Name: modeling and experimental analysis of the single-shaft coaxial motor-pump assembly in electrohydrostatic actuators
Uploaded: 2022-06-13T14:00:00
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Diese Arbeit wurde vom Chinese Civil Aircraft Project [No. MJ-2017-S49] und der China Postdoctoral Science Foundation [No.2021M700331] unterstützt.

1. Simulation des Pumpendurchflussverhaltens
<ol><li>Erstellen Sie das Simulationsmodell der Motor-Pumpen-Baugruppe. Öffnen Sie die Simulationsplattform AMESim und wechseln Sie in den SKETCH-Modus .<ol><li>Erstellen Sie das Simulationsmodell für einen einzelnen Kolben gemäß dem kinematischen mathematischen Modell und der Verteilungskurve (Abbildung 3). Kapseln Sie das Einkolbenmodell als Superkomponente (Abbildung ...

<ol>
	<li>Yu, B., Wu, S., Jiao, Z., Shang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-objective+optimization+design+of+an+electrohydrostatic+actuator+based+on+a+particle+swarm+optimization+algorithm+and+an+analytic+hierarchy+process.">Multi-objective optimization design of an electrohydrostatic actuator based on a particle swarm optimization algorithm and an analytic hierarchy process.</a> Energies. 11 (9), 2426 (2018).</li><li>Chao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Load-sensing+pump+design+to+reduce+heat+generation+of+electro-hydrostatic+actuator+systems.">Load-sensing pump design to reduce heat generation of electro-hydrostatic actuator systems.</a> Energies. 11 (9), 2266 (2018).</li><li>Zhao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+research+on+tribological+characteristics+of+TiAlN+coated+valve+plate+in+electro-hydrostatic+actuator+pumps.">Experimental research on tribological characteristics of TiAlN coated valve plate in electro-hydrostatic actuator pumps.</a> Tribology International. 155, 106782 (2021).</li><li>Zhao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+cylinder+block/valve+plate+interface+in+axial+piston+pumps:+Theoretical+models,+experimental+investigations,+and+optimal+design.">Review of cylinder block/valve plate interface in axial piston pumps: Theoretical models, experimental investigations, and optimal design.</a> Chinese Journal of Aeronautics. 34 (1), 111-134 (2021).</li><li>Chao, Q., Zhang, J., Xu, B., Huang, H., Pan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+high-speed+electro-hydrostatic+actuator+pumps+in+aerospace+applications:+challenges+and+solutions.">A review of high-speed electro-hydrostatic actuator pumps in aerospace applications: challenges and solutions.</a> Journal of Mechanical Design. 141 (5), 050801 (2019).</li><li>Fu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+performance+analysis+of+position-based+impedance+control+for+an+electrohydrostatic+actuation+system.">Design and performance analysis of position-based impedance control for an electrohydrostatic actuation system.</a> Chinese Journal of Aeronautics. 31 (3), 584-596 (2018).</li><li>Alle, N., Hiremath, S. S., Makaram, S., Subramaniam, K., Talukdar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+electro+hydrostatic+actuator+for+flight+control.">Review on electro hydrostatic actuator for flight control.</a> International Journal of Fluid Power. 17 (2), 125-145 (2016).</li><li>Chakraborty, I., Mavris, D. N., Emeneth, M., Schneegans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+methodology+for+vehicle+and+mission+level+comparison+of+More+Electric+Aircraft+subsystem+solutions:+Application+to+the+flight+control+actuation+system.">A methodology for vehicle and mission level comparison of More Electric Aircraft subsystem solutions: Application to the flight control actuation system.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 229 (6), 1088-1102 (2014).</li><li>Zhang, T., He, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+reliability-based+robust+design+method+for+the+sealing+of+slipper-swash+plate+friction+pair+in+hydraulic+piston+pump.">A reliability-based robust design method for the sealing of slipper-swash plate friction pair in hydraulic piston pump.</a> IEEE Transactions on Reliability. 67 (2), 459-469 (2018).</li><li>Guo, S., Chen, J., Lu, Y., Wang, Y., Dong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydraulic+piston+pump+in+civil+aircraft:+current+status,+future+directions+and+critical+technologies.">Hydraulic piston pump in civil aircraft: current status, future directions and critical technologies.</a> Chinese Journal of Aeronautics. 33 (1), 16-30 (2020).</li><li>Habibi, S., Goldenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+new+high-performance+electrohydraulic+actuator.">Design of a new high-performance electrohydraulic actuator.</a> IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 5 (2), 158-164 (1999).</li><li>Xu, B., Hu, M., Zhang, J., Mao, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+characteristics+and+impact+on+pump's+efficiency+of+hydro-mechanical+losses+of+axial+piston+pump+over+wide+operating+ranges.">Distribution characteristics and impact on pump's efficiency of hydro-mechanical losses of axial piston pump over wide operating ranges.</a> Journal of Central South University. 24 (3), 609-624 (2017).</li></ol>

Bei der Durchführung dieser Versuchsschritte ist darauf zu achten, dass die Druckmessstellen nahe genug am Ölanschluss der Pumpe liegen, was die Versuchsergebnisse stark beeinflussen würde. Achten Sie außerdem auf den Druck der Einlassöffnung der Motorpumpenbaugruppe, um sicherzustellen, dass keine Kavitation auftritt, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsarbeitsbedingungen.
Diese Methode ermöglicht eine dynamische Anpassung des Ölversorgungsdrucks und realisiert eine genaue Simulation ...

Bekannt als typischerweise integrierter Aktuator mit hoher Leistungsdichte, hat der EHA breite Perspektiven in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Baumaschinen und Robotik 1,2. Die EHA besteht hauptsächlich aus Servomotor, Pumpe, Zylinder, Druckbehälter, Ventilblock, Moderegelventilen, Modulregelventilen und Sensoren, die ein hochintegriertes, pumpengesteuertes, geschlossenes Hydrauliksystem bilden. Das schematische Diagramm und das physikalische Modell sind in Abbildung 1 3,4,5,6,7 dargestellt. Die Motor-Pumpen-Baugruppe ist die Kernleistung und die Steuerungskomponente und bestimmt das statische und dynamische Verhalten der EHA7.
Die konventionelle Motor-Pumpen-Baugruppe besteht aus einem separaten Motor und einer Pumpe, deren Wellen durch eine Wellenkupplung8 verbunden sind. Diese Struktur hat erhebliche negative Auswirkungen auf die Leistung und Lebensdauer der EHA. Erstens werden sowohl der Motor als auch die Pumpe aufgrund der Montagegenauigkeit eine relativ große Vibration tragen, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit5. Vibrationen beeinflussen nicht nur die Leistungseigenschaften der Pumpe, sondern beschleunigen auch den Verschleiß der Reibungsschnittstellen in der Pumpe, was zum Ausfall der Motor-Pumpen-Baugruppeführt 9. Zweitens müssen an den Wellenenden der Pumpe Dichtungen angebracht werden, die ein Auslaufen nicht grundsätzlich verhindern können. Gleichzeitig nimmt der mechanische Wirkungsgrad der Motor-Pumpen-Baugruppe mit zunehmendem Reibungswiderstandab 10. Drittens beschleunigt das häufige Umkehren der Motor-Pumpen-Baugruppe den Verschleiß der Kupplung und erhöht die Möglichkeit eines Ermüdungsbruchs, wodurch die Systemzuverlässigkeit des EHA11,12 verringert wird.
So wurde eine einwellige koaxiale Motor-Pumpen-Baugruppe innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses entwickelt, um diese Mängel zu vermeiden. Die Struktur ist in Abbildung 2 dargestellt. Bei diesem Bauteil wird ein kupplungsloses Design verwendet, das gleichzeitig die dynamische Leistung und den Schmierzustand von Motor und Pumpe erhöhen könnte. Dieses koaxiale Einwellendesign gewährleistet die Ausrichtung der beiden Rotoren und verbessert die dynamische Balance unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen. Darüber hinaus eliminiert das gemeinsame Gehäuse Leckagen der Wellenenden grundlegend.
Die Prüfung der Leistungseigenschaften der EHA-Motor-Pumpen-Baugruppe ist von großer Bedeutung für die Optimierung und Verbesserung der EHA-Leistung. Es gibt jedoch relativ wenige Studien zur Leistungsprüfung der Motor-Pumpen-Baugruppe, insbesondere für EHAs. Daher haben wir eine Testmethode zur Kombination von Simulation und Experimenten durchgeführt. Dieses Verfahren eignet sich für die Prüfung von Motor-Pumpen-Baugruppen mit einer Vielzahl von Betriebsbedingungen, insbesondere von EHA-Pumpen.
Es gibt zwei Hauptherausforderungen: Die erste besteht darin, ein genaues Simulationsmodell zu erstellen, um die Ausgangsströmungseigenschaften der Motorpumpe zu analysieren und Unterstützung für die optimale Auslegung der Motor-Pumpen-Baugruppe zu bieten. Wir haben ein Simulationsmodell der Motor-Pumpen-Baugruppe durch hierarchische Modellierung etabliert und die Simulationsanalyse des Ausgangsflusses durch Änderung verschiedener Parameter realisiert. Die zweite ist die Kavitation des Testelements, die durch hohe Geschwindigkeit verursacht wird, was der wichtigste Aspekt ist, der es von gewöhnlichen Pumpen unterscheidet. Daher haben wir uns bei der Auslegung des Testsystems mehr auf das Design des Ölversorgungssystems konzentriert, um den Test unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu realisieren.
In diesem Protokoll wurde ein eindimensionales Simulationsmodell erstellt, um zunächst die Pumpenströmungseigenschaften zu simulieren und zu beurteilen, ob die Pumpenströmungseigenschaften den Anforderungen der EHA entsprechen. Anschließend wurden die Strömungseigenschaften und der Gesamtwirkungsgrad auf einem speziellen Prüfstand experimentell getestet, um die Gesamteffizienzkarte zu erhalten, die durch Simulation nicht genau simuliert werden kann. Schließlich wurden die Strömungseigenschaften der Pumpe mit den experimentellen Ergebnissen verglichen, um die Genauigkeit der Simulationsergebnisse zu überprüfen. In der Zwischenzeit wurde die Gesamteffizienzkarte erstellt, um die Leistung der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpenbaugruppe zu bewerten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AmeSim simulation platform</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>Amesim 16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAQ card</td>
			<td>Advantech</td>
			<td>PCI1710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmeter</td>
			<td>KRACHT</td>
			<td>VC0.04E1RS, 0.02-4 L/min</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmeter</td>
			<td>KRACHT</td>
			<td>VC0.4E1RS, 0.2-40 L/min</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Industrial Computer</td>
			<td>Advantech</td>
			<td>610H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil supply motor</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>1TL0001-1BB23-3JA5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil supply pump</td>
			<td>Kangbaishi</td>
			<td>P222RF01DT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OriginPro</td>
			<td>OriginLab Corporation</td>
			<td>OriginPro 2021 (64-bit) 9.8.0.200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure sensor</td>
			<td>Feejoy</td>
			<td>PI131G(0-5 MPA)F4MCAH5C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proportional relief valve</td>
			<td>Huade hydraulic</td>
			<td>DBE10-30B/50YV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proportional relief valve</td>
			<td>Huade hydraulic</td>
			<td>DBE10-30B/315YV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spindle motor</td>
			<td>HAOZHI</td>
			<td>DGZX-18020 / 22A2-KFHWVJLS</td>
			<td>Max speed: 18,000 rpm;&#160; Power: 22 kW</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature sensor</td>
			<td>Feejoy</td>
			<td>TI-A42M1A180/30+F1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling and experimental analysis of the single-shaft coaxial motor-pump assembly in electrohydrostatic actuators

Ein elektrohydrostatischer Aktuator (EHA) kann aufgrund seiner hohen Leistungsdichte, Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit die vielversprechendste Alternative im Vergleich zu herkömmlichen hydraulischen Servoaktuatoren sein. Als Kernaggregat, das die Leistung und Lebensdauer des EHA bestimmt, sollte die Motor-Pumpen-Baugruppe gleichzeitig einen weiten Drehzahl-/Druckbereich und ein hohes dynamisches Ansprechverhalten besitzen.
In diesem Artikel wird eine Methode zum Testen der Leistung der Motor-Pumpen-Baugruppe durch Simulation und Experimente vorgestellt. Die Durchflussleistungseigenschaften wurden durch Simulation und Analyse der Baugruppe zu Beginn des Experiments definiert, was zu dem Schluss führte, ob die Pumpe die Anforderungen der EHA erfüllen konnte. Eine Reihe von Leistungstests wurde an der Motor-Pumpen-Baugruppe über einen Pumpenprüfstand im Drehzahlbereich von 1.450-9.000 U/min und im Druckbereich von 1-30 MPa durchgeführt.
Wir testeten den Gesamtwirkungsgrad der Motor-Pumpen-Baugruppe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen, nachdem wir die Übereinstimmung zwischen den Testergebnissen der Durchflussleistungseigenschaften und den Simulationsergebnissen bestätigt hatten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Baugruppe einen höheren Gesamtwirkungsgrad aufweist, wenn sie bei 4.500-7.000 U/min unter dem Druck von 10-25 MPa und bei 2.000-2.500 U/min unter 5-15 MPa arbeitet. Insgesamt kann dieses Verfahren genutzt werden, um im Vorfeld festzustellen, ob die Motor-Pumpen-Baugruppe die Anforderungen der EHA erfüllt. Darüber hinaus schlägt dieses Papier ein Schnelltestverfahren für die Motor-Pumpen-Baugruppe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen vor, das bei der Vorhersage der EHA-Leistung helfen könnte.

Das Simulationsergebnis des Abflussstroms (Bild 10A) zeigte, dass der Abflussstrom mit dem Anstieg des Lastdrucks bei konstanter Drehzahl leicht abnahm. Darüber hinaus stieg der Abtriebsdurchsatz linear mit steigender Geschwindigkeit bei konstantem Druck an, wenn man die gleiche Bandbreite betrachtet. Um die Leistung der Motor-Pumpen-Baugruppe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen direkt zu bewerten, haben wir ihr volumetrisches Effizienzdiagramm gezeichnet (Abbildung ...

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Modeling and Experimental Analysis of the Single-Shaft Coaxial Motor-Pump Assembly in Electrohydrostatic Actuators

Wir haben ein Simulationsmodell erstellt, um die Pumpenströmungseigenschaften und die Leistung der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpenbaugruppe in elektrohydrostatischen Aktuatoren zu bewerten und den Gesamtwirkungsgrad unter einer Vielzahl von Arbeitsbedingungen der Motor-Pumpen-Baugruppe experimentell zu untersuchen.

Modellierung und experimentelle Analyse der Einwellen-Koaxialmotor-Pumpen-Baugruppe in elektrohydrostatischen Aktuatoren

An electrohydrostatic actuator (EHA) can be the most promising alternative compared with the traditional hydraulic servo actuators for its high power ...

Motorpumpenbaugruppen sind Schlüsselkomponenten der elektrohydrostatischen Aktivatoren. Dieses Protokoll stellt ein effizientes Prüfverfahren für die Leistungseigenschaften der Motorpumpenmontage und die breiten Arbeitsbedingungen dar. Dieses Protokoll übernimmt die Akkumulation von Simulation und Beeinträchtigung, so dass die Leistung der Modellpumpenbaugruppe schnell erhalten werden kann.Diese Technologie trägt zur Entwicklung der Modellpumpenbaugruppe bei. Schützen Sie sich bei der Durchführung des Experiments, um den Schaden von Lärm und Öl zu vermeiden. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die Ölleitungen vor dem Laden fest verbunden sind.Yuxuan Ma, ein Doktorand aus dem Labor, demonstriert das Verfahren. Legen Sie zunächst die Hauptparameter der Motorpumpenbaugruppe fest, indem Sie in den Parametermodus wechseln, und legen Sie die Hauptparameter durch Doppelklick auf die spezifische Komponente im Simulationsmodell fest. Stellen Sie die Drehzahl und den Prüfdruck ein, wie im Text beschrieben.Legen Sie die Vorlaufparameter des Modells als Startzeit von null Sekunde, Endzeit von einer Sekunde und Druckintervall von einer Millisekunde fest. Führen Sie die Simulation vorab aus und prüfen Sie, ob das System am Ende der Simulation den stationären Zustand erreicht. Wenn das System den stabilen Zustand erreicht, aktivieren Sie im Fenster Run Parameters (Ausführungsparameter) die Option Use old final values (Alte Endwerte verwenden).Wenn nicht, setzen Sie die endgültige Zeit auf zwei Sekunden oder sogar länger zurück, bis das System den stationären Zustand erreicht. Legen Sie dann die Ausführungsparameter des Modells als Startzeit von null Sekunden, Endzeit von 0,2 Sekunden und Druckintervall von 0,002 Millisekunden fest. Um die mechanischen Schnittstellen zu installieren, verbinden Sie die Stirnfläche der Motorpumpenbaugruppe mit dem Prüfventilblock und verwenden Sie mindestens vier Schrauben, um eine gute Deckenleistung zu gewährleisten.Befestigen Sie die Motorpumpenbaugruppe und den Prüfventilblock auf der Werkbank des Prüfstands. Verbinden Sie die Motorpumpenbaugruppe und den Prüfventilblock mit vier Schrauben mit dem dedizierten Werkzeug und das Werkzeug mit zwei Schrauben mit der Werkbank. Installieren Sie zwei Gruppen von Druck- und Temperatursensoren von Anschluss A und Anschluss B am Prüfventilblock.Schließen Sie diese Sensoren zur Leckageüberwachung direkt an den Leckageanschluss an. Um die hydraulischen Schnittstellen zu verbinden, verbinden Sie zunächst die beiden Hochdruckölkanäle der Pumpenquelle mit Anschluss A oder B des Prüfventilblocks. Verbinden Sie dann den Druckölanschluss mit dem Leckageölanschluss der Pumpe.Stellen Sie bei der Luftabsaugung der Motorpumpenbaugruppe sicher, dass sich das Überdruckventil des Ölversorgungssystems im Entladezustand befindet. Lassen Sie den Ölversorgungsmotor drei Minuten lang laufen, um die Luft des Prüfsystems abzusaugen und zu erwärmen. Um nach Lecks in der Motorpumpenbaugruppe zu suchen, schalten Sie das Überdruckventil des Ölversorgungssystems ab und suchen Sie nach Leckagen in der Motorpumpenbaugruppe.Stellen Sie den Ölversorgungsdruck für mehr als eine Minute auf zwei MegaPascal ein. Um die elektrischen Schnittstellen zu verbinden, verbinden Sie zunächst die Stromversorgungsschnittstelle und die Drehsignalschnittstelle mit dem Treiber der Motorpumpenbaugruppe. Schließen Sie den Treiber über RS-442 an den Controller an, der in einem Vollduplex-Modell arbeitet, und dann an eine 270-Volt-Gleichstromversorgung.Um die Leerlaufprüfung der Motorpumpenbaugruppe durchzuführen, lassen Sie die Ölversorgungspumpe laufen und halten Sie die Überdruckventile der Ölversorgungs- und -ladesysteme im Entladezustand. Schalten Sie den Treiber und den Controller ein und prüfen Sie, ob die Motorpumpenbaugruppe den Steuerbefehl normal empfangen kann. Stellen Sie einen Befehl von 2000 U/min vorwärts und dann rückwärts zur Motorpumpenbaugruppe ein.Beobachten Sie den Arbeitszustand der Motorpumpenbaugruppe und prüfen Sie, ob eine Leckage am Ventilblock vorliegt. Um das Ölversorgungssystem einzustellen, lassen Sie die Ölversorgungspumpe laufen und schalten Sie die Überdruckventile des Ölversorgungssystems und des Ladesystems in den Ladezustand. Um den minimalen Ölversorgungsdruck zu bestimmen, stellen Sie zunächst den Ölversorgungsdruck auf einen MegaPascal oder mehrere MegaPascal ein, was von der getesteten Motorpumpenbaugruppe entschieden wird.Stellen Sie dann die Drehzahl der getesteten Motorpumpenbaugruppe auf 9000 U/min ein und stellen Sie sicher, dass der Pumpendurchfluss dem theoretischen Pumpendurchfluss entspricht. Andernfalls erhöhen Sie den Ölversorgungsdruck, um Kavitation zu vermeiden. Reduzieren Sie langsam den Ölversorgungsdruck und notieren Sie die Änderung des Pumpendurchflusses.Zeichnen Sie den relativen Pumpendurchfluss im Vergleich zum Ölversorgungsdruck auf und ermitteln Sie den Wendepunkt des Pumpenstroms, der als minimaler Ölversorgungsdruck bezeichnet wird. Stellen Sie das Überdruckventil auf den minimalen Ölversorgungsdruck ein. Schalten Sie die Temperaturregelung ein und stellen Sie die Öltemperatur auf 30 Grad Celsius ein.Schalten Sie auch die Wärmebildkamera ein, um die Oberflächentemperatur der Motorpumpenbaugruppe zu erkennen. Senden Sie die Steueranweisungen an die Motorpumpenbaugruppe, damit sie kontinuierlich mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft. Stellen Sie das Überdruckventil schrittweise ein.Erhöhen Sie den Lastdruck auf einen bestimmten Wert und halten Sie ihn vier Sekunden lang bei jedem kritischen gemessenen Druck. Nachdem der Druck den spezifischen Wert der Drehzahl erreicht hat, stellen Sie das Überdruckventil wieder auf ein MegaPascal ein. Exportieren Sie die experimentellen Durchflussdaten und zeichnen Sie die Kennlinie des Pumpendurchflusses der Motorpumpenbaugruppe.Berechnen Sie den Gesamtwirkungsgrad der Motorpumpenbaugruppe unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und zeichnen Sie die Gesamteffizienzkarte auf. Das Simulationsergebnis der Abflussströmung zeigte, dass die Strömung leicht abnahm, mit einem Druckanstieg bei konstanter Geschwindigkeit, während sie linear mit zunehmender Geschwindigkeit bei konstantem Druck zunahm. Es wurde ein leichter Unterschied in den experimentellen und Simulationsergebnissen für die Abflussströmung beobachtet.Wenn die Drehzahl höher als 5000 U/min ist, nimmt der Ausgangsstrom zuerst ab und steigt dann mit dem steigenden Druck. Der volumetrische Wirkungsgrad wurde bestimmt, was zeigt, dass der Pumpenwirkungsgrad bei niedrigem Druck und niedriger Drehzahl höher war. Bei 3000 U/min betrug der maximale Ausgangsdruck fünf MegaPascal, bei 8000 U/min 23 MegaPascal.Die experimentellen Ergebnisse unterscheiden sich von der Simulation, wenn die Motorpumpenbaugruppe mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck arbeitet. Bei 10 MegaPascal Druck nimmt jedoch der volumetrische Wirkungsgrad mit zunehmender Drehzahl ab. Es wurde beobachtet, dass die Simulations- und Versuchsergebnisse bei höherer Drehzahl näher liegen und fast mit den experimentellen Ergebnissen im Drehzahlbereich von 3500 bis 9000 U/min übereinstimmen.Experimentelle Ergebnisse des Gesamtwirkungsgrades zeigen, dass unter extremen Bedingungen, wie niedrige Geschwindigkeit und hoher Druck oder hohe Geschwindigkeit und niedriger Druck, der Gesamtwirkungsgrad relativ niedrig ist. Es ist darauf zu achten, dass sich die Druckmessstellen in der Nähe der Ölkanäle befinden. Achten Sie außerdem auf den Eingangsdruck, um sicherzustellen, dass keine Kavitation vorhanden ist.Nach diesem Verfahren können wir auch die Fehlerinjektionsmethode anwenden, um die Leistung und den Ausfallmodus der Motorpumpenmontage unter extremen Arbeitsbedingungen zu untersuchen.

Research

JoVE Journal

Engineering

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

Experimentelle Messung der Settling Velocity von sphärischen Partikeln in unbeschränkten und geschlossenen Tensid-basierten Scherdünnungsviskoelastischen Flüssigkeiten

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

Forschung

Ingenieurwesen

Real-Time DC-dynamic Biasing Method for Switching Time Improvement in Severely Underdamped Fringing-field Electrostatic MEMS Actuators

Echtzeit-DC-Vorspannung dynamische Verfahren zur Verbesserung Schaltzeit in stark unterdämpft Fransen-Bereich Elektroantriebe MEMS

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input ...

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Herstellung und Verwendung von photokatalytisch aktiven segmentierte Ag | ZnO und TiO Koaxial<sub&gt; 2</sub&gt; Ag-Nanodrähte Hergestellt von gestützte Elektrochemische Abscheidung

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Herstellungsverfahren einer Silikonbasis Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Die Quantifizierung von Wasserstoffkonzentrationen in Oberflächen- und Grenzflächenschichten und Schüttgüter durch Tiefenprofilierung mit Kernreaktionsanalyse

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Mit Synchrotronstrahlung Mikrotomographie Mehrskalige Dreidimensionale Mikroelektronische Bauteile zur Untersuchung

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Freiform-Lichtaktoren - Herstellung und Steuerung der Betätigung in mikroskopischer Skala

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Methoden der Ex-Situ und In Situ Untersuchungen zu strukturellen Veränderungen: der Fall der Kristallisation von metallischen Gläsern

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Herstellung von weichen pneumatische Netzwerk Aktoren mit schrägen Kammern

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

Rissüberwachung bei Derresonanceermüdungstests von geschweißten Proben mit Digital Bildkorrelation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...