Entwurf hydraulischer Maschinen

1 Einführende Übersicht.- 2 Modellbildung mit Hilfe physikalischer Gesetze.- 2.1 Eigenschaften des inkompressiblen, masselosen Fluids.- 2.1.1 Druckkraft auf eine Wand.- 2.1.2 Durchfluß durch Spalte.- 2.1.3 Viskosität von Mineralöl.- 2.1.4 Durchfluß durch Blenden.- 2.1.5 Durchfluß durch Ventile.- 2.2 Einfluß der Kompressibilität des Hydrauliköls.- 2.2.1 Elastizität einer Ölsäule.- 2.2.2 Druckaufbau in einem Volumen.- 2.3 Eigenschaften des massebehafteten Öls.- 2.3.1 Strömungskräfte an Ventilschiebern.- 2.3.2 Induktivität kleiner Spalte und Leitungen.- 2.4 Modellieren von Leitungen.- 2.4.1 Reibungsverluste in Leitungen.- 2.4.2 Modellieren der Leitungsdynamik bei Reibungsfreiheit.- 2.4.3 Impedanzen hydraulischer Komponenten.- 2.4.4 Simulation reibungsfreier Leitungsströmung.- 2.4.5 Modellieren reibungsbehafteter Leitungsdynamik.- 2.4.6 Simulation reibungsbehafteter Leitungsströmung.- 3 Modellbildung durch Beschreibung des Eingangs-/Ausgangsverhaltens.- 3.1 Stationäre Zusammenhänge.- 3.1.1 Reibungskräfte an Kolben.- 3.1.2 Fördercharakteristik von Hydropumpen.- 3.1.3 Volumenstrompulsation.- 3.1.4 Verhalten von Hydromotoren.- 3.1.5 Beschreibung von Dieselmotoren.- 3.2 Bilineare Systemmodelle.- 4 Eigenschaften linearer Modelle.- 4.1 Definition linearer Systeme.- 4.2 Linearisierung nichtlinearer Systeme.- 4.3 Beschreibung im Zeitbereich.- 4.3.1 Laplace-Transformation.- 4.3.2 Die Übertragungsfunktion.- 4.3.3 Das Verzögerungsglied erster Ordnung.- 4.3.4 Das Verzögerungsglied zweiter Ordnung.- 4.3.5 Der Integrator.- 4.3.6 Der Differenzierer.- 4.3.7 Der Allpaß.- 4.3.8 Systeme mit Totzeit.- 4.3.9 Dynamische Glieder höherer Ordnung.- 4.4 Beschreibung im Frequenzbereich.- 4.4.1 Verzögerungsglied erster Ordnung.- 4.4.2 Verzögerungsglied zweiter Ordnung.- 4.4.3 Der Integrator.- 4.4.4 Der Differenzierer.- 4.4.5 Der Allpaß.- 4.4.6 Systeme mit Totzeit.- 4.4.7 Dynamische Glieder höherer Ordnung.- 4.5 Darstellung im Zustandsraum.- 5 Aufstellen von Gesamtmodellen.- 5.1 Verbinden von Teilmodellen.- 5.2 Hydraulische Widerstandsketten.- 5.3 Modellieren von Unstetigkeiten.- 5.4 Erforderliche Modellgüte.- 6 Stabilitätsanalyse.- 6.1 Stabilität linearer, zeitinvarianter Systeme.- 6.1.1 Stabilitätsbedingung für lineare Systeme.- 6.1.2 Numerische Stabilitätsanalyse.- 6.1.3 Stabilitätsbedingungen für den einschleifigen Regelkreis.- 6.2 Stabilitätsanalyse mit Hilfe der Beschreibungsfunktion.- 6.3 Stabilitätsanalyse reibungsbehafteter Systeme.- 7 Digitale Simulation.- 7.1 Grundzüge von Simulationssprachen.- 7.2 Behandlung von Unstetigkeiten.- 7.3 Beispiel eines CSSL-Programms.- 7.4 Dymola, eine moderne Simulationssprache.- 8 Numerische Integration.- 8.1 Integrationsverfahren.- 8.1.1 Euler-Cauchy-Verfahren.- 8.1.2 Runge-Kutta-Verfahren.- 8.1.3 Mehrschrittverfahren.- 8.2 Rechentechnische Behandlung von Ereignissen.- 8.3 Wahl des Integrationsverfahrens.- 9 Beispiele.- 9.1 Modellbildung und Simulation eines Druckregelventils.- 9.2 Simulation eines hydrostatischen Getriebes.- 9.3 Analyse eines Bremssystems.- Literatur.