TY - THES

T1 - Optimierung des passiven Fahrschwingungstilgers eines Radladers

AU - Steiner, Peter

N1 - gesperrt bis 26-02-2013

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Um den Ansprüchen einer höheren Fahrgeschwindigkeit und eines verbesserten Fahrerkomforts gerecht zu werden, ist es notwendig, die Schwingungen, welche beim Betrieb des Radladers auftreten, so gering wie möglich zu halten. Weiters wirkt sich eine Schwingungsminimierung aus Sicht der Betriebsfestigkeit positiv auf die Lebensdauer der Komponenten aus. Da ein Radlader über keine Fahrwerksfederung verfügt, sind die Reifen und der passive hydropneumatische Fahrschwingungsdämpfer die einzigen Systeme, welche im Stande sind, diese auftretenden Schwingungen zu dämpfen. Der Fahrschwingungsdämpfer ist ein Schwingungstilger, bei dem das Hubgerüst des Radladers als Tilgermasse dient, die hydropneumatische Speichereinheit die Feder des Tilgers darstellt und die Dämpfung durch die hydraulischen Widerstände abgebildet wird. Dieser Schwingungstilger kann sowohl Hub- als auch Nickschwingungen minimieren, wobei aus Sicht der Sicherheit das System auf die Nickschwingungen abgestimmt werden sollte, um die Radlastschwankungen so gering wie möglich zu halten. Bei der Auslegung dieses hydropneumatischen Fahrschwingungsdämpfers steht man der Herausforderung gegenüber, dass die Nickfrequenz des Fahrzeugs mit zunehmender Beladung abnimmt und die Eigenfrequenz des hydropneumatischen Federungssystems einen progressiven Verlauf, bei steigender Beladung, aufweist. Aus diesem Grund sieht man sich der Problematik gegenübergestellt, dass bei einem vorgegebenen, unveränderlichen Vorfüllvolumen und einem vorgegebenen, unveränderlichen Vorfülldruck des Speichers das System nur in einem Betriebspunkt optimal ausgelegt ist. Die Lösung dieser Problemstellung ergibt sich durch den Einsatz einer Speichereinheit, die mit verschiedenartigen Speichern bestückt ist, welche ein unterschiedliches Vorfüllvolumen und einen unterschiedlichen Vorfülldruck aufweisen. Durch analytische Betrachtungen und einer kombinierten Hydraulik- und MKS-Simulation wurde das Systemverhalten untersucht und eine optimale Abstimmung der Speichereinheit gefunden.

AB - Um den Ansprüchen einer höheren Fahrgeschwindigkeit und eines verbesserten Fahrerkomforts gerecht zu werden, ist es notwendig, die Schwingungen, welche beim Betrieb des Radladers auftreten, so gering wie möglich zu halten. Weiters wirkt sich eine Schwingungsminimierung aus Sicht der Betriebsfestigkeit positiv auf die Lebensdauer der Komponenten aus. Da ein Radlader über keine Fahrwerksfederung verfügt, sind die Reifen und der passive hydropneumatische Fahrschwingungsdämpfer die einzigen Systeme, welche im Stande sind, diese auftretenden Schwingungen zu dämpfen. Der Fahrschwingungsdämpfer ist ein Schwingungstilger, bei dem das Hubgerüst des Radladers als Tilgermasse dient, die hydropneumatische Speichereinheit die Feder des Tilgers darstellt und die Dämpfung durch die hydraulischen Widerstände abgebildet wird. Dieser Schwingungstilger kann sowohl Hub- als auch Nickschwingungen minimieren, wobei aus Sicht der Sicherheit das System auf die Nickschwingungen abgestimmt werden sollte, um die Radlastschwankungen so gering wie möglich zu halten. Bei der Auslegung dieses hydropneumatischen Fahrschwingungsdämpfers steht man der Herausforderung gegenüber, dass die Nickfrequenz des Fahrzeugs mit zunehmender Beladung abnimmt und die Eigenfrequenz des hydropneumatischen Federungssystems einen progressiven Verlauf, bei steigender Beladung, aufweist. Aus diesem Grund sieht man sich der Problematik gegenübergestellt, dass bei einem vorgegebenen, unveränderlichen Vorfüllvolumen und einem vorgegebenen, unveränderlichen Vorfülldruck des Speichers das System nur in einem Betriebspunkt optimal ausgelegt ist. Die Lösung dieser Problemstellung ergibt sich durch den Einsatz einer Speichereinheit, die mit verschiedenartigen Speichern bestückt ist, welche ein unterschiedliches Vorfüllvolumen und einen unterschiedlichen Vorfülldruck aufweisen. Durch analytische Betrachtungen und einer kombinierten Hydraulik- und MKS-Simulation wurde das Systemverhalten untersucht und eine optimale Abstimmung der Speichereinheit gefunden.

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KW - Fahrschwingungstilger Radlader Dämpfungssystem Schwingungstilger hydropneumatisches Federungssystem

M3 - Diplomarbeit

ER -