Pompproefbank geoptimaliseerd voor tests
Professor Wilhelm Hannibal en zijn studenten van de Fachhochschule Südwestfalen hebben een ambitieus doel: door het optimaliseren van oliepompen willen ze het energieverbruik van verbrandingsmotoren terugdringen. Hier gaan diverse tests aan vooraf. Een proefbank veroorzaakte hierbij ongewenste trillingen. PLM-luchtveerelementen van ACE zorgden op meerdere fronten voor rust.
Bij de ontwikkeling van energiezuinige aandrijfsystemen vervult de oliepomp van de motor een sleutelrol, zegt Sebastian Schütte, wetenschappelijk medewerker van Prof. Hannibal: “In vroeger tijden werkten oliepompen in motoren altijd onder een hoge belasting, tegenwoordig functioneren ze als uitgebalanceerde aggregaten. En als ze minder hard worden aangedreven, kan de slijtage mogelijk ook worden verminderd.” Om de optimale instelling te bereiken, moeten de eigenschappen van de oliepomp worden genoteerd en verschillende regelstrategieën met elkaar worden vergeleken. Hiervoor bouwde het Automotive-team een eigen proefbank. De totale constructie met een lengte van 2.500 mm en een breedte van 900 mm weegt 1.500 kg, ongeveer net zoveel als een personenauto.
Ook hinder voor een tweede proefbank
Tijdens de testopstelling drijft een gelijkstroommotor de pompen met 300 tot 7000 omwentelingen per minuut aan. “Voor ons was het vanaf het begin duidelijk dat dit aantal omwentelingen trillingen zouden veroorzaken en dat we moesten bijsturen, om bruikbare meetresultaten te krijgen”, aldus Sebastian Schütte. Want behalve het testen van de hydraulische, volumetrische en mechanische eigenschappen voor het controleren en optimaliseren van de stroomtoevoer, het vermijden van lekkages en het verminderen van wrijving, wordt met de proefbank ook onderzoek gedaan naar de meest effectieve regeltechniek. Daarom werd de proefbank op zes rubbermetalen isolatoren geplaatst. De trillingen verminderden, maar Schütte was nog niet tevreden. Vooral omdat de trillingen ook invloed hadden op een andere proefbank in dezelfde ruimte.
‘Beide proeftafels werken nu vlekkeloos’
Tot de ACEolater-serie van ACE behoren naast rubbermetalen isolatoren ook trillingsisolerende platen en laagfrequente luchtveerelementen. Deze laatste werden uiteindelijk gebruikt ter vervanging van de eerder gebruikte machineonderdelen op de Fachhochschule Südwestfalen. Deze laagfrequente elementen zorgen vanwege hun interne luchtkamer voor een significante isolerende werking vanaf een frequentie van 5Hz en hoger. De eigen frequentie ligt daarbij bij optimale belasting op 3Hz. Naast de toepassing in proefbanken zijn deze luchtveren ook bijzonder geschikt om storende trillingen bij meetsystemen te verhelpen. Bovendien isoleren ze ook trillingen bij bijvoorbeeld hogesnelheidspersen en allerlei soorten productiemachines.
De door de Fachhochschule Südwestfalen gebruikte PLM-elementen zijn voorzien van gevulkaniseerde schroefdraad, waardoor de luchtveren of via een standaard bandenventiel of via een pneumatische koppeling van perslucht voorzien kunnen worden. Speciale aansluitingen zijn niet nodig bij deze gemakkelijk in te bouwen, innovatieve elementen. Indien er geen gebruik gemaakt kan worden van niveauregelventielen, kan voor het regelen van de druk en de hoogte van de met elkaar verbonden luchtveren ook gebruik gemaakt worden van een regeleenheid. Dit was in Iserlohn echter niet nodig, om het gewenste resultaat te bereiken. “Beide proeftafels functioneren nu vlekkeloos. Hiermee kunnen we nog beter werken”, zegt Sebastian Schütte. Hiermee heeft het team van professor Wilhelm Hannibal een belangrijke stap gezet op weg naar nog zuiniger motoren.
