Teilprojekt AG KIMA

Entwicklung eines digitalen Mobilbaggermodells zu Energieverlust- und -verbrauchssimulation mit anschließender energetischer Optimierung der Arbeitsmaschine auf hydraulisch-mechanischer Basis

Die AG KIMA erstellt und verifiziert ein vollständiges numerisches Modell zur umfassenden Energiebetrachtung einer mobilen Arbeitsmaschine, das durch Modularisierung als Simulationsplattform alternativer Konzepte dient. Des Weiteren wird eine Untersuchung zur Optimierung des bestehenden mechanisch-hydraulischen Systems durchgeführt. Die AG KIMA liefert zudem für die anderen AGs das Belastungsprofil und Leistungsspektrum repräsentativer Arbeitsaufgaben.

Projektziel

Das Ziel des beantragten Teilprojekts ist es, zunächst ein vollständiges, digitales Modell eines Baggers zu erstellen und zu verifizieren. Es besteht aus einem Mehrkörpersimulationsmodell (MKS-Modell) der Baggermechanik, das gekoppelt mit dem Hydraulikmodell von Fahrantrieb und Arbeitshydraulik den Energieverbrauch für verschiedene Arbeitsvorgänge errechnen kann. Dieses Modell dient als Simulationsplattform für alle im Gesamtantrag entwickelten Konzepte.

Im zweiten Schritt werden Konzepte erstellt, bei denen die Arbeitshydraulik hinsicht-lich energetischer Aspekte optimiert wird. Dabei differenziert sich der vorliegende Teilprojektantrag von dem der Arbeitsgruppe MEC durch die Entwicklung und Analyse rein hydraulisch-mechanischer Optimierungskonzepte. Diese im Rahmen dieses Teilprojekts erarbeiteten Konzepte sowie die der anderen Teilprojekte von ERMA werden anschließend in das Gesamtmodell des Baggers integriert und anhand verschiedener Arbeitsszenarien bezüglich des Energieverbrauchs miteinander verglichen.

Vorgehensweise

Im Einzelnen sollen folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden:

Erstellung und Verifikation einer modular aufgebauten Simulationsplattform zur Energie- und Verbrauchsberechnung eines Baggers
Erarbeitung energetisch optimierter hydraulisch-mechanischer Hydraulikkonzepte
Implementierung weiterer energieoptimierter Konzepte aus den anderen Teil-projekten im erwähnten Simulationsmodell
Vergleich der neuen Konzepte mit dem bestehenden System

Kernkompetenzen

Der Lehrstuhl hat mehrjährige Erfahrungen auf dem Gebiet der Konstruktion, Simulation sowie der Optimierung von mobilen Arbeitsmaschinen. Im Rahmen dieses Themengebietes wurden mehrere Forschungsarbeiten durchgeführt.

Lehrstuhl

Kontakt

Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Lehrstuhl KIMA
Konstuktion im Maschinen- und Apparatebau
Postfach 3049
D-67653 Kaiserslautern