Modellbildung und Regelung von Luft-Öl-Gemischen

Gerbrandt, Marcus

In hydraulischen Systemen stellt freie Luft auch heute noch eine technische Herausforderung dar. Durch die Weiterentwicklung der Komponenten entstehen immer leistungsfähigere Öle, die für ihren Einsatz spezielle Eigenschaften aufweisen. Da das Verschäumungsverhalten von Ölen nur über empirische Messverfahren ermittelt werden kann, werden zur Zeit mehrere Schaumtestverfahren für die verschiedenen Einsatzgebiete von Ölen genutzt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Luftgehalt im Öl für einen reproduzierbaren Schaumaufbau in einem Laborgerät auf eine gewählte Führungsgröße zu regeln. Dabei werden die Bedingungen einer mobilhydraulischen Anlage nachbildet. Deshalb werden das Laborgerät sowie die Sensorik zur kapazitiven Bestimmung des Luftgehaltes entwickelt. Schwerpunkte liegen sowohl im konstruktiven Aufbau des Hydraulikkreises sowie der Einbringung der Luft ins Öl, als auch in der Bestimmung des Luftaufnahmeverhaltens von Ölen zur Modellbildung und Reglerauslegung. Durch das neuartige Verfahren der Luftgehaltsregelung und den Einsatz von spezieller Sensorik lassen sich Öle reproduzierbar und praxisnah aufschäumen.

Even today free air is a technical challenge for hydraulic systems. Due to a further development of the components increasingly powerful oils have been developed, specifically tailored to their application. Currently specific foam test procedures are used for the different applications, because the foaming properties can only be evaluated by empirical methods. In this thesis the following approach for the test procedure is proposed: The content of air dissolved in the oil is controlled at constant value. In this way it is possible to reproduce the foam composition in a laboratory set up. A capacitive sensor for measurement of the content of free air is developed. The design of the hydraulic circuit, the injection of air into the oil, and the evaluation of air absorption is modelled and a controller design is presented. The procedure exhibits excellent repeatability in accordance with practical requirements, due to the novel control of air content and the use of a specially designed sensor system.

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Gerbrandt, Marcus: Modellbildung und Regelung von Luft-Öl-Gemischen. 2010.

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