RWTH Aachen, Allemagne Statut de la recherche Bref 2013

Technische Hochschule Aachen Institute of Fluid Technology Transmission and Control (IFAS - Institut fuerfluidtechnische Antriebe und Steuerungen, ci-après dénommé Institute of Fluid Technology) était anciennement connu sous le nom d'Institute of Hydraulic Pneumatic Drive and Control (IHP) fondé en 1968 par le professeur Barker, leader mondial de la technologie des fluides. C'est le plus ancien, le plus grand et le plus talentueux institut universitaire de technologie des fluides au monde. Le directeur actuel, le professeur Dr.-Ing.H. Murrenhoff, a terminé sa thèse de doctorat à l'Institut en 1983 et a été ingénieur en chef jusqu'en 1986. Après cela, il a d'abord travaillé comme vice-président de l'ingénierie et du marketing dans une société américaine de technologie aéronautique, puis a été président technique d'une célèbre société électromécanique allemande. Il est retourné à l'institut en octobre 1994 pour succéder au professeur Barker. L'objectif de l'Institut de technologie des fluides est: mener une R & D créative et un enseignement dans le domaine de la technologie des fluides, pour permettre aux jeunes ingénieurs de répondre aux exigences de l'industrie grâce à un doctorat., pour contacter les étudiants qui s'intéressent à ce domaine à travers la conception de cours et la thèse de maîtrise, Et de former des techniciens en mécanique industrielle et des techniciens en électronique. Et techniciens professionnels de l'information.

De février 1979 à septembre 1981, le professeur Lu Yongxiang, ancien président de l'Académie chinoise des sciences, a travaillé ici en tant que Ph. Jusqu'à présent, près de 20 universitaires chinois sont venus ici pour étudier ou poursuivre un doctorat.

Le 16 août 2013, l'Institut de technologie des fluides a tenu un rapport académique et un rapport de recherche scientifique (jour d'ouverture) pour célébrer le 60e anniversaire du professeur Murenhoff. L'auteur a été invité à participer, et maintenant je vais vous présenter brièvement la situation de la recherche scientifique de l'institut comme suit.

En 2012, le financement de la recherche de l'Institute of Fluid Technology était de 3.33 millions d'euros (environ 27 millions de RMB), dont 40% provenait de contrats de recherche scientifique d'entreprises, 29% de subventions à l'éducation des gouvernements des États et 31% de contrats de recherche scientifique de divers départements et fondations publics. Maintenant, il a établi des relations de coopération à long terme avec 134 entreprises. La salle d'essai mesure 1250 mètres carrés avec environ 50 bancs d'essai. Il y a aussi une salle de contrôle mobile avec une température contrôlable de-70 à + 70 degrés Celsius et une humidité de 95%, 4.7 mètres x 3.5 mètres x 3 mètres, et une pièce insonorisante. En plus des méthodes générales d'analyse d'huile, il existe un test d'oxydation, un test d'oxydation par frottement, un test d'hydrolysat et un banc d'essai à haute pression dans le laboratoire liquide. Dans la salle de mesure des matériaux et de la surface, il y a des microscopes ordinaires, des microscopes optiques tridimensionnels, des microscopes transmettant la lumière, divers testeurs de dureté générale, des testeurs de microdureté, des testeurs de dureté en caoutchouc et en plastique, testeurs de rugosité fixes et portables, et un rond Deux ensembles de testeurs de cylindricité, testeur de hauteur, etc. En termes de tests tribologiques, il existe des testeurs de friction rotatifs fabriqués par soi-même, des testeurs de friction à réponse haute fréquence, des testeurs de friction rotative à carburant (faible viscosité), etc. En termes de tests de composants, il existe des bancs de test auto-fabriqués en matière d'addition de polluants, des bancs de test de piston radiaux de pompe d'injection de carburant, des bancs de test de vieillissement à court terme de valve hydraulique, Bancs d'essai d'écoulement de gaz, bancs d'essai d'efficacité, bancs d'essai de soupapes hydrauliques et unités à piston radial. Banc d'essai de plongeur, banc d'essai de pollution de pompe L'institut compte actuellement 18 directeurs, membres du personnel de laboratoire et techniciens à tous les niveaux, 24 doctorants, et environ 70 étudiants en master qui font une thèse de conception de cours et de fin d'études. Chaque doctorant à l'Institut de technologie des fluides a plusieurs étudiants à la maîtrise sous ses ordres. Les doctorants sont les véritables organisateurs de projets de recherche scientifique, et les travaux de recherche scientifique spécifiques sont souvent attribués aux étudiants en master. Les domaines de recherche de l'Institut de technologie des fluides couvrent l'hydraulique des véhicules, l'automatisation industrielle, la technologie médicale, la technologie de protection de l'environnement, la technologie de manipulation, la technologie de fabrication et l'hydraulique stationnaire, etc. Divisé en cinq groupes de recherche.

1. Tribologie et analyse des fluides

1 1. 1 Les recherches portent sur la mesure des propriétés de surface des paires de friction dans le laboratoire de surface de l'institut et le test des propriétés des fluides dans le laboratoire pétrolier. L'équipement de test dans la salle d'essai permet des tests pratiques de perte de friction, d'usure et de fuite. Les connaissances acquises en analysant les systèmes de frottement préjudiciables peuvent aider à l'optimisation. Simuler les systèmes tribologiques et prédire l'hélice fluideErties utilisant des outils numériques polyvalents et auto-développés pour aider à optimiser les processus.

(1) Composants

1) Utilisation de diverses méthodes pour analyser, évaluer et optimiser les paires de friction dans les composants de la technologie des fluides et leurs principales caractéristiques

2) Revêtement de surface des composants mécaniques pour améliorer les caractéristiques de frottement

3) Étudier l'effet de la texture de surface sur le frottement et l'usure

4) Pollution et filtration des circuits hydrauliques

5) Accumulation électrostatique d'éléments filtrants et interaction avec le fluide

(2) Pression moyenne

1) Tester et décrire les caractéristiques de vieillissement de l'huile minérale et du fluide de protection de l'environnement

2) Déterminer l'interaction des fluides avec les matériaux métalliques et non métalliques

3) Étudier les propriétés des fluides dans une grande plage de température et de pression

4) Testez l'effet de différents fluides sur l'efficacité du système hydraulique

(3) technologie d'étanchéité

1) Mesurez les caractéristiques de frottement, d'usure et de fuite des joints en translation

2) Simulation d'étanchéité hydraulique et pneumatique

3) Visualisation du processus d'écart d'étanchéité élastique souple

(4) carburant

1) Prédiction des caractéristiques de lubrification du carburant

2) Reproduction du mode de contact de friction

3) Simulation du contact de frottement dans la pompe d'injection de carburant

1 1. 2 Projets de recherche partiellement achevés

(1) Modélisation, optimisation et fabrication de la micro-texture sur la surface de contact du moteur de la pompe hydraulique

(2) Simulation et test de la paire de friction de l'unité de piston

(3) Projet d'entrée sur le marché du ministère fédéral de l'économie pour les lubrifiants biosourcés

(4) Essai réel approximatif et surveillance de l'état de l'huile végétale

(5) Test de développement et d'application du milieu de pression à base de dérivés de sucre et d'huile végétale

(6) L'influence de l'état de surface et du milieu de travail sur les caractéristiques de frottement de contact de glissement et d'étanchéité des composants hydrauliques;

(7) La bague d'étanchéité combinée compacte remplace le système d'étanchéité complexe de fluide biodégradable pour servo hydraulique mobile

(8) Test de revêtement sans chrome sur la tige de piston du cylindre hydraulique

(9) Réalisation d'un système de friction écologique sur les machines-outils grâce à des matériaux composites appropriés et des substances intermédiaires

(10) Caractéristiques du vieillissement des substances intermédiaires écologiquement durables

(11) le moteur de la pompe hydraulique est adapté au système de base de la protection de l'environnement

(12) Analyse et test de la fonction de séparation du filtre multicouche dans le dispositif hydraulique

1 1. 3 Projets de recherche actuellement en cours

(1) Influence du milieu de pression sur la consommation d'énergie des dispositifs hydrauliques

(2) Recherche sur l'accumulation électrostatique de milieu de pression lors du passage à travers le filtre

(3) Mesure de frottement du joint de piston et de tige de piston à grande vitesse

(4) Carburant bio-basé sur mesure (en coopération avec le deuxième groupe)

2 2. Technologie de la pompe et du moteur

2 2. 1 La recherche se concentre sur la recherche du mécanisme de déplacement hydraulique et le développement de nouveaux composants, y compris l'amélioration de l'entraînement de la technologie des fluides, afin d'améliorer l'efficacité, densité de puissance, durée de vie, acceptabilité environnementale, et réduire le coût. Les objectifs importants de R & D sont d'une part à iMprevar le système de friction en appliquant de nouveaux matériaux et revêtements de surface, et d'autre part pour augmenter l'efficacité de divers composants hydrauliques lorsqu'ils ne sont pas complètement chargés. Appliquez le programme général de simulation et développez également les outils spéciaux de recherche et développement pour le mécanisme de déplacement.

(1) Développement des composants

1) Test d'efficacité

2) Améliorer le contact coulissant en testant le mécanisme de déplacement

3) Effet du revêtement de surface sur les caractéristiques des composants

4) Structure de la transmission hydraulique de l'eau

5) Recherche et développement de composants micro-hydrauliques pour les mécanismes de serrage de la pièce

(2) Bruit et pulsation

1) Mesure du bruit de l'air

2) Mesure et calcul de vibration de transmission

3) Analyse du modèle

4) réduire le bruit solide en améliorant la structure

5) réduire le bruit fluide en améliorant le contrôleur

(3) Outils de conception

1) Développement d'un logiciel de conception pour les pompes et les moteurs

2) simulation de processus de contrôle

3) Calcul de la pression hydraulique, de la mécanique et de la tribologie dans le mécanisme de déplacement

2 2. 2 Quelques projets de recherche achevés

(1) Le mécanisme de déplacement hydraulique s'adapte au système de protection de l'environnement

(2) améliorer l'efficacité des conditions de charge non complète

(3) réduire le bruit solide en améliorant la structure

(4) réduire le bruit et la pulsation fluide des composants et des systèmes hydrauliques

2 2. 3 Projets de recherche actuellement en cours

(1) système de friction dans le mécanisme du piston

(2) Biocarburants sur mesure (en coopération avec le premier groupe)

(3) Projet d'industrialisation "Paire de friction coulissante utilisant un revêtement sous vide dans le mécanisme du piston"

(4) chaînes d'entraînement hydrauliques dans les installations d'énergie éolienne

(5) entraînement hydraulique hybride

3 3. Technologie de la valve et mécatronique

3 3. 1 Recherche Focus sur le développement et l'optimisation des vannes, actionneurs et capteurs, en plus des vannes proportionnelles et des servopaves, il existe des vannes on-off qui combinent des composants mécaniques, des actionneurs de vannes, capteurs et technologie de l'information et de la communication. Ceux-ci, en raison des exigences élevées et de l'émergence de nouveaux principes de fonctionnement, constituent des systèmes mécatroniques extrêmement difficiles. L'objectif de la poursuite du développement est d'améliorer systématiquement ces composants, en tenant compte de la puissance de contrôle nécessaire, de la fiabilité fonctionnelle, de l'usure et du comportement dynamique. Dans le même temps, la protection de l'environnement devrait également être envisagée, comme éviter les fuites et réduire le bruit.

(1) Technologie de la valve

1) Améliorer les caractéristiques de transfert statique et dynamique des vannes de commutation et de régulation

2) Réduire la puissance d'entraînement de la valve

3) Développement de valves proportionnelles dynamiques élevées et de valves servo

4) Conception de la rainure d'équilibre de pression de la valve à glissière

(2) Mécanique des fluides

1) Simulation CFD des lignes d'écoulement dans la valve visant à compenser la force hydraulique et à réduire la perte de pression

2) Mesure des caractéristiques d'écoulement des soupapes (courbe de force hydraulique, de course d'écoulement)

3) Rationaliser le calcul pour réduire la perte de pression des tuyaux et des joints

4) Incorporez le modèle de cavitation dans le logiciel de simulation pour améliorer les résultats de la simulation

(3) Capteurs et driVers

1) Développement et test de nouveaux actionneurs de vannes, tels que les entraînements en céramique piézoélectriques et les entraînements à bobine immergée

2) Développement de nouveaux capteurs, tels que des capteurs à courant de Foucault

3) capteur de pression de fil d'alliage de manganèse-nickel-cuivre

3 3. 2 Projets de recherche achevés

1) Entraînement servo-hydraulique avec une rigidité de charge élevée

2) Schéma de chaîne d'entraînement pour les machines de travail mobiles

3) Système expert de pression hydraulique servo

4) vanne de commutation antidéflagrante entraînée par bus

5) Système de serrage hydraulique auto-entraîné pour cellules de fabrication autonomes

6) Réservoir hydraulique d'équilibre de pression de soupape à glissière

7) Étape pilote pour l'actionnement piézoélectrique de vannes hydrauliques hautement dynamiques

8) entraînement hydraulique dynamique élevé

3 3. 3 Projets de recherche actuels

1) Test de vieillissement à court terme des vannes hydrauliques

2) Interrupteur d'alimentation

3) Simulation de valve

44. Système et technologie de contrôle

4 4. 1 Recherche L'accent est mis sur les caractéristiques dynamiques et la consommation d'énergie des systèmes de transmission de la technologie des fluides. La riche expérience du Fluid Technology Institute dans l'établissement de modèles mathématiques de composants de technologie des fluides a jeté une base solide pour cela. L'une des priorités est le développement de concepts modernes de modulation de contrôle ainsi que de stratégies d'adaptation fiables, qui simplifient de plus en plus l'intégration des systèmes hydrauliques pour l'utilisateur. La recherche aide les utilisateurs à appliquer des schémas de régulation modernes qui aident à réduire la consommation d'énergie des transmissions de fluides.

(1) simulation de système de technologie fluide

1) Simulation non linéaire

2) Mise en place d'un modèle de simulation

3) Test et analyse du système de technologie des fluides

(2) Système de bus

1) Connexion de bus des vannes hydrauliques, des vannes pneumatiques et des systèmes d'entraînement

2) Concept d'équipement pour la technologie des fluides

3) Schéma de contrôle décentralisé

(3) stratégie d'économie d'énergie

1) Développer un nouveau schéma de circuit

2) Optimisation du système et optimisation du cycle de la transmission hydraulique

(4) surveillance de l'état

1) surveillance d'erreur des vannes de processus

2) Diagnostic à distance des composants hydrauliques

(5) Qualité d'ajustement

1) Adaptation de la stratégie d'ajustement au système

2) Stratégie adaptative fiable

4 4. 2 Projets de recherche terminés

(1) surveillance d'état de l'huile hydraulique et de l'huile de transmission

(2) entraînement hydraulique servo à haute rigidité

(3) entraînement servo dynamique élevé utilisant l'électrohystérésis

(4) réduire le bruit de la conduite servo

(5) Module de frein à traction unique intégré intelligent pour véhicules ferroviaires

4 4. 3 Projets de recherche actuels

(1) Environnement de R & D du système mécatronique de technologie des fluides

(2) Frein électro-hydraulique auto-renforçant

(3) Simulation de système d'écoulement multiphase avec préservation de la qualité

(4) banc d'essai de conversion et d'absorption d'énergie de vague

(5) Obtenir l'énergie océanique avec l'aide du système hydraulique

55. Pneumatique

5 5. 1 La recherche se concentre sur la conception, l'analyse et la simulation de composants et de systèmes pneumatiques. En termes de technologie de transport de matériaux, la recherche et le développement de transport par étapes remplacent les schémas de transport existants. De nouvelles solutions de réglage servo-pneumatique miniaturisées permettent la construction de pinces et de manipulateurs très flexibles. En évaluant les signaux de capteurs déjà présents dans le système pneumatique, il est possible de prédire l'état de l'équipement afin que les intervalles de maintenance puissent être planifiés de manière optimale et que le système fonctionne avec le plus d'économies d'énergie. À l'heure actuelle, dans la simulation du système, le frottement causé par le système d'étanchéité n'a pas été suffisamment pris en compte. Par conséquent, l'objectif de recherche et développement supplémentaire est de combiner le mécanisme structurel de la bague d'étanchéité et d'améliorer le modèle de friction dans la simulation du système.

(1) Développement et amélioration des composants pneumatiques

1) Réduire la puissance de contrôle de la valve

2) Miniaturisation du contrôleur de valve

3) Application de la micro-mécanique

4) Miniaturisation des composants pneumatiques

5) Nouvelle valve proportionnelle

(2) simulation de système pneumatique

1) Modélisation des composants pneumatiques

2) Rationaliser la simulation CFD

3) Développer la bibliothèque du composant

(3) Nouveaux domaines d'application

1) Technologie d'automatisation

2) Transmission et technologie de saisie

3) Machines de marche

4) Servo pneumatique

5 .2 2 Projets de recherche terminés

(1) transport pneumatique de pas

(2) main pneumatique servo

(3) diagnostic d'équipement pneumatique

(4) étanchéité de la soupape de siège pneumatique miniature

(5) Grabber intelligent à deux pinces

(6) Calcul instable pour améliorer les caractéristiques dynamiques de l'aimant de valve pneumatique

(7) valve de régulation pneumatique pour contrôler la réduction de puissance

5 .3 3 Projets de recherche en cours

(1) Mesure rapide des composants pneumatiques

(2) conduite à main pneumatique servo multi-pilotes hautement intégrée

(3) Modèle de friction du contact d'étanchéité

(4) Amélioration de la modélisation en aérodynamique en considérant les impulsions d'écoulement, le guidage d'écoulement et la propagation des ondes de pression

(5) Améliorer l'efficacité en utilisant l'échappement Dans l'institut de technologie d'écoulement, toutes les recherches théoriques, la simulation et la modélisation doivent être comparées aux résultats de test réels. Dans la réunion du rapport académique de l'après-midi, le Dr Bauer de Hytek a présenté le rôle de l'accumulateur dans cet entraînement hybride. Le Pr Post de Festo explique comment l'automatisation peut être améliorée grâce au biomimétisme. Le Dr Kempermann de Frutronics explique comment fournir des systèmes intégrés en hydraulique mobile. Le Dr Breuer de Rexroth explique comment les outils de développement modernes sont actuellement utilisés dans le développement de moteurs de pompes hydrauliques: MKS, FEM, EHD, CFD, M.Elemente. Dans la soirée, le professeur Murenhoff payait de sa poche et tenait un banquet dans l'ancien château de Lahr sans accepter de cadeaux. Pendant le dîner, ses amis, mentors, collègues et enfants ont prononcé des discours, en passant en revue le voyage que le professeur a parcouru jusqu'à présent dans tous les aspects, avec de nombreux sarcasmes bien intentionnés, humour, et des rires et des applaudissements constants jusqu'à tard dans la nuit. Le professeur Murenhof a déclaré à l'auteur qu'il était prêt à coopérer avec des entreprises chinoises, par exemple pour fournir aux entreprises chinoises les résultats de leurs recherches, pour accepter des tests commandés par des entreprises chinoises, ou de participer à des projets de recherche.