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RWTH Aachen, Deutschland Forschungs status Brief 2013

Technische Hochschule Aachen Institut für Fluidtechnik Übertragung und Steuerung (IFAS - Institut fuer fluid technische Antriebe und Steuern, im Folgenden als Institut für Fluid technologie bezeichnet) war früher als Institut für hydraulischen pneumatischen Antrieb und Steuerung (IHP) bekannt, das 1968 von Professor Barker, dem weltweit führenden Technologie führer für Fluidtechnik, gegründet wurde. Es ist das älteste, größte und talentierte ste Universitäts institut für Fluidtechnik der Welt. Der derzeitige Direktor, Prof. Dr.-Ing.H. Murren hoff promo vierte 1983 am Institut und war bis 1986 Chefin genieur. Danach arbeitete er zunächst als Vizepräsident für Ingenieur wesen und Marketing in einem amerikanischen Luftfahrt technologie unternehmen und war dann technischer Präsident eines berühmten deutschen elektro mechanischen Unternehmens. Im Oktober 1994 kehrte er als Nachfolger von Professor Barker an das Institut zurück. Das Ziel des Instituts für Fluid technologie ist: kreative F & E und Lehre auf dem Gebiet der Fluidtechnik durch zuführen, jungen Ingenieuren zu ermöglichen, die Anforderungen der Industrie durch Ph.D. zu erfüllen. College-Studenten, die sich für dieses Gebiet interessieren, durch Kurs design und Master arbeit zu kontaktieren, Und Industrie mechaniker und Elektroniker auszubilden. Und profession elle Informations techniker.

Von Februar 1979 bis September 1981 arbeitete Professor Lu Yong xiang, der frühere Präsident der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, hier als Ph. Bisher sind fast 20 chinesische Gelehrte hierher gekommen, um zu studieren oder zu promovieren.

Am 16. August 2013 hielt das Institut für Fluid technologie einen akademischen Bericht und einen wissenschaft lichen Forschungs bericht (Eröffnungs tag) ab, um den 60. Geburtstag von Professor Muren hoff zu feiern. Der Autor wurde zur Teilnahme eingeladen, und jetzt werde ich die wissenschaft liche Forschungs situation des Instituts wie folgt kurz vorstellen.


Im Jahr 2012 belief sich die Forschungs finanzierung des Institute of Fluid Technology auf 3,33 Millionen Euro (ca. 27 Millionen RMB), von denen 40% aus wissenschaft lichen Forschungs verträgen von Unternehmen und 29% aus Bildungs zuschüssen von Landes regierungen stammten. und 31% aus wissenschaft lichen Forschungs aufträgen aus verschiedenen öffentlichen Abteilungen und Stiftungen. Jetzt hat es eine langfristige kooperative Beziehung mit 134 Unternehmen aufgebaut. Die Versuchs halle ist 1250 Quadratmeter groß mit etwa 50 Prüfständen. Es gibt auch einen beweglichen Kontrollraum mit einer kontroll ier baren Temperatur von-70 bis 70 Grad Celsius und einer Luft feuchtigkeit von 95%, 4,7 Meter x 3,5 Meter x 3 Meter und einen schalla bsor bieren den Raum. Neben allgemeinen Öl analyze methoden gibt es im Flüssigkeits labor Oxidations test, Reibungs oxidations test, Hydro lysat test und Hochdruck prüfstand. Im Material-und Oberflächen messraum befinden sich gewöhnliche Mikroskope, optische drei dimensionale Mikroskope, licht durchlässige Mikroskope, verschiedene allgemeine Härte prüfer, Mikro härte tester, Gummi-und Kunststoff härte tester. Feste und tragbare Rauheit tester und eine Runde Zwei Sätze Zylindrizität tester, Höhen tester und so weiter. In Bezug auf tribo logische Tests gibt es selbst gemachte Rotations reibungs tester, Hochfrequenz-Reibungs tester, Kraftstoff-Rotations reibungs tester (niedrige Viskosität) usw. In Bezug auf die Bauteil prüfung gibt es selbst gebaute Schadstoff zusatz prüfstände, Radial kolben prüfstände der Kraftstoffe in spritz pumpe, Hydraulik ventil-Kurzzeit alterung prüfstände, Gas fluss prüfstände, Effizienz prüfstände, Hydraulik ventil prüfstände und Radial kolben einheiten. Plunger Prüfstand, Prüfstand für Pumpen verschmutzung Das Institut hat derzeit 18 Manager, Labor personal und Techniker auf allen Ebenen, 24 Doktoranden. und etwa 70 Masters tu denten, die Kurs gestaltung und Abschluss arbeit machen. Jeder Doktorand am Institute of Fluid Technology hat mehrere Masters tu denten unter sich. Die Doktoranden sind die eigentlichen Organisatoren wissenschaft licher Forschungs projekte, und die spezifische wissenschaft liche Forschungs arbeit wird häufig den Masters tu denten zugeordnet. Die Forschungs felder des Fluid Technology Institute umfassen Fahrzeug hydraulik, Industrie automation, Medizin technik, Umweltschutz technik, Manipulator technik, Fertigungs technik und stationäre Hydraulik usw. Aufgeteilt in fünf Forschungs gruppen.


1. Tribologie und Flüssigkeits analyze


1 1. 1 Forschungs schwerpunkte sind die Messung der Oberflächen eigenschaften von Reibungs paaren im Oberflächen labor des Instituts und die Prüfung der Fluide igen schaften im Öl labor. Die Prüfgeräte in der Prüf halle ermöglichen eine praktische Prüfung von Reibungs verlust, Verschleiß und Leckage. Das aus der Analyse schädlicher Reibungs systeme gewonnene Wissen kann bei der Optimierung helfen. Tribo logische Systeme simulieren und Flüssigkeits stütze vorhersagenDie Verwendung von Allzweck-und selbst entwickelten digitalen Tools zur Optimierung von Prozessen.


(1) Komponenten


1) Verwendung verschiedener Methoden zur Analyse, Bewertung und Optimierung von Reibungs paaren in fluid technischen Komponenten und deren Hauptmerkmalen


2) Oberflächen beschichtung von mechanischen Komponenten zur Verbesserung der Reibungs eigenschaften


3) Untersuchen Sie die Wirkung der Oberflächen textur auf Reibung und Verschleiß


4) Verschmutzung und Filtration von Hydraulik kreisläufen


5) Elektro statische Ansammlung von Filter elementen und Wechsel wirkung mit Flüssigkeit


(2) Druck medium


1) Testen und beschreiben Sie die Alterung eigenschaften von Mineralöl und Umweltschutz flüssigkeit


2) Bestimmen Sie die Wechsel wirkung von Flüssigkeiten mit Metall-und Nicht metall materialien


3) Fluide igen schaften in einem großen Temperatur-und Druckbereich untersuchen


4) Testen Sie die Wirkung verschiedener Flüssigkeiten auf die Effizienz des Hydraulik systems


(3) Versiegelung stech no logie


1) Messen Sie die Reibungs-, Verschleiß-und Leckage eigenschaften von Translation dichtungen


2) hydraulische und pneumatische Dichtung simulation


3) Visual isierung des weichen elastischen Dichtung spalt prozesses


(4) Kraftstoff


1) Vorhersage der Kraftstoffs chmier eigenschaften


2) Reibungs kontakt modus wiedergabe


3) Simulation des Reibungs kontakts in der Kraftstoffe in spritzpumpe


1 1. 2 Teilweise abgeschlossene Forschungs projekte


(1) Modellierung, Optimierung und Herstellung der Mikro textur auf der Kontakt fläche des Hydraulik pumpen motors


(2) Simulation und Prüfung des Reibungs paares der Kolben einheit


(3) Markte in tritts projekt des Bundes wirtschafts ministeriums für bio basierte Schmierstoffe


(4) Ungefähre tatsächliche Prüfung und Zustands überwachung von Pflanzenöl


(5) Entwicklung und Anwendungs test von Druck medium auf der Basis von Zucker derivaten und Pflanzenöl


(6) Der Einfluss von Oberflächen zustand und Arbeits medium auf die Gleit-und Dicht kontakt reibungs eigenschaften von hydraulischen Komponenten;


(7) Der kompakte kombinierte Dichtung sring ersetzt das komplexe Dichtung system der biologisch abbaubaren Flüssigkeit für die mobile Servo hydraulik


(8) Chrom freie Beschichtung prüfung an der Kolbenstange des Hydraulik zylinders


(9) Realisierung eines umwelt freundlichen Reibungs systems an Werkzeug maschinen durch geeignete Verbund werkstoffe und Zwischen stoffe


(10) Alterung merkmale umwelt verträglicher Zwischen stoffe


(11) Der Hydraulik pumpen motor ist an das Grundsystem des Umweltschutzes angepasst


(12) Analyse und Prüfung der Trenn funktion des Mehr schicht filters in der Hydraulik vorrichtung


1 1. 3 Derzeit laufende Forschungs projekte


(1) Einfluss von Druck medium auf den Energie verbrauch von hydraulischen Geräten


(2) Forschung zur elektro statischen Ansammlung von Druck medium beim Durchgang durch den Filter


(3) Reibungs messung der Kolben-und Kolbenstange dichtung bei hoher Geschwindigkeit


(4) kunden spezifischer Kraftstoff auf Bio basis (in Zusammenarbeit mit der zweiten Gruppe)


2. Pumpen-und Motor technik


2. 1 Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Erforschung des hydraulischen Verdrängung mechanismus und der Entwicklung neuer Komponenten, einschl ießlich der Verbesserung des Antriebs der Fluidtechnik, um die Effizienz zu verbessern, leistungs dichte, Lebensdauer, Umwelt verträglich keit und reduzieren die Kosten. Wichtige F & E-Ziele sind einerseits zu iBeschmutzen Sie das Reibungs system, indem Sie neue Materialien und Oberflächen beschichtungen anwenden, und erhöhen Sie andererseits die Effizienz verschiedener Hydraulik komponenten, wenn sie nicht vollständig beladen sind. Wenden Sie das allgemeine Simulations programm an und entwickeln Sie auch die speziellen Forschungs-und Entwicklungs werkzeuge für den Verschiebung mechanismus.


(1) Komponenten entwicklung


1) Effizienz prüfung


2) Verbesserung des Gleit kontakts durch Prüfung des Verschiebung mechanismus


3) Wirkung der Oberflächen beschichtung auf die Komponenten eigenschaften


4) Struktur der hydraulischen Wasser übertragung


5) Forschung und Entwicklung von mikro hydraulischen Komponenten für Werkstück spann mechanismen


(2) Lärm und Pulsation


1) Luft geräusch messung


2) Messung und Berechnung der Transmission vibration


3) Muster analyze


4) Reduzieren Sie feste Geräusche, indem Sie die Struktur verbessern


5) Reduzieren Sie Flüssigkeits geräusche, indem Sie den Controller verbessern


(3) Design-Werkzeuge


1) Entwicklung von Design-Software für Pumpen und Motoren


2) Kontroll prozess simulation


3) Berechnung des hydraulischen Drucks, der Mechanik und der Tribologie im Verschiebung mechanismus


2. 2 Einige abgeschlossene Forschungs projekte


(1) Der hydraulische Verdrängung mechanismus passt sich dem Umweltschutz system an


(2) Verbessern Sie die Effizienz von Nicht-Volllast-Bedingungen


(3) Reduzieren Sie feste Geräusche, indem Sie die Struktur verbessern


(4) Lärm und Flüssigkeits pulsation von hydraulischen Komponenten und Systemen reduzieren


2. 3 Derzeit laufende Forschungs projekte


(1) Reibungs system im Kolben mechanismus


(2) kunden spezifische Kraftstoffe auf Bio basis (in Zusammenarbeit mit der ersten Gruppe)


(3) Industrialisierung projekt "Gleitendes Reibungs paar mit Vakuum beschichtung im Kolben mechanismus"


(4) Hydraulische Antriebs ketten in Windenergie anlagen


(5) Hybrid hydraulischer Antrieb


3 3. Ventil technik und Mechatronik


3 3. 1 Forschungs schwerpunkt sind die Entwicklung und Optimierung von Ventilen, Aktuatoren und Sensoren, neben Proportional ventilen und Servo ventilen gibt es Ein-Aus-Ventile, die mechanische Komponenten, Ventil antriebe, sensoren und Informations-und Kommunikation stech no logie. Diese stellen aufgrund der hohen Anforderungen und der Entstehung neuer Funktions prinzipien äußerst heraus fordernde mecha tro nische Systeme dar. Ziel der Weiterentwicklung ist es, diese Komponenten unter Berücksichtigung der notwendigen Steuerungs leistung, Funktions sicherheit, Verschleiß und dynamischem Verhalten systematisch zu verbessern. Gleichzeitig sollte auch der Umweltschutz in Betracht gezogen werden, z. B. die Vermeidung von Leckagen und die Reduzierung von Lärm.


(1) Ventil technologie


1) Verbessern Sie die statischen und dynamischen Übertragungs eigenschaften von Schalt ventilen und Regelventilen


2) Reduzieren Sie die Antriebs leistung des Ventils


3) Entwicklung von hoch dynamischen Proportional ventilen und Servo ventilen


4) Design der Schieber-Druck ausgleichs rille


(2) Strömungs mechanik


1) CFD-Simulation von Strömungs leitungen im Ventil mit dem Ziel, die hydraulische Kraft zu kompensieren und den Druckverlust zu verringern


2) Messung der Ventilfluss-Eigenschaften (hydraulische Kraft-, Strömungs-Hub-Kurve)


3) Streamline-Berechnung, um den Druckverlust von Rohren und Gelenken zu reduzieren


4) Fügen Sie das Kavitation modell in die Simulations software ein, um die Simulations ergebnisse zu verbessern


(3) Sensoren und driVers


1) Entwicklung und Prüfung neuer Ventil antriebe wie piezo elektrische Keramik antriebe und Tauch spulen antriebe


2) Entwicklung neuer Sensoren, wie z. B. Wirbelstrom-Hub-Sensoren


3) Mangan-Nickel-Kupfer-Legierung Draht Drucksensor


3 3. 2 Abgeschlossene Forschungs projekte


1) Servo-hydraulischer Antrieb mit hoher Lasts teifigkeit


2) Antriebs ketten schema für mobile Arbeits maschinen


3) Experten system des hydraulischen Servo drucks


4) Explosions sicheres Schalter ventil, das vom Bus angetrieben wird


5) Selbst getriebenes hydraulisches Spann system für autonome Fertigungs zellen


6) Hydraulischer Schieber ventil Druck ausgleichs behälter


7) Pilots tufe für die piezo elektrische Betätigung hoch dynamischer Hydraulik ventile


8) Hoher dynamischer hydraulischer Antrieb


3 3. 3 Aktuelle Forschungs projekte


1) Kurzfristiger Alterung stest von Hydraulik ventilen


2) Power-Schalter-Antrieb


3) Ventils imulation


44. System-und Steuerungs technik


4 4. 1 Forschung Der Schwerpunkt liegt auf den dynamischen Eigenschaften und dem Energie verbrauch von fluid technischen Übertragungs systemen. Die reiche Erfahrung des Fluid Technology Institute bei der Erstellung mathematischer Modelle von Komponenten der Fluid technologie hat eine solide Grundlage dafür gelegt. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung moderner modulierender Steuerungs konzepte sowie zuverlässiger Anpassungs strategien, die die Integration von Hydraulik systemen für den Anwender zunehmend vereinfachen. Die Forschung unterstützt Benutzer bei der Anwendung moderner Regulierungs schemata, die dazu beitragen, den Energie verbrauch von Flüssigkeits übertragungen zu senken.


(1) Flüssigkeits technologie Systems imulation


1) Nichtlineare Simulation


2) Etablierung des Simulations modells


3) Prüfung und Analyse des Fluidtechnik systems


(2) Bussystem


1) Bus anschluss von Hydraulik ventilen, Pneumatik ventilen und Antriebs systemen


2) Ausrüstung konzept für die Fluidtechnik


3) Dezentrales Kontroll schema


(3) Energie spar strategie


1) Entwickeln Sie ein neues Schaltung schema


2) System optimierung und Zyklus optimierung des hydraulischen Getriebes


(4) Zustands überwachung


1) Fehler überwachung von Prozess ventilen


2) Fern diagnose von hydraulischen Komponenten


(5) Anpassungs qualität


1) Anpassung der Anpassungs strategie an das System


2) Zuverlässige adaptive Strategie


4 4. 2 Forschungs projekte abgeschlossen


(1) Zustands überwachung von Hydrauliköl und Getriebe öl


(2) Servo hydraulischer Antrieb mit hoher Steifigkeit


(3) Hoch dynamischer Servo antrieb mit Elektro hysterese


(4) Reduzieren Sie das Geräusch des Servo fahrens


(5) Intelligentes integriertes Einrad-Brems modul für Schienen fahrzeuge


4 4. 3 Aktuelle Forschungs projekte


(1) F & E-Umgebung des Fluidtechnik-Mechatronik systems


(2) Selbst verstärkende elektro hydraulische Bremse


(3) Simulation des mehrphasigen Strömungs systems mit Qualitäts erhaltung


(4) Wellen energie umwandlung und Absorptions prüfstand


(5) Erhalten Sie Meeres energie mit Hilfe des Hydraulik systems



55. Pneumatisch


5 5. 1 Die Forschung konzentriert sich auf das Design, die Analyse und die Simulation von pneumatischen Komponenten und Systemen. In Bezug auf die Material förder technologie ersetzt Forschung und Entwicklung des Stufen transports bestehende Förder schemata. Neue miniatur isierte servo-pneumatische Verstell lösungen ermöglichen den Bau hoch flexibler Greifer und Manipulatoren. Durch die Auswertung der bereits im pneumatischen System vorhandenen Sensors ignale ist es möglich, den Zustand der Ausrüstung vorher zusagen, so dass Wartungs intervalle optimal geplant und das System mit den meisten Energie einsparungen betrieben werden kann. Gegenwärtig wurde in der Systems imulation der durch das Dichtung system verursachten Reibung nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt. Daher besteht das weitere Forschungs-und Entwicklungs ziel darin, den Struktur mechanismus des Dichtung rings zu kombinieren und das Reibungs modell in der Systems imulation zu verbessern.


(1) Entwicklung und Verbesserung von pneumatischen Komponenten


1) Reduzieren Sie die Steuer leistung des Ventils


2) Miniatur isierung der Ventils teuerung


3) Anwendung der Mikro mechanik


4) Miniatur isierung von pneumatischen Komponenten


5) Neues Proportional ventil


(2) Pneumatische Systems imulation


1) Modellierung von pneumatischen Komponenten


2) Streamline-Simulation CFD


3) Erweitern Sie die Komponenten bibliothek


(3) Neue Anwendungs bereiche


1) Automatisierung stech no logie


2) Übertragungs-und Greif technik


3) Geh maschinen


4) Servo pneumatisch


5 5 .2 2 Abgeschlossene Forschungs projekte


(1) pneumatische Schritt förderung


(2) pneumatische Servo hand


(3) Pneumatische Geräte diagnose


(4) Abdichtung des pneumatischen Miniatur sitz ventils


(5) Intelligenter Zwei-Zangen-Grabber


(6) instabile Berechnung zur Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des pneumatischen Ventil magneten


(7) pneumatisches Regelventil zur Steuerung der Leistungs reduzierung


5 5 .3 3 Laufende Forschungs projekte


(1) Schnelle Messung von pneumatischen Komponenten


(2) Hoch integrierter pneumatischer Multi-Treiber-Servo-Handantrieb


(3) Reibungs modell des Dichtung kontakts


(4) Verbesserte Modellierung in der Aerodynamik durch Berücksichtigung von Strömungs impulsen, Strömungs führung und Druckwellen ausbreitung


(5) Verbesserung der Effizienz durch Verwendung von Abgasen Im Institut für Strömungs technologie müssen alle theoretischen Forschungen, Simulationen und Modellierungen mit den tatsächlichen Testergebnis sen verglichen werden. In der akademischen Berichts sitzung am Nachmittag stellte Dr. Bauer aus Hytek die Rolle des Akkumulators in diesem Hybrida trieb vor. Prof. Post von Festo erklärt, wie die Automatisierung durch Bio mimikry verbessert werden kann. Dr. Kemper mann von Frut tronics erklärt, wie man integrierte Systeme in der Mobil hydraulik bereitstellt. Dr. Breuer von Rexroth erklärt, wie moderne Entwicklungs werkzeuge derzeit bei der Entwicklung von Hydraulik pumpen motoren eingesetzt werden: MKS, FEM, EHD, CFD, M.Elemente. Am Abend zahlte Professor Muren hoff aus eigener Tasche und hielt ein Bankett im antiken Schloss von Lahr ab, ohne Geschenke anzunehmen. Während des Abendessens hielten seine Freunde, Mentoren, Kollegen und Kinder Reden, überprüften die Reise, die der Professor bisher in allen Aspekten bereist hat, mit vielen gut gemeinten Sarkasmus, Humor, und ständiges Lachen und Applaus bis spät in die Nacht. Professor Murenhof sagte dem Autor, dass er bereit sei, mit chinesischen Unternehmen zusammen zuarbeiten, um beispiels weise chinesischen Unternehmen ihre Forschungs ergebnisse zur Verfügung zu stellen und Tests anzunehmen, die von chinesischen Unternehmen in Auftrag gegeben wurden. oder an Forschungs projekten teilzunehmen.


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