grunde gelegten Pumpe – einer sauggedrosselten, druckgesteuerten Radialkolbenpumpe – mit einem neuartigen Kavitationsmodell aufgestellt und verwendet.