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Übungsaufgaben Antriebe...

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Ölhydrostatische Antriebe

Übersicht

- Übung -

Übung

Ölhydrostatische Antriebe (Teil der Vorlesung Antriebe) Prof. Dr.-Ing. Bernd Johanning

Fachhochschule Osnabrück Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik

Prof. Dr.-Ing. B. Johanning

HY-A 3.0 1

Übung

Ölhydrostatische Antriebe

Übungsaufgabe 1

- Übung -

Übungsaufgabe: Wandlungsgleichungen Ein hydrostatisches Getriebe (siehe Skizze) zum Antrieb eines Fahrwerkes soll berechnet werden. gegeben sind: • Konstantmotor: Schlukvolumen V2, ηhm, ηvol • Verstellpumpe: Hubvolumen V1,max, ηhm, ηvol

Prinzip eines hydrostatischen Getriebes (offener Kreislauf):

M2 n2

M1 n1 Rohrleitung und Ventil werden in diesem Beispiel als verlustfrei angenommen.

a) b) c) d)

Welches Abtriebsmoment M2 kann aufgebracht werden, wenn am Motor der Druck ∆p2 abfällt? Welche Abtriebsdrehzahl n2 wird mit dem Volumenstrom Q erreicht? Welches Hubvolumen V1 muß für den Volumenstrom Q an der Verstellpumpe eingestellt werden, wenn die Antriebsdrehzahl der Pumpe n1 ist? Wie groß ist das erforderliche Antriebsmoment M1 der Pumpe?

Prof. Dr.-Ing. B. Johanning

Reale Energiewandlung mit rotierenden Verdrängern

HY-A 3.0 2

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Ölhydrostatische Antriebe

Übungsaufgabe 2

- Übung -

Übungsaufgabe: Antriebsstrang Grundlagen Gegeben ist der folgende Schaltplan eines einfachen hydrostatischen Getriebes im offenen Kreislauf. Folgende Daten sind bekannt: Pumpe: Hubvolumen Antriebsdrehzahl maximale Antriebsleistung hydraulisch – mechanischer Wirkungsgrad volumetrischer Wirkungsgrad Motor: Schluckvolumen

V1 = n1 = P1,max = ηhm,1 = ηvol,1 V2

Abtriebsmoment hydraulisch – mechanischer Wirkungsgrad volumetrischer Wirkungsgrad Annahme: Leitungsverluste

= =

M2,Nenn = ηhm,2 = ηvol,2 = ∆pvL

=

45 cm³ 1450 min-1 12 kW 0,98 0,93 150

cm³

190 Nm 0,98 0,95 5

bar

Berechnen Sie: a) den Volumenstrom Q1 der Pumpe, die Abtriebsdrehzahl n2 des Motors und für das Abtriebsmoment M2,Nenn den Druckabfall p2 am Motor, den Pumpendruck p1, die Antriebsleistung P1, sowie den Gesamtwirkungsgrad ηges des hydrostatischen Getriebes. b) den maximalen Pumpendruck p1,max und das maximale Abtriebsmoment M2,max des Motors. c) Geben Sie einen sinnvollen Einstellwert pDBV für das Druckbegrenzungsventil an.

Prof. Dr.-Ing. B. Johanning

Reale Energiewandlung mit rotierenden Verdrängern

Ölhydrostatische Antriebe - Übung -

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Übungsaufgabe 3

Übungsaufgabe: Leitungsverluste Gegeben ist ein Hydraulikrohr mit einer Länge von l = 10 m und einem Rohrinnendurchmesser von d = 24 mm. Durch das Rohr soll ein Volumenstrom von Q = 80 l/min fließen. Hinweis: Die kinematische Viskosität des Öls beträgt ν = 40 mm²/s, die Dichte des Öls beträgt ρ = 880 kg/m³ und die kritische Reynoldszahl liegt bei ReKrit = 2200.

a) Wie groß ist der Druckabfall ∆p = p1 – p2 über der gesamten Rohrlänge? b) Welcher Rohrinnendurchmesser d muß mindestens gewählt werden, damit die Rohrströmung noch laminar bleibt? (Q = 80 l/min) c) Wie lang ist das Rohr (d = 24 mm, Q = 80 l/min), wenn der Druckverlust ∆p = 5 bar beträgt?

Prof. Dr.-Ing. B. Johanning

Druckverlust in geraden Rohrleitungen

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Ölhydrostatische Antriebe

Übungsaufgabe 4

- Übung -

Übungsaufgabe: Wärmetechnische Auslegung Gegeben ist die folgende Schaltung zum Antrieb eines Hydromotors: Folgende Daten sind bekannt: Motormoment Abtriebsdrehzahl Wärmedurchgangszahl Wärmeabgebende Fläche Wärmekapazität des Öls

M2 n2 k A cÖl

Umgebungstemperatur υUmg Wärmekapazität der Anlagenbauteile cM Masse der Anlagenbauteile mM Gesamtwirkungsgrad (für QDBV = 0) ηges

= = = = =

400 Nm 90 min-1 14 W/(m² K) 1 m² 1880 J/(kg K)

= = = =

21 °C 0,47 kJ/(kg K) 50 kg 0,75

a) Wie groß ist das Ölvolumen in der Anlage, wenn sich das Öl im Tank nach 800 Sekunden um 25 K erwärmt hat? b) Wie groß ist die Leistung eines Ölkühlers zu wählen, wenn im Beharrungszustand (nach unendlicher langer Zeit) die Öltemperatur 70 °C nicht überschreiten soll?

Prof. Dr.-Ing. B. Johanning

Wärmetechnische Auslegung

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