Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Forschungsvorhaben soll dazu beitragen, die Vorbehalte der Anwender gegen\u00fcber dem Einsatz biologisch schnell abbaubarer Hydraulikfl\u00fcssigkeiten auszur\u00e4umen; das soll erreicht werden:
\n\u00b7\tdurch Information \u00fcber die Anforderungen von Anwendungen in denen biologisch schnell abbaubare Fl\u00fcssigkeiten vorteilhaft eingesetzt werden
\n\u00b7\tdurch die Zusammenstellung der Bedingungen, die der Einsatz biologisch schnell abbaubarer Hydraulikfl\u00fcssigkeiten erfordert und \u00fcber die Vorteile, die eine Umstellung auf diese Fl\u00fcssigkeiten mit sich bringt
\n\u00b7\tdurch Kl\u00e4rung des Einflusses von Seewasser auf Niederdruck-Hydraulik-(NDH)-Systeme, die mit umweltvertr\u00e4glichen Fl\u00fcssigkeiten betrieben werden durch eine Weiterentwicklung der Systeme und der Fl\u00fcssigkeiten in enger Zusammenarbeit mit den Fl\u00fcssigkeitsherstellern mit dem Ziel, die im vorangegangenen Projekt ermittelten Schwachpunkte auszur\u00e4umen und
\n\u00b7\tdurch eine Leistungssteigerung der NDH-Motoren, die aufgrund der besseren Verschlei\u00dfschutzeigenschaften der umweltvertr\u00e4glichen Fl\u00fcssigkeiten nur mit diesen erreicht werden kann. Diese Leistungssteigerung soll einen zus\u00e4tzlichen Anreiz f\u00fcr die Anwender bieten, auf umweltvertr\u00e4gliche Fl\u00fcssigkeiten umzustellen, da sie zu kleineren Maschinen f\u00fcr die gleiche Anwendung f\u00fchrt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Kl\u00e4rung des Einflusses von Seewasser auf die hier exemplarisch untersuchten NDH-Systeme mit umweltvertr\u00e4glichen Fl\u00fcssigkeiten und zur Weiterentwicklung der Systeme folgende Schritte geplant:
\n\u00b7\tDurchf\u00fchrung eines Feldversuchs mit synthetischen Estern in an Bord befindlichen Niederdrucksystemen.
\n\u00b7\tDurchf\u00fchrung von Pr\u00fcfstandsversuchen mit NDH-Motoren
\n\u00b7\tAnwendung eines Ma\u00dfnahmenkatalogs zur Reduzierung des Wassergehalts der Hydraulikfl\u00fcssigkeit auf die hier untersuchten NDH-Systeme unter Ber\u00fccksichtigung der technischen M\u00f6glichkeiten an Bord von Seeschiffen.
\nAm Beispiel der NDH-Motoren soll ein Verfahren zur Ermittlung der Potentiale zur Leistungssteigerung von Hydraulikmotoren durch den Einsatz biologisch schnell abbaubarer Hydraulikfl\u00fcssigkeiten entwickelt werden:
\n\u00b7\tTribologische Analyse, Simulation und FEM-Berechnungen
\n\u00b7\tAbleitung von bauartbedingten Leistungsgrenzen aus o. g. Modellbildung
\n\u00b7\tVerifizierung durch Pr\u00fcfstandsversuche
\n\u00b7\tErmittlung von Wirkungsgradkennfeldern und Verschlei\u00dfraten<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Einleitend wurde der Erkenntnisstand \u00fcber die Wechselwirkung von hydrostatischen Maschinen und biologisch schnell abbaubaren Hydraulikfl\u00fcssigkeiten und die \u00dcbertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf die Betriebsbedingungen von NDH-Motoren untersucht. Erstes Ergebnis dieser \u00dcberpr\u00fcfung war, dass kaum Erkenntnisse \u00fcber den Einsatz biologisch schnell abbaubarer Hydraulikfl\u00fcssigkeiten in maritimen oder in wassernahen Anwendungen vorlagen. Gleichzeitig wurde klar, dass von den kommerziell verf\u00fcgbaren biologisch schnell abbaubaren Fl\u00fcssigkeiten solche auf Basis synthetischer Ester die geeigneten Kandidaten f\u00fcr einen Einsatz in NDH-Motoren vorrangig aufgrund des relativ gro\u00dfen Einsatztemperaturbereichs der NDH-Motoren sein w\u00fcrden. Im Rahmen des Projekts wurde ein umfassendes mathematisches Modell des NDH-Motors entwickelt, mit dem es m\u00f6glich ist, die volumetrischen Verluste, die hydraulisch-mechanischen Verluste, die Kontaktbedingungen in den tribologisch hochbelasteten Gleit- und W\u00e4lzkontakten und die Bauteilbeanspruchungen und Bauteilverformungen im NDH-Motor zu bestimmen. Das Modell ist geeignet, die Abh\u00e4ngigkeit dieser Gr\u00f6\u00dfen vom Betriebsdruck, der Drehzahl, der Betriebstemperatur und dem Drehwinkel des Rotor zu berechnen; damit kann der Einfluss der physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Hydraulikfl\u00fcssigkeit und der konstruktiver Ver\u00e4nderungen am NDH-Motor bestimmt werden. Die \u00dcberpr\u00fcfung der Verschlei\u00dfschutzeigenschaften der synthetischen Ester erfolgte \u00fcber Dauerlaufversuche \u00fcber jeweils 350 Betriebsstunden mit zwei NDH-Motoren. Als Ergebnis dieser Versuche konnte festgehalten werden, dass f\u00fcr einzelne tribologisch hochbelastete Bauteile des NDH-Motors synthetische Ester einen deutlich besseren Verschlei\u00dfschutz bieten k\u00f6nnen als Mineral\u00f6l. Wiederholt durchgef\u00fchrte Wirkungsgradmessungen \u00fcber den gesamten Versuchszeitraum zeigten, dass beim Einsatz von synthetischem Ester bei niedrigen Drehzahlen (n = 4 min-1) mit vergleichbaren bzw. bei h\u00f6heren Drehzahlen (n = 60 min-1) mit geringf\u00fcgig ung\u00fcnstigeren Wirkungsgraden zu rechnen ist als beim Einsatz von Mineral\u00f6l. Die Dauerlaufversuche mit synthetischem Ester und Seewasser haben ge-zeigt, dass die Wasserkontamination einen deutlichen Einfluss auf das Verschlei\u00dfverhalten der Komponenten der NDH-Motoren hat. Eine gesicherte Aussage \u00fcber das Verschlei\u00df- und Wirkungsgradverhalten durch Seewasserkontamination kann nur anhand weiterer Versuchsl\u00e4ufe gemacht werden, was im Rahmen dieses Projektes nicht mehr m\u00f6glich war. Weiter wurden zwei Dauerlaufversuche mit unterschiedlichen Fl\u00fcgelbeschichtungen (Teflon und Nickel) durchgef\u00fchrt. Die Teflonbeschichtung zeigte sich gegen Verschlei\u00df weniger resistent als die Nickelbeschichtung; es kam zu Abplatzungen an tribologisch hoch beanspruchten Bauteiloberfl\u00e4chen. Dadurch wurde f\u00fcr die Teflonbeschichtung ein h\u00f6herer Bauteilverschlei\u00df festgestellt, wenngleich dieser nach einem 350-h-Pr\u00fcflauf (noch) keine messbaren Einfluss auf die Teil- und Gesamtwirkungsgrade der Maschine hat. An dem gleichen Pr\u00fcfstand wurden Kurzzeitversuche durchgef\u00fchrt mit dem Ziel, den Verlauf der Wirkungsgrade in Abh\u00e4ngigkeit vom Rotationswinkel, dem Betriebsdruck, der Drehzahl und der Betriebstemperatur des Motors zu bestimmen. Diese Versuche haben das mathematische Modell zur Berechnung der volumetrischen Verluste weitgehend verifiziert. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde ein halbj\u00e4hriger Praxisversuch mit synthetischen Estern in Schiffsdecksmaschinen an Bord eines im Wesentlichen in der Nordsee verkehrenden Chemie-Tankschiffs durchgef\u00fchrt. Ziel war zum einen die Ermittlung der Betriebsbedingungen (Dr\u00fccke, Drehzahlen, \u00d6ltemperaturen, Einsatzdauer) der Maschinen unter Anwendungsbedingungen. Zum anderen sollten Fremdstoffgehalte, wie u. a. Seewasser im \u00d6l eines an Bord befindlichen Systems und der Ver\u00e4nderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des \u00d6ls unter Bordbedingungen bestimmt werden. W\u00e4hrend der halbj\u00e4hrlichen Einsatzdauer konnte keine nennenswerte Fluidver\u00e4nderung, insbesondere keine nennenswerte Kontamination mit Wasser oder anderen Fremdstoffen festgestellt werden. Die Erstellung des mathematischen Modells f\u00fcr den NDH-Motor hat zusammen mit den hier durchgef\u00fchrten Pr\u00fcfstandsversuchen dazu beigetragen, die Kenntnisse vom Betriebsverhalten der NDH-Motoren we-sentlich zu erweitern. Damit wurde die Basis geschaffen, auf deren Grundlage Entwicklungen zur vollen Ausnutzung des Potentials dieser Motorenbauart durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Projekts wurden durch Publikationen und Fachtagungen der \u00d6ffentlichkeit zug\u00e4nglich gemacht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Abschlie\u00dfend l\u00e4sst sich feststellen, dass sich der Einsatz synthetischer Ester wegen der besseren Verschlei\u00dfschutzeigenschaften anbietet. Ein besonderes Augenmerk sollte jedoch weiterhin auf die Vermeidung von Seewassereintritt in das System gelegt werden, da das offensichtlich erheblichen Verschlei\u00df zur Folge haben kann. Zur gesicherten Beurteilung dieses Verschlei\u00dfverhaltens sollten im Rahmen eines Folgeprojektes weiterf\u00fchrende Untersuchungen durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Das Forschungsvorhaben soll dazu beitragen, die Vorbehalte der Anwender gegen\u00fcber dem Einsatz biologisch schnell abbaubarer Hydraulikfl\u00fcssigkeiten auszur\u00e4umen; das soll erreicht werden: \u00b7 durch Information \u00fcber die Anforderungen von Anwendungen in denen biologisch schnell abbaubare Fl\u00fcssigkeiten vorteilhaft eingesetzt werden \u00b7 durch die Zusammenstellung der Bedingungen, die der Einsatz biologisch schnell abbaubarer […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,70,52,53],"class_list":["post-20729","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-schleswig-holstein","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"14152\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-14152.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"99.446,27","dbu_projektdatenbank_firma":"HATLAPAUetersener Maschinenfabrik GmbH & Co.","dbu_projektdatenbank_strasse":"Tornescher Weg 5 - 7","dbu_projektdatenbank_plz_str":"25436","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Uetersen","dbu_projektdatenbank_p_von":"1999-09-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2002-04-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 7 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"04122\/711-0","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Schleswig-Holstein","dbu_projektdatenbank_foerderber":"2","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20729","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20729\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33732,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20729\/revisions\/33732"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20729"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20729"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20729"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}